資源描述:
《第8章-雨水管網(wǎng)設(shè)計和計算》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第10章雨水管渠設(shè)計和優(yōu)化計算第10章雨水管渠設(shè)計和優(yōu)化計算雨水管渠系統(tǒng):由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物組成的一整套工程設(shè)施。雨水管渠系統(tǒng)功能:及時匯集并排除暴雨所形成的地面徑流,保障居民生命安全和正常生產(chǎn)。雨水管渠設(shè)計主要內(nèi)容1.確定當(dāng)?shù)乇┯陱姸裙交虮┯陱姸惹€;2.劃分排水流域,進行雨水管渠定線;3.劃分設(shè)計管段,計算管段雨水設(shè)計流量;4.管渠水力計算,確定設(shè)計管段的管徑、坡度、標(biāo)高及埋深;5.繪制管渠平面圖及縱剖面圖。10.1雨量分析與雨量公式10.1.1雨量分析--降雨過程分析(1)降雨量指一定時間內(nèi)在單位面積上的降水體積,計量單位為體積/面積.時間,或高度/時間,這時降
2、雨量又稱為一定時間內(nèi)的降雨深度。降雨量單位:年平均降雨量:多年年降雨量平均值,mm/a;月平均降雨量:多年月降雨量平均值,mm/月;最大日降雨量:多年年中最大日降雨量,mm/d;最大小時降雨量:指最大一小時降雨量,mm/h。(2)雨量計的數(shù)據(jù)整理雨量計記錄降雨量數(shù)據(jù),構(gòu)造如圖9.1所示。雨量數(shù)據(jù)為每場雨的瞬時降雨強度(mm/min)、累積降雨量(mm)和降雨時間(min)之間的變化關(guān)系,如圖9.2所示。以降雨時間為橫座標(biāo)和以累計降雨量為縱坐標(biāo)繪制的曲線稱為降雨量累積曲線,曲線上某一點的斜率即為該時刻的瞬時降雨強度。將降雨量的增量除以該時間段長度,得到該段降雨歷時的平均降雨強度。10.1.1雨量
3、分析--降雨過程分析(續(xù))(3)降雨歷時和暴雨強度降雨量累積曲線上某一時間段,稱為降雨歷時。如果該降雨歷時覆蓋了降雨的雨峰時間,則該時段降雨量為對應(yīng)于該降雨歷時的暴雨強度,降雨歷時越長,暴雨強度越小。暴雨強度用符號i表示,常用單位為mm/min,或mm/h。亦常用單位時間內(nèi)單位面積降雨量q表示,單位用L/s.ha。暴雨強度i和q之間的換算關(guān)系為(10.1)式中q―降雨強度(L/s.ha);i―降雨強度(mm/min)。在城市暴雨強度公式推求中,經(jīng)常采用的降雨歷時為5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min等9個歷時數(shù)值,特大城市可
4、以用到180min,或更長時間。(4)暴雨強度頻率通過長期觀測數(shù)據(jù)計算某個特定降雨歷時的暴雨強度出現(xiàn)的經(jīng)驗頻率,簡稱暴雨強度頻率。經(jīng)驗頻率的計算公式:(10.2)式中n―降雨量統(tǒng)計數(shù)據(jù)總個數(shù);m―將所有數(shù)據(jù)從大到小排序后,某個特定數(shù)據(jù)的序號;Fm―相應(yīng)于第m個數(shù)據(jù)的經(jīng)驗頻率,常用單位為%。小雨:24小時內(nèi)降水量不超過10毫米,小到中雨為5~18毫米,中雨為10~25毫米,中到大雨為18~38毫米,大雨為25~50毫米,大到暴雨為38~75毫米。24小時內(nèi)雨量超過50毫米的稱為暴雨,超過100毫米的稱為大暴雨,超過200毫米的稱為特大暴雨。10.1.1雨量分析--降雨過程分析(續(xù)1)(4)暴雨強
5、度頻率(續(xù))當(dāng)對應(yīng)于特定降雨歷時的暴雨強度頻率越小時,該暴雨強度值越大。當(dāng)每年取一個數(shù)據(jù)組成統(tǒng)計序列時,n為年數(shù),頻率值Fm稱為“年頻率”;當(dāng)當(dāng)每年取多個數(shù)據(jù)組成統(tǒng)計序列時,n為數(shù)據(jù)總個數(shù),頻率值Fm稱為“次(數(shù))頻率”。年頻率和次頻率統(tǒng)稱為經(jīng)驗頻率,計算公式為式中M為每年選取的雨樣數(shù)。在坐標(biāo)紙上以經(jīng)驗頻率為橫坐標(biāo),暴雨強度為縱坐標(biāo),按數(shù)據(jù)點的分布繪出的曲線,稱為經(jīng)驗頻率曲線,如圖10.3所示。(10.3)(5)暴雨強度重現(xiàn)期重現(xiàn)期定義:在多次的觀測中,大于等于某個設(shè)定值的事件數(shù)據(jù)重復(fù)出現(xiàn)的平均間隔年數(shù),單位為年(a)。重現(xiàn)期越大,降雨強度越大,如圖10.4所示。重現(xiàn)期與經(jīng)驗頻率關(guān)系式:(1
6、0.4)10.1.1雨量分析--降雨過程分析(續(xù)2)(5)暴雨強度重現(xiàn)期(續(xù))《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB50014—2006(2011版)規(guī)定:同一排水系統(tǒng)可采用同一重現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。重現(xiàn)期應(yīng)采用1~3年,重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū),應(yīng)采用3~5年,經(jīng)濟條件較好或有特殊要求的地區(qū)宜采用規(guī)定的上限。特別重要地區(qū)可采用10年或以上。表10.1為某城市在不同歷時的暴雨強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)。10.1.2暴雨強度公式表達暴雨強度i(或q)與降雨歷時t和年重現(xiàn)期P之間關(guān)系的經(jīng)驗函數(shù),稱為暴雨強度公式?!妒彝馀潘O(shè)計規(guī)范》(GB50014-2006)中規(guī)定我國采用的暴雨強度公式的形式為:式
7、中,q——設(shè)計暴雨強度(L/s.ha);t——降雨歷時(min);P——設(shè)計重現(xiàn)期(a);A1,C,n,b——待定參數(shù)。(10.5)在實際應(yīng)用中,各地根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況,比較普遍地采用下列修訂暴雨強度公式:(10.5a)式中,i——設(shè)計暴雨強度(mm/min);t——降雨歷時(min);TE——設(shè)計重現(xiàn)期(a);A1,C,n,b——待定參數(shù)。部分城市應(yīng)用暴雨強度公式(10.5a)的參數(shù)如表10.2