【正文】 能利用道路邊溝排除雨水，為此在每條雨水干管的起端，通常利用
道路邊溝排除雨水，從而減少暗管長度約100~150 m，降低了整個管渠工程的造價。（1）降雨量 降雨量指單位地面面積上在一定時間內(nèi)降雨的雨水體積，其計量單位為（體積/時間）/面積。由于體積除以面積等于長度，所以降雨量的單位又可以采用長度/時間。這時降雨量又稱為單位時間內(nèi)的降雨深度。常用的降雨量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計量單位有：年平均降雨量：指多年觀測的各年降雨量的平均值，計量單位用mm/a；月平均降雨量：指多年觀測的各月降雨量的平均值，計量單位用mm/月；最大日降雨量：指多年觀測的各年中降雨量最大的一日的降雨量，計量單位用mm/d。（2）雨量的數(shù)據(jù)整理自記雨量計所記錄的數(shù)據(jù)一般是每場雨的累積降雨量（mm）和降雨時間（min）之間的對應(yīng)關(guān)系，以降雨時間為橫坐標(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。降雨量累積曲線上某一點的斜率即為該時間的降雨瞬時強度。將降雨量在該時間段內(nèi)的增量除以該時間段長度，可以得到描述單位時間內(nèi)的累積降雨量，即該段降雨歷時的平均降雨強度。（3）降雨歷時和暴雨強度在降雨量累積曲線上取某一時間段t，稱為降雨歷時。如果該降雨歷時覆蓋了降雨的雨峰時間，則上面計算的數(shù)值即為對應(yīng)于該降雨歷時的暴雨強度，降雨歷時區(qū)間取得越寬，計算得出的暴雨強度就越小。暴雨強度用符號i表示，常用單位為mm/min，也可為mm/h。設(shè)單位時間t內(nèi)的平均降雨深度為H，則其關(guān)系為：在工程上，暴雨強度亦常用單位時間內(nèi)單位面積上的降雨量q表示，單位用（L/s）/hm2。采用以上計量單位時，由于1mm/min＝l（L/m2）/min＝10000（L/min）/hm2，可得i和q之間的換算關(guān)系為：式中：q—降雨強度，（L/s）/hm2； i —降雨強度，mm/min。就雨水管渠設(shè)計而言，有意義的是找出降雨量最大的那個時段內(nèi)的降雨量。因此，暴雨強度的數(shù)值與所取的連續(xù)時間段t的跨度和位置有關(guān)。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，特大城市可以用到180min。（4）暴雨強度頻率對應(yīng)于特定降雨歷時的暴雨強度的出現(xiàn)次數(shù)服從一定的統(tǒng)計規(guī)律，可以通過長期的觀測數(shù)據(jù)計算某個特定的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。（5）暴雨強度重現(xiàn)期工程上常用比較容易理解的“重現(xiàn)期”來等效地替代較為抽象的頻率概念。重現(xiàn)期的定義是指在多次的觀測中，事件數(shù)據(jù)值大于等于某個設(shè)定值重復(fù)出現(xiàn)的平均間隔年數(shù)，單位為年 (a)。重現(xiàn)期與經(jīng)驗頻率之間的關(guān)系可直接按定義由下式表示： （6）降雨面積和匯水面積降雨面積是指每一場降雨所籠罩的地面面積。匯水面積是指雨水管渠所匯集和排除雨水的地面面積，用F表示，常以公頃hm2或平方公里km2為單位。 （1）暴雨強度公式：《室外排水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，我國采用的暴雨強度公式的形式為： 式中： —設(shè)計暴雨強度，（L/s）/hm2； —設(shè)計重現(xiàn)期，a； —降雨歷時，min?！胤絽?shù)（待定參數(shù)），根據(jù)統(tǒng)計方法進(jìn)行計算確定。當(dāng)時， 當(dāng)時， （2）雨水設(shè)計流量計算公式雨水管渠的設(shè)計流量按下式計算： 式中：—雨水設(shè)計流量，L/s； —徑流系數(shù)，徑流量和降雨量的比值，其值小于1； —匯水面積，hm2；—設(shè)計暴雨強度（L/shm2）。 （3）雨水管段設(shè)計流量的計算圖31 雨水管道設(shè)計管段流量計算示意圖 在圖31中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為相毗鄰的四個街區(qū)。設(shè)匯水面積FⅠ＝FⅡ＝FⅢ＝FⅣ，雨水從各塊面積上最遠(yuǎn)點分別流入雨水口所需的集水時間均為τ（min）。1～2～3～4～5分別為設(shè)計管段，試確定各設(shè)計管段的雨水流量。從圖31可知，四個街區(qū)的地形均為北高南低，道路是西高東低，雨水管道沿道路中心線敷設(shè)，道路斷面呈拱形為中間高，兩側(cè)低。降雨時，降落在地面上的雨水順著地形坡度流到道路兩側(cè)的邊溝中，道路邊溝的坡度和地形坡度相一致。雨水沿著道路的邊溝流到雨水口經(jīng)檢查井流入雨水管道。I街區(qū)的雨水（包括路面上雨水），在1號檢查井集中，流人管段1～2。Ⅱ街區(qū)的雨水在2號檢查井集中，并同I街區(qū)經(jīng)管段1～2流來的雨水匯合后流入管段2～3。Ⅲ街區(qū)的雨水在3號檢查井集中，同I街區(qū)和Ⅱ街區(qū)流來的雨水匯合后流入管段3～4。其他依次類推。已知管段1～2的匯水面積為FⅠ，檢查井1為管段1～2的集水點。由于匯水面積上各點離集水點1的距離不同，所以在同一時間內(nèi)降落到FI面積上各點的雨水，就不可能同時到達(dá)集水點1，同時到達(dá)集水點1的雨水則是不同時間降落到地面上的雨水。集水點同時能匯集多大面積上的雨水量，和降雨歷時的長短有關(guān)。如雨水從降雨面積最遠(yuǎn)點流到集水點1所需的集水時間為20（min），而這場降雨只下10（min）就停了，待匯水面積上的雨水流到集水點時，降落在離集水點1附近面積上的雨水早已流過去了。也就是說，同時到達(dá)集水點1的雨水只能來自F1中的一部分面積，隨著降雨歷時的延長，就有愈來愈大面積上的雨水到達(dá)集水點1，當(dāng)恰好降雨歷時t＝20（min）時，則第1（min）降落在最遠(yuǎn)點的雨水與第20（min）降落在集水點1附近的雨水同時到達(dá)，這時，集水點1處的徑流量達(dá)到最大。通過上述分析可知，匯水面積是隨著降雨歷時t的增長而增加，當(dāng)降雨歷時等于集水時間時，匯水面積上的雨水全部流到集水點，則集水點產(chǎn)生最大雨水量。為便于求得各設(shè)計管段相應(yīng)雨水設(shè)計流量，作幾點假設(shè)：（1）匯水面積隨降雨歷時的增加而均勻增加；（2）降雨歷時大于或等于匯水面積最遠(yuǎn)點的雨水流到設(shè)計斷面的集水時間（t≥τ0）；（3）地面坡度的變化是均勻的，徑流系數(shù)為定值，且＝。管段1～2的雨水設(shè)計流量的計算管段1～2是收集匯水面積FI（hm2）上的雨水，設(shè)最遠(yuǎn)點的雨水流到1斷面的時間為（min），只有當(dāng)降雨歷時t ＝時，F(xiàn)I全部面積的雨水均已流到1斷面，此時管段1～2內(nèi)流量達(dá)到最大值。因此，管段1～2的設(shè)計流量為： （L/s）式中：q1— 管段1～2的設(shè)計暴雨強度，即相應(yīng)于降雨歷時t ＝時的暴雨強度，（L/shm2）。管段2～3的雨水設(shè)計流量計算當(dāng)t ＝時，全部FⅡ和部分FⅠ面積上的雨水流到2斷面，此時管段2～3的雨水流量不是最大。只有當(dāng)t＝+t12時，F(xiàn)I和FⅡ全部面積上的雨水均流到2斷面，此時管段2～3雨水流量達(dá)到最大值。設(shè)計管段2～3的雨水設(shè)計流量為： （L/s）式中：q2— 管段2～3的設(shè)計暴雨強度，是用（FI+ FⅡ）面積上最遠(yuǎn)點雨水流行時間 求得的降雨強度。即相應(yīng)于t＝τ+t12的暴雨強度，（L/shm2）；t12— 管段1～2的管內(nèi)雨水流行時間，min。同理可求得管段3～4及4～5的雨水設(shè)計流量分別為：式中：qq4－ 分別為管段3～4～5的設(shè)計暴雨強度，即相應(yīng)于是用 t＝+t12 + t23和t＝+t12 + t23+ t34的暴雨強度，（L/shm2）；t2t34－分別為管道2～3～4的管內(nèi)雨水流行時間，min。由上可知，各設(shè)計管段的雨水設(shè)計流量等于該管段所承擔(dān)的全部匯水面積和設(shè)計暴雨強度的乘積。各設(shè)計管段的設(shè)計暴雨強度是相應(yīng)于該管段設(shè)計斷面的集水時間的暴雨強度，因為各設(shè)計管段的集水時間不同，所以各管段的設(shè)計暴雨強度亦不同。在使用計算公式時，應(yīng)注意到隨著排水管道計算斷面位置不同，管道的計算匯水面積也不同，從匯水面積最遠(yuǎn)點到不同計算斷面處的集水時間（其中也包括管道內(nèi)雨水流行時間）也是不同的。因此，在計算平均暴雨強度時，應(yīng)采用不同的降雨歷時ti。根據(jù)上述分析，雨水管道的管段設(shè)計流量，是該管道上游節(jié)點斷面的最大流量。在雨水管道設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)各集水?dāng)嗝婀?jié)點上的集水時間ti正確計算各管段的設(shè)計流量。（1）徑流系數(shù)的確定 雨水徑流量與總降雨量的比值稱為徑流系數(shù)，用符號表示，即： 根據(jù)定義，其值小于1。影響徑流系數(shù)的因素很多，如匯水面積上地面覆蓋情況、建筑物的密度與分布地形、地貌、地面坡度、降雨強度、降雨歷時等。其中影響的主要因素是匯水面積上的地面覆蓋情況和降雨強度的大小。目前，在設(shè)計計算中通常根據(jù)地面覆蓋情況按經(jīng)驗來定。《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB501012005中有關(guān)徑流系數(shù)的取值見表31。表31 徑流系數(shù)值地面種類徑流系數(shù)值各種屋面、混凝土和瀝青路面大塊鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面級配碎石路面干砌磚石和碎石路面非鋪砌土路面公園和綠地～～～～～～實際設(shè)計計算中，在同一塊匯水面積上，兼有多種地面覆蓋的情況，需要計算整個匯水面積上的平均徑流系數(shù)值。 式中 － 匯水面積上的平均徑流系數(shù)； － 匯水面積上各類地面的面積，hm2； － 相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)； － 全部匯水面積，hm2。在設(shè)計中可采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)。國內(nèi)部分城市采用的綜合徑流系數(shù)值見表32。 表32國內(nèi)部分城市采用的綜合徑流系數(shù) 城市綜合徑流系數(shù)城市綜合徑流系數(shù)上海～，～，～北京建筑密集的商業(yè)、無錫，～西安，～常州～齊齊哈爾～南京～佳木斯～杭州哈爾濱～寧波吉林長沙～營口，重慶，白城，沙市四平成都通遼廣州～渾江濟(jì)南唐山天津～保定～蘭州昆明貴陽西寧，～，～。隨著各城市規(guī)模的不斷擴大，不透水的面積亦迅速增加，在設(shè)計時，應(yīng)從實際情況考慮，綜合徑流系數(shù)可取較大值。《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB501012005推薦的城市綜合徑流系數(shù)取值見表33。表33城市綜合徑流系數(shù) 區(qū)域情況值城市建筑密集區(qū)城市建筑較密集區(qū)城市建筑稀疏區(qū)～～～（2）設(shè)計暴雨強度的確定a 設(shè)計重現(xiàn)期p的確定一般情況下，低洼地段采用的設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)大于高地；干管采用的設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)大于支管；工業(yè)區(qū)采用的設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)大于居住區(qū)。市區(qū)采用的設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)大于郊區(qū)。，～3a，對于重要干道或短期積水可能造成嚴(yán)重?fù)p失的地區(qū)，一般選用3～5a，并應(yīng)與道路設(shè)計相協(xié)調(diào)。特別重要的地區(qū)，可根據(jù)實際情況采用較高的設(shè)計重現(xiàn)期。在同一設(shè)計地區(qū)，可采用同一重現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。b設(shè)計降雨歷時的確定對于雨水管道某一設(shè)計斷面來說，集水時間是由地面雨水集水時間和管內(nèi)雨水流行時間兩部分組成（如圖32所示）。所以，設(shè)計降雨歷時可用下式表達(dá)： 式中：－設(shè)計降雨歷時，min； －地面雨水集水時間，min； －設(shè)計管段管內(nèi)雨水流行時間，min； －折減系數(shù)，暗管，明渠，圖32 設(shè)計斷面集水時間示意圖 ～2。1）地面雨水集水時間的確定地面雨水集水時間是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點A到第1個雨水口的地面雨水流行時間。地面雨水集水時間的大小，主要受地形坡度、地面鋪砌及地面植被情況、水流路程的長短、道路的縱坡和寬度等因素的影響，這些因素直接影響水流沿地面或邊溝的流行速度。其中，雨水流程的長短和地面坡度的大小，是影響集水時間最主要的因素。根據(jù) 《室外排水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定：一般采用5~15min。按經(jīng)驗，一般在匯水面積較小，地形較陡，建筑密度較大，雨水口分布較密的地區(qū)，宜采用較小的值，可取左右，而在匯水面積較大，地形較平坦，建筑密度較小，雨水口分布較疏的地區(qū)，宜采用較大值，可取。起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超過120～150m為宜。2）管內(nèi)雨水流行時間的確定管內(nèi)雨水流行時間是指雨水在管內(nèi)從第一個雨水口流到設(shè)計斷面的時間。它與雨水在管內(nèi)流經(jīng)的距離及管內(nèi)雨水的流行速度有關(guān)，可用下式計算：式中： — 管內(nèi)雨水流行時間，min；－ 各設(shè)計管段的長度，m； － 各設(shè)計管段滿流時的流速，m/s； 60－單位換算系數(shù)。3）折減系數(shù)m值的確定管道內(nèi)的水流速度也是由零逐漸增加到設(shè)計流速的。雨水在管內(nèi)的實際流行時間大于設(shè)計水流時間。此外，雨水管道各管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段的集水時間的設(shè)計暴雨強度來設(shè)計計算的。因此在一般情況下，各管段的最大流量不大可能在同一時間內(nèi)發(fā)生。折減系數(shù)實際是蘇林系數(shù)和管道調(diào)蓄利用系數(shù)兩者的乘積，所以折減系數(shù)。為使計算簡便，《室外排水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定：暗管采用。對于明渠，為防止雨水外溢的可能，應(yīng)采用。在陡坡地區(qū)，不能利用空隙容量，暗管采用。綜上所述，當(dāng)設(shè)計重現(xiàn)期、設(shè)計降雨歷時、折減系數(shù)確定后，計算雨水管渠的設(shè)計流量所用的設(shè)計暴