4.1.7 当采用推理公式法时,排水管渠的雨水设计流量应按下式计算。当汇水面积大于2km2时,应考虑区域降雨和地面渗透性能的时空分布不均匀性和管网汇流过程等因素,采用数学模型法确定雨水设计流量。
式中:Qs——雨水设计流量(L/s);
q——设计暴雨强度[L/(hm2·s)];
Ψ——综合径流系数;
F——汇水面积(hm2)。
条文说明:
恒定均匀流推理公式基于以下假设:①降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的;②降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变;③汇水面积随集流时间增长的速度为常数。
1、地面上的产流过程
2、流域上的汇流过程
汇水面积与降雨历时的关系:
T=5min,F1全面汇流;
T=10min,F1+F2全面汇流;
T=15min,F1+F2+F3全面汇流;
雨水径流从流域的最远点流到出口(设计)断面所需要的时间称为流域的集流时间或集水时间(t)当在全流域产生径流之前,随着降雨历时(T)增加集流点的汇水面积随之增加,直至增加到全部面积时,产生全面积汇流,流量最大。(要全面积汇流降雨历时需要大于等于集水时间)
3、极限强度理论
极限强度理论(一句话概括): 承认面积增加的影响大于雨强减小的影响,即在汇水面积最大前提下降雨历时最短时,Q最大。
即降雨历时=集流时间(最远点面积雨水刚到达设计断面时间)时,Q最大。
当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时,全面积产生汇流,雨水管道的设计流量最大。
设计工况中,雨水管道设计流量应按最大流量设计,即恰好全面积汇流时,即汇水面积上最远点的雨水刚到达集流点时(降雨历时=集水时间)。
当降雨历时等于汇水面积最远点的雨水流达集流点的集流时间时,雨水管道需要排除的雨水量最大。
实际运行中,雨水管道的流量一直处于变化值,即只有在降雨历时=汇水面积最远点的雨水流到集流点时(降雨历时=集水时间),实际流量=设计流量=最大值,其他时间管道实际流量小于设计流量。
(1) 不同汇水区域到达同一设计断面所需要的时间(t2+t2)不同。
(2) 同一汇水区域上的不同点到达设计断面所需要的时间(t1)也不同,实际中同个区域按相同地面集水时间(最远点)考虑。
(3) 极限强度理论研究管道设计流量与汇水面积、降雨历时之间的关系。故汇水面积大小和形状、管网汇流过程、降雨的时空分布均匀性都会影响其适用性。
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