《城鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)暴雨徑流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》宣貫培訓(xùn)課件_第1頁
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文檔簡介

《城鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)暴雨徑流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》

目錄修訂原因目標(biāo)與范圍主要修訂內(nèi)容

2014年2月,住建部頒布實(shí)施了《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(2014年版),在推理公式適用范圍、暴雨強(qiáng)度公式統(tǒng)計(jì)取樣方法、立體交叉道路雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期等方面進(jìn)行了修改;總結(jié)后認(rèn)為,地標(biāo)也存在不足之處。1、修訂原因修訂目標(biāo)為規(guī)范北京市行政區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作,提高雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平,確保城市雨水系統(tǒng)的安全可靠,減少城市內(nèi)澇災(zāi)害,修訂本標(biāo)準(zhǔn)。適用范圍(1)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)雨水排除系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中暴雨徑流計(jì)算的基本方法和參數(shù)。(2)標(biāo)準(zhǔn)適用于北京市行政區(qū)域內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建城鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì),以及內(nèi)澇積水模擬計(jì)算。2、目標(biāo)與范圍本標(biāo)準(zhǔn)采用的暴雨強(qiáng)度公式選樣方法為年最大值法。說明1:采用延慶站1965年~2014年共計(jì)50年的降雨資料,統(tǒng)計(jì)分析得出第Ⅰ區(qū)暴雨強(qiáng)度公式,其為山后背風(fēng)區(qū)的代表公式。共選取了19個(gè)降雨歷時(shí)(1min、2min、3min、4min、5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、150min、180min、240min、360min、720min、1440min),每個(gè)歷時(shí)每年選取1個(gè)樣本,50年共有950個(gè)樣本。按照不同歷時(shí)分別對樣本系列進(jìn)行排序和經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算,采用皮爾遜III型曲線適線,暴雨強(qiáng)度公式推求采用了直接擬合法。說明2:采用觀象臺(tái)站1941年~2014年共計(jì)74年的降雨資料,統(tǒng)計(jì)分析得出第II區(qū)暴雨強(qiáng)度公式,其是北京市除山后背風(fēng)區(qū)以外的其他地區(qū)的代表公式。共選取了19個(gè)降雨歷時(shí),每個(gè)歷時(shí)每年選取1個(gè)樣本,74年共有1406個(gè)樣本。按照不同歷時(shí)分別對樣本系列進(jìn)行排序和經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算,采用皮爾遜III型曲線適線,暴雨強(qiáng)度公式推求采用了直接擬合法。3、主要修訂內(nèi)容——暴雨強(qiáng)度公式適用范圍3.2.3第I區(qū)設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度應(yīng)按公式(3.2.3.1)及(3.2.3.2)計(jì)算。(3.2.3.1)式中:q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度[L/(s·hm2)];

t——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)(min);

P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(年)。適用范圍為:1min≤t≤5min,P=2年~100年(3.2.3.2)適用范圍為:5min<t≤1440min,P=2年~100年采用1min時(shí)間段的降雨資料推求的降雨歷時(shí)小于5min的暴雨強(qiáng)度公式,適用于立體交叉道路及建筑小區(qū)屋頂排水等設(shè)計(jì);

采用5min時(shí)間段的降雨資料推求的降雨歷時(shí)大于5min的暴雨強(qiáng)度公式,適用于城市道路及建筑小區(qū)路面等設(shè)計(jì)。3.2.4第Ⅱ區(qū)設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度應(yīng)按公式(3.2.4.1)及(3.2.4.2)計(jì)算。(3.2.4.1)適用范圍為:1min≤t≤5min,P=2年~100年(3.2.4.2)適用范圍為:5min<t≤1440min,P=2年~100年3、主要修訂內(nèi)容——暴雨強(qiáng)度公式新老公式對比3、主要修訂內(nèi)容——暴雨強(qiáng)度公式II區(qū)原公式減新公式降雨強(qiáng)度——2小時(shí)內(nèi)新公式降雨強(qiáng)度小于原公式I區(qū)原公式減新公式降雨強(qiáng)度——5年重現(xiàn)期以上新公式降雨強(qiáng)度大于原公式說明:推理公式法假設(shè)設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)等于雨水地面集水時(shí)間t1與雨水在管渠內(nèi)流行時(shí)間t2

之和。地面集水時(shí)間與集水距離、地面鋪裝和坡度情況、地貌、降雨強(qiáng)度等因素有關(guān)。通常可按Kerby公式、市政院公式、地面平均流速法等方法計(jì)算t1。3.2.5

雨水管渠的設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)t應(yīng)按公式(3.2.5)計(jì)算。t=t1+t2(3.2.5)式中:t1——地面集水時(shí)間(min),應(yīng)根據(jù)地面匯水距離、地面坡度、鋪裝等地形地貌情況,通過計(jì)算確定。

t2——現(xiàn)狀或規(guī)劃雨水管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間(min)。3、主要修訂內(nèi)容——地面集水時(shí)間備注:以前t1一般采用5~15分鐘。后來發(fā)現(xiàn)有人取值很隨意,有經(jīng)驗(yàn)不足客觀因素,也有主觀控制管徑大小的因素,校核人、審核人也沒依據(jù)否定設(shè)計(jì)人采用的數(shù)值。t1對雨水管徑大小影響很大,需加以約定?、貹erby公式:式中,t1為地面集水時(shí)間(min);L為地面集水距離(m);地面集水距離示意圖地面類型地面粗糙系數(shù)光滑不透水地面0.02平裸土地面0.10稀疏草地或粗糙土地面0.20均勻草地0.40樹林或茂密草地0.80不同地面類型的地面粗糙系數(shù)取值3、主要修訂內(nèi)容——地面集水時(shí)間如圖,當(dāng)無地面擋水建構(gòu)筑物且地面坡向道路時(shí),計(jì)算管段設(shè)計(jì)雨水流量時(shí),應(yīng)采用L2(而不是L1)作為L核算t1,并與雨水在雨水管段L3內(nèi)的流行時(shí)間t2之和作為該計(jì)算管段的t,如右圖所示。S為地面平均坡度;n為地面粗糙系數(shù),可按右表取值。②市政院公式:該公式來源于坡面穩(wěn)定流的水力學(xué)理論推導(dǎo)式中,t1為地面集水時(shí)間(min);L為地面集水距離(m);S為地面平均坡度;n為地面粗糙系數(shù);C為綜合徑流系數(shù);i為降雨強(qiáng)度(m3/ha/s),北京地區(qū)通常可取i=0.3立方米/公頃/秒。3、主要修訂內(nèi)容——地面集水時(shí)間計(jì)算復(fù)雜③地面平均流速計(jì)算方法:要確定地面平均流速,地面集水距離除以平均流速可計(jì)算得到地面集水時(shí)間。根據(jù)《北京市中心城排澇規(guī)劃》的水文模型參數(shù)率定成果,河道流域范圍內(nèi)的雨水地面平均流速為0.4m/s。清河和涼水河流域模型均采用雨水管道、河道和二維地面漫流的耦合模型。清河流域面積為176.5km2,涼水河為147.6km2。采用北京“7.21”實(shí)測降雨過程,雨水地面平均流速采用0.4m/s,模型率定結(jié)果分別如下圖所示,其中清河流域模型率定峰值流量誤差為4.0%,涼水河為3.9%。清河流域沈家墳閘斷面“7.21”暴雨實(shí)測與模擬流量對比圖涼水河大紅門閘斷面“7.21”暴雨實(shí)測與模擬流量對比圖3、主要修訂內(nèi)容——地面集水時(shí)間針對雨水管道流域小的特點(diǎn),采用五路居橋區(qū)典型流域模型,選取流域內(nèi)5個(gè)雨水分區(qū),驗(yàn)證不同地面集水時(shí)間計(jì)算方法的適用性。五路居橋區(qū)模型為雨水管道和二維地面漫流的耦合模型,總流域面積9.5公頃。參數(shù)率定采用兩場實(shí)測降雨,率定結(jié)果見下表,誤差較小,滿足要求。率定情景總降雨歷時(shí)(min)總降雨量(mm)實(shí)測峰值流量(m3/s)計(jì)算峰值流量(m3/s)峰值流量誤差實(shí)際降雨情景19024.30.790.772.9%實(shí)際降雨情景29022.80.710.702.0%編號流域面積(ha)集水距離(m)平均坡度(‰)粗糙系數(shù)綜合徑流系數(shù)地面集水時(shí)間(min)模型法Kerby公式市政院公式平均流速法(0.4m/s)10.1394750.0240.755~656220.4869530.0240.758~9811431.25411540.0240.756~8812542.07917530.0250.717~91117754.61721180.0210.876~89129結(jié)論:在平原地區(qū),當(dāng)管道起端雨水集水區(qū)面積為1~2ha時(shí),可采用平均流速法計(jì)算t1,流速取值0.4m/s。當(dāng)集水區(qū)面積在1ha以下時(shí),可采用Kerby公式計(jì)算,但從排水安全角度,推薦采用平均流速法,流速取值0.4m/s。在山區(qū),因地形坡度較大,推薦采用Kerby公式計(jì)算t1。但如集水范圍的地形被改造為臺(tái)地時(shí),推薦采用平均流速法(流速取值0.4m/s)計(jì)算t1。3、主要修訂內(nèi)容——地面集水時(shí)間西四環(huán)3.3.2

雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)按表3.3.2的規(guī)定選取。當(dāng)雨水不能通過重力方式正常排除時(shí),應(yīng)設(shè)泵站排除或采用設(shè)施調(diào)蓄,其設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)與上游雨水管渠一致。說明:重要道路指中心城和新城的城市主干道。一般道路指中心城和新城的城市次干道及以下等級的道路(含胡同),以及鎮(zhèn)中心區(qū)和分散的規(guī)劃城市建設(shè)區(qū)內(nèi)的城市道路。對于穿越鎮(zhèn)中心區(qū)的一級公路,其位于鎮(zhèn)中心區(qū)內(nèi)段如為城市主干道,則該段道路的雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可采用5年一遇。對于地形低洼且無法通過重力方式正常排水的建設(shè)區(qū),以及短時(shí)暴雨可造成較大損失的地區(qū),其雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)在表3.3.2的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高,并應(yīng)采取雨水控制與利用措施。雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)視其所處道路等級和地區(qū)重要性不同,按就高不就低的原則選取,位于中心城或新城內(nèi)一般地區(qū)的重要道路的雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)采用5年一遇。一般地區(qū)重要地區(qū)特別重要地區(qū)一般道路重要道路地下通道和下沉式廣場等35103530~50表3.3.2雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期表

單位:年3、主要修訂內(nèi)容——重現(xiàn)期3.3.3

下凹式立體交叉道路雨水管渠(含泵站)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,應(yīng)按表3.3.3的規(guī)定選取。說明:對于現(xiàn)狀下凹式立體交叉道路雨水管渠及泵站的單項(xiàng)改造工程,應(yīng)對其設(shè)計(jì)重現(xiàn)期進(jìn)行分析論證。如按表3.3.3規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè),需對橋體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大改造,投資巨大,則可在表3.3.3的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,并通過其他措施,使該下凹式立體交叉道路的防澇標(biāo)準(zhǔn)滿足要求。區(qū)域特別重要道路重要道路一般道路中心城303020新城302010鎮(zhèn)中心區(qū)302010區(qū)域人口(萬人)內(nèi)澇防治重現(xiàn)期(年)地區(qū)特別重要道路重要道路一般道路中心城>50050~10010010050新城通州100~5005010010050順義、亦莊、大興、昌平、房山、門城、懷柔、密云、平谷、延慶<100301005030鎮(zhèn)中心區(qū)<100201003020下凹式立體交叉道路內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期表(水務(wù)、防汛、規(guī)劃部門研究值,應(yīng)以新總規(guī)為準(zhǔn))3、主要修訂內(nèi)容——重現(xiàn)期徑流系數(shù)

runoffcoefficie1nt一定匯水面積某一時(shí)間段內(nèi)地面徑流量與降雨量的比值。次暴雨流域平均綜合徑流系數(shù)(也可稱雨量徑流系數(shù)、平均徑流系數(shù))——一次降雨過程產(chǎn)生的徑流總量與總雨量之比。

峰值徑流系數(shù)(也可稱流量徑流系數(shù))——形成峰值流量的徑流量與降雨量之比。3、主要修訂內(nèi)容——徑流系數(shù)規(guī)劃建設(shè)區(qū)即指現(xiàn)狀為非建設(shè)區(qū),規(guī)劃為建設(shè)區(qū)的地區(qū)。綜合徑流系數(shù)值僅適用于雨水管渠設(shè)計(jì)峰值流量計(jì)算。(不能算別的,如水量)當(dāng)實(shí)際地面鋪裝比例特殊時(shí)(如公交停車場和廣場等),應(yīng)按實(shí)際情況計(jì)算;在規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中,不同下墊面的徑流系數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不同進(jìn)行選取,當(dāng)重現(xiàn)期高時(shí),徑流系數(shù)取范圍值的上限值;當(dāng)重現(xiàn)期低時(shí),徑流系數(shù)取范圍值的下限值;其它重現(xiàn)期的徑流系數(shù)可采用插值法選取。另外,同一類型典型區(qū)域的徑流系數(shù)主要依據(jù)其容積率選取,容積率越高,徑流系數(shù)越大。用地類型綜合徑流系數(shù)公園綠地區(qū)0.30~0.40工業(yè)及集中居住區(qū)0.60~0.70集中辦公及集中商業(yè)區(qū)0.64~0.85校園區(qū)0.60~0.65重現(xiàn)期建設(shè)區(qū)農(nóng)田區(qū)村莊區(qū)20年0.500.200.3450年0.600.210.36100年0.630.230.39峰值誤差:1.2%徑流系數(shù):0.56通惠河-樂家花園721次暴雨流域平均綜合徑流系數(shù)用于控制總凈雨量=總產(chǎn)水量,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)守恒定律地面類型徑流系數(shù)屋面、混凝土或?yàn)r青路面及廣場0.85~0.95瀝青表面處理的碎石路面及廣場0.55~0.65大塊石鋪砌路面及廣場0.55~0.70非鋪砌土路面0.25~0.353、主要修訂內(nèi)容——徑流系數(shù)一般情況下,無建筑物及硬化道路的綠地、農(nóng)田、林地綜合徑流系數(shù)可取0.15,公園可取0.3,現(xiàn)狀村莊及丘陵(丘陵地區(qū)的綠地及農(nóng)田)綜合徑流系數(shù)可取0.40。單材質(zhì)城鎮(zhèn)下墊面固定徑流系數(shù)法:按固定比例從每個(gè)時(shí)段降雨中扣除損失得到凈雨過程。優(yōu)點(diǎn):計(jì)算簡單,總水量正確缺點(diǎn):凈雨過程不符合自然規(guī)律,任何流域均不適用,使用這一方法只是無奈的選擇。

平割法(也可稱為固定損失值法):降雨過程減去設(shè)定的固定損失值得到凈雨過程。優(yōu)點(diǎn):計(jì)算簡單,總水量正確,凈雨過程基本符合自然規(guī)律?;具m合城市建設(shè)區(qū)。缺點(diǎn):不能考慮前期影響雨量,因此降雨初期的凈雨過程不符合自然規(guī)律。本方法不適合自然流域。凈雨過程這是我們以前采用的方法3、主要修訂內(nèi)容——徑流系數(shù)初損—固定損失值法:在降雨初期扣除一定的雨量損失,之后采用平割法得到凈雨過程。優(yōu)點(diǎn):凈雨過程更符合自然規(guī)律缺點(diǎn):變動(dòng)的初損值難以確定,計(jì)算更加復(fù)雜。適用于任何流域。入滲曲線法:降雨過程減去入滲過程(也可視為損失過程)得到凈雨過程。優(yōu)點(diǎn):符合自然規(guī)律缺點(diǎn):損失過程難以確定,計(jì)算更加復(fù)雜。適用于任何流域。

凈雨過程3、主要修訂內(nèi)容——徑流系數(shù)3.1.2

當(dāng)匯水面積超過2km2

時(shí),宜考慮降雨時(shí)空分布的不均勻性、地面產(chǎn)流過程和管網(wǎng)匯流過程,采用數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量;也可采用其他小流域流量計(jì)算方法計(jì)算。以前想偷懶,用的5km2,現(xiàn)在改2km2了。3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法說明1:給出了目前我國普遍采用的恒定均勻流推理公式法流量計(jì)算公式。當(dāng)有允許排入雨水管道的生產(chǎn)廢水排入時(shí),應(yīng)將其水量計(jì)算在內(nèi)。說明2:恒定均勻流推理公式基于以下假設(shè):降雨在整個(gè)匯水面積上的分布是均勻的,降雨強(qiáng)度在選定的降雨時(shí)段內(nèi)均勻不變,匯水面積隨集流時(shí)間增長的速度為常數(shù)。因此,推理公式適用于較小規(guī)模雨水系統(tǒng)的流量計(jì)算,當(dāng)應(yīng)用于較大規(guī)模雨水系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差。因此《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2006(2014年版)提出當(dāng)匯水面積超過2km2

時(shí),雨水設(shè)計(jì)流量宜采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。下面講2個(gè)案例案例一:數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量實(shí)驗(yàn)案例案例二:多點(diǎn)入流法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量案例案例一:數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量實(shí)驗(yàn)案例——方莊小區(qū)方莊流域匯水面積4.22km2,雨水管道總長度29.69km,為分流制系統(tǒng),下游入涼水河。數(shù)學(xué)模型參數(shù)率定的實(shí)測數(shù)據(jù)包括雨量站的實(shí)測降雨數(shù)據(jù)、下游涼水河的實(shí)測水位過程以及兩處管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測流量過程。通過對區(qū)域下墊面屬性進(jìn)行實(shí)際調(diào)查,方莊流域共劃分為道路面、房屋面、硬化鋪裝、植被、裸土和水域面六種屬性地表。方莊案例流域范圍方莊流域不同類型下墊面分布圖3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法數(shù)學(xué)模型參數(shù)率定擬合采用2015年6月和7月份的兩場實(shí)測降雨,同時(shí)段的涼水河實(shí)測水位過程作為模型的下游邊界,雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中兩處監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測流量過程和模擬結(jié)果的對比情況如下:3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法案例一:數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量實(shí)驗(yàn)案例——方莊小區(qū)兩場實(shí)測降雨情景的率定峰值流量誤差均在10%以內(nèi),誤差較小,基本滿足模型精度要求。MIKE模型情景時(shí)間總歷時(shí)(min)總雨量(mm)第一處監(jiān)測點(diǎn)第二處監(jiān)測點(diǎn)實(shí)測峰值(m3/s)模擬峰值(m3/s)誤差實(shí)測峰值(m3/s)模擬峰值(m3/s)誤差12015-6-2630012.31.031.074.5%3.202.948.1%22015-7-1824023.23.232.929.6%6.686.108.7%采用固定綜合徑流系數(shù)法。流域內(nèi)六種下墊面模型參數(shù)率定結(jié)果如表所示。其中,道路、房屋和硬化鋪裝為不可滲透地表,率定參數(shù)包括地表粗糙系數(shù)和降雨初損;植被和裸土為可滲透地表,率定參數(shù)包括地表粗糙系數(shù)、降雨初損及霍頓下滲模型參數(shù);其他地表為缺乏實(shí)測資料的空白區(qū)域。地表類型固定徑流系數(shù)地表曼寧系數(shù)初損(地表洼蓄、植被截留等)(mm)后損(城市地表下滲)采用霍頓下滲模型f0fck道路/0.022.0///房屋/0.021.5///硬化鋪裝/0.0253.0///植被/0.156.076202.28裸土/0.044.034.863.3其他0.650.023.0///注:霍頓模型中f0(mm/hr)為初始入滲率,fc(mm/hr)為穩(wěn)定入滲率,k為衰減系數(shù);3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法案例一:數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量實(shí)驗(yàn)案例——方莊小區(qū)實(shí)測資料少,尚無參數(shù)規(guī)律性研究結(jié)果,無法推廣。案例二:多點(diǎn)入流法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量案例目前,北京市尚無可供使用的成熟雨水管道模擬模型,暫無法推廣數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量。當(dāng)雨水管道匯水面積超過2km2時(shí),可將其視為城市河道,按多點(diǎn)入流匯流計(jì)算方法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量。多點(diǎn)入流法為一種適用于計(jì)算較大匯水面積流量過程線的數(shù)學(xué)模型法,北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院曾對該方法進(jìn)行過可靠性和實(shí)用性論證及參數(shù)率定,在模擬通惠河樂家花園站歷史洪水時(shí),洪峰流量誤差在5%以內(nèi),峰現(xiàn)時(shí)間誤差1小時(shí)以內(nèi)。該方法的主要參數(shù)為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、次暴雨流域平均徑流系數(shù)、流域平均匯流速度、雨水管道排水能力、等流時(shí)塊面積、長辦匯流曲線、設(shè)計(jì)降雨過程線等。3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法多點(diǎn)入流法基本原理以等流時(shí)線法為基礎(chǔ)的一種多維線性定常匯流系統(tǒng),考慮了凈雨空間分布的不均勻性,運(yùn)用河槽匯流曲線進(jìn)行以等流時(shí)塊為單元區(qū)的流域匯流計(jì)算,也可進(jìn)行區(qū)間支流的河道演算。輸入(凈雨或入流流量過程)為階梯型時(shí),匯流系統(tǒng)方程為:

式中:t、△t——時(shí)間及梯形輸入的單位時(shí)段、匯流曲線的入流歷時(shí)或計(jì)算時(shí)段;n——子系統(tǒng)數(shù)(或等流時(shí)塊數(shù));q——階梯型輸入(等流時(shí)塊上的時(shí)段凈雨量);p——子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(相應(yīng)等流時(shí)塊的匯流曲線);r——階梯型輸入情況的入流時(shí)段數(shù);Qj、Q——第j子系統(tǒng)、系統(tǒng)的輸出(即流量值)。每個(gè)子系統(tǒng)在推算以等流時(shí)塊為單元區(qū)的流域匯流時(shí):式中:

Ck——第K等流時(shí)塊的匯流曲線時(shí)段數(shù);F、R——等流時(shí)面積及其時(shí)段凈雨深;n、P——等流時(shí)塊數(shù)、“長辦”匯流系數(shù)。3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法“長辦”匯流曲線:一歷時(shí)為tk,流量為1立方米/秒的矩形入流,流經(jīng)任意n個(gè)河段后產(chǎn)生的出流過程。式中:M=m-mk;m=t/τ;mk=tk/τ;n、τ——流經(jīng)河段數(shù)及匯流時(shí)間;tk——入流歷時(shí);Pn——流經(jīng)河段數(shù)為n的“長辦”匯流曲線。匯流演算時(shí),取計(jì)算時(shí)段長△t等于河段的流域平均匯流時(shí)間τ,并取入流歷時(shí)tk等于計(jì)算時(shí)段長△t,

即:多點(diǎn)入流法基本原理3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法改進(jìn)多點(diǎn)入流法計(jì)算河道流量研究表明改進(jìn)多點(diǎn)入流法可用于城市河道流量計(jì)算,洪峰流量誤差5%以內(nèi),峰現(xiàn)時(shí)間誤差為一個(gè)小時(shí)以內(nèi)。主要參數(shù)有:流域平均徑流系數(shù)、洪峰徑流系數(shù)、流域平均匯流速度20年一遇平均徑流系數(shù)根據(jù)實(shí)測洪水推算得到,50年及100年徑流系數(shù)根據(jù)暴雨徑流關(guān)系推算得到。20年一遇洪峰徑流系數(shù)采用雨水管道流域平均徑流系數(shù),50年及100年徑流系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系關(guān)系推算得到。流域平均匯流速度采用洪峰流速的0.7倍。設(shè)計(jì)暴雨采用地標(biāo)設(shè)計(jì)暴雨,經(jīng)平割法和雨水管道排水能力處理得到設(shè)計(jì)凈雨過程。等流時(shí)塊長采用1800米。自下游往上游輸入等流時(shí)塊面積。假設(shè)20、50、100年降雨損失量基本一致。城市產(chǎn)流過程類似于蓄滿產(chǎn)流過程3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法(1)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量時(shí)的重現(xiàn)期采用50年一遇?;趦煞N雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法的機(jī)理不同,以及我國各單位多年的研究成果,認(rèn)為該設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可滿足雨水管道5年一遇設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)某計(jì)算管段雨水設(shè)計(jì)流量小于上游時(shí),應(yīng)采用上游管段設(shè)計(jì)流量。(2)次暴雨流域平均徑流系數(shù)根據(jù)北京市防洪規(guī)劃的相關(guān)研究,當(dāng)采用多點(diǎn)入流法計(jì)算河道設(shè)計(jì)流量時(shí),建設(shè)區(qū)規(guī)劃50年一遇次暴雨流域平均徑流系數(shù)宜采用0.57,非建設(shè)區(qū)采用0.30。計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量時(shí)可采用上述參數(shù)。(3)流域平均匯流速度根據(jù)北京市防洪規(guī)劃的相關(guān)研究,認(rèn)為河道流域平均匯流速度為河道洪峰流速的0.6~0.7倍。在計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量時(shí)可采用0.7倍。應(yīng)采用試算法得到流域平均匯流速度。(4)雨水管道排水能力在中心城及新城,匯水面積大于2km2的雨水流域內(nèi)一般含有城市主干道,流域內(nèi)雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般為3年~5年;為安全起見,可采用5年一遇;其中位于Ⅰ區(qū)的雨水管道最大1h排水能力為34.7mm/h,Ⅱ區(qū)為54.3mm/h。(5)等流時(shí)塊根據(jù)多點(diǎn)入流法的原理及相關(guān)資料,為保證雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,在雨水流域內(nèi)劃定的等流時(shí)塊數(shù)至少為7個(gè)。3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法改進(jìn)多點(diǎn)入流法計(jì)算雨水管道流量(6)長辦匯流曲線根據(jù)北京市防洪規(guī)劃的相關(guān)研究,在本市采用多點(diǎn)入流法計(jì)算河道流量時(shí),選用參數(shù)mk=1是適宜的(參數(shù)驗(yàn)證時(shí)計(jì)算洪峰流量與實(shí)測值誤差在5%以內(nèi))。在采用多點(diǎn)入流法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量時(shí),可按mk=1選取長辦匯流曲線。(7)設(shè)計(jì)降雨過程線根據(jù)北京市水利局1999年編制的《北京市水文手冊》中的60min、360min、1440min等三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)的雨量均值和變差系數(shù)Cv等值線圖,查出60min、360min、1440min三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)的點(diǎn)雨量及變差系數(shù)后,計(jì)算50年一遇的點(diǎn)暴雨量。由于雨水管道流域面積較小,因此用點(diǎn)設(shè)計(jì)暴雨量代表流域面設(shè)計(jì)暴雨量。按照《北京市水文手冊》提供的北京市城近郊平原區(qū)設(shè)計(jì)雨型,進(jìn)行時(shí)程分配。設(shè)計(jì)降雨過程線時(shí)間步長為1h,總歷時(shí)為24h。中心城及各新城設(shè)計(jì)暴雨過程見下表(后峰雨,經(jīng)雨水管道能力削平頭處理)。時(shí)間延慶新城密云新城懷柔新城平谷新城順義新城昌平新城海淀山后門頭溝新城房山新城大興新城通州新城亦莊新城清河流域壩河流域涼水河流域通惠河流域分區(qū)I區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)I區(qū)II區(qū)I區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)II區(qū)155.37.010.47.89.910.610.612.212.213.99.79.79.09.712.411.611.011.0168.711.517.112.916.317.617.620.220.223.016.116.114.816.120.419.118.218.21723.531.046.134.743.947.447.454.454.462.143.443.440.043.455.051.649.049.01826.434.851.839.049.353.253.261.161.169.748.748.744.948.761.857.955.155.11944.663.983.072.080.684.784.792.592.5100.274.974.974.273.886.182.581.481.42052.676.696.686.494.198.398.3106.2106.2113.486.286.286.984.796.693.292.892.82156.883.4103.994.1101.4105.6105.6113.5113.5120.592.392.393.890.5102.298.999.099.02269.9104.8126.6116.8123.4127.5127.5135.4135.4141.9111.1111.1114.4108.8120.7117.5118.4118.423104.9158.8180.6170.8177.4162.5181.5170.4189.4195.9165.1165.1168.4162.8174.7171.5172.4172.424139.9212.8234.6224.8231.4197.5235.5205.4243.4249.9219.1219.1222.4216.8228.7225.5226.4226.41158.4259.8286.8254.0264.3232.5263.2240.4271.1276.7238.7238.7244.9238.7269.8265.9260.1260.12

263.2

271.1

中心城及各新城設(shè)計(jì)24小時(shí)暴雨后峰降雨過程表3、主要修訂內(nèi)容——雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法典型流域流域1流域2流域3流域4流域5流域6流域7流域8流域9流域10流域11流域形狀長方形長方形長方形長方形長方形方形方形方形方形條狀條狀流域面積(平方公里)3.74.34.33.13.72.652.82.754.9流域范圍內(nèi)綠地面積(平方公里)0.20.20.20.10.20.30.90.70.20.10.8雨水管道峰值流速(米/秒)1.952.122.011.9721.932.141.911.911.982.01等流時(shí)塊長度(米)562582600500521460500500430763750流域平均匯流速度(米/秒)1.371.481.411.381.41.351.51.341.341.391.41單一等流時(shí)塊匯流時(shí)間(分鐘)6.96.57.166.25.75.66.25.49.28.9洪峰流量(立方米/秒)推理公式法4257514450406037374751多點(diǎn)入流法3137372632223921234439推理公式法與多點(diǎn)入流法對比(%)3653376958

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