都市暴雨排水原理与案例
[10-24 14:20:22] 来源:http://www.88dzw.com 智能建筑 阅读:8895次
文章摘要:I= {R24/24} ×{24/tc}k 其中I 为洪水到达时间或集流时间tc 内之平均降雨强度(mm/hr) ,R24 为24小时一日降雨量,k 为常数,一般为1/2~2/3 。 1 公式(降雨强度由降雨强度-延时-频率曲线推定)I=a/ ( t + d )k 其中I 为平均降雨强度(mm/hr) ,t 为降雨延时(min) ,a,d 为系数。目前水利处已对全省已建档自记雨量站,藉回归及率定方式,得到物部公式与Honer 公式之系数值,可供查询使用。集流时间tc 之决定常用的有两种:美国加州公路局公式以及Rhiza 公式。 2 1.美国加州公路局公式tc = (0.87 L3 / H
都市暴雨排水原理与案例,标签:智能建筑设计标准,智能建筑系统,http://www.88dzw.comI= {R24/24} ×{24/tc}k 其中I 为洪水到达时间或集流时间tc 内之平均降雨强度(mm/hr) ,R24 为24小时一日降雨量,k 为常数,一般为1/2~2/3 。
1 公式(降雨强度由降雨强度-延时-频率曲线推定)I=a/ ( t + d )k 其中I 为平均降雨强度(mm/hr) ,t 为降雨延时(min) ,a,d 为系数。目前水利处已对全省已建档自记雨量站,藉回归及率定方式,得到物部公式与Honer 公式之系数值,可供查询使用。集流时间tc 之决定常用的有两种:美国加州公路局公式以及Rhiza 公式。
2 1.美国加州公路局公式tc = (0.87 L3 / H )0.385 其中L 为水路最高点与流域出口的距离(km),H 为水路最高点与流域出口的高程差(m),tc 为集流时间(hr)。
2.Rhiza 公式tc =L/V=L/ { 72( H / L)(2/3)}} 其中L 为水路最高点与流域出口的距离(km),H 为水路最高点与流域出口的高程差(km),V 为洪水之平均流速(km/hr)。大致上,一般台湾地区应用之区域排水规划,为配合实际地形因素,可将Rhiza 公式中系数72修正为135,由于公式中影响集流时间之主要因素为坡度,而沿海地区坡度通常较平缓,山坡地区坡度通常较陡峭,故沿海地区或坡度平缓地区,多为配合实际地形状况,将公式系数修正为135,山坡地区则维持系数72。若计划排水路之坡度变化较大,可以由坡度变化剧烈之处分界,将水路分为上下游数段计算,各段分别采用集流时间公式计算后,全部相加而得到最高点至流域出口的集流时间。至于流量,由于下水道是为输水而设计,并非为了储水,因此,通常我们只计算最大流量,而不在乎排水的体积。但如果把抽水站也考虑在内,则排水体积也就要顾及了。需要特别注意的是,在设计都市暴雨排水问题,使用合理法推算最大地表水量时,由于要把集水区分划成许多小区间(一般以下水道入水口区分),而每一次以合理法推算出来的只是一小区间的最
大流量而己,所以在设计下水道排水设施时,必须把每一小区间总合起来考虑。现在我们已经可以了解,在推算排水量时结果是否准确,主要是决定于设计暴雨的选择和流量系数的决定。设计暴雨的问题我们已经讨论过了,至于流量系数则完全仰赖于合理的推测。如果考虑分划的许多小区间,综合起来计算设计排水量,则由于可以有许多不同的C、I、A ,我们可以想象得到这将是一件非常繁复的手续,幸好如今已经有高速度的电子计算器,对于这种复杂而实际上并不困难的计算,我们只要输入不同的C、I、A ,其余的只要设计一个简单的程序,让计算器来代劳就可以了。(二) 设计排水设施至于排水设施(下水道管路)的设计,则必须根据计算出不同入水口的最大水量,利用流体力学的方法,推算排水系统网络中每一段所需要承担的排水量,然后再决定这些排水量所需要的管路之截面积和坡度等。当然在知道排水量的条件下决定管路的截面积和坡度必须选择较经济的设计,因为较大的截面积可容许较小的坡度,如此一来管子成本变高,而挖方成本则降低;反之,亦可选择截面积较小的管子,而增加管线开挖的成本。这里牵涉到的流体力学计算,可以使用简单的管网来计算,或者用复杂的微分方程来计算,前者的结果自然要比后者粗略得多。简单的计算可以人力或简单的电子计算器程序处理,复杂的微分方程则不是人力所能做到,非仰赖电子计算器不同。有一点不能忘记的是在考虑计算方法时,必须了解所设计的工程,其重要性和准确需求,如果工程很大,则最好使用复杂的电子计算器程序处理;如果工程很小或很简单,则使用复杂的方式处理不但不必要,反而是一种浪费。对于都市暴雨排水设计的考虑,同样也可以应用到土地(农田)和公路的排水。
3 1.水利计算以前述合理化公式求得之流量Q 需要多大断面Aw 可以利用Aw=Q /V 求得,V 为断面平均流速,在重力流况下以曼宁公式计算其平均流速:
V= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) Q =V ×A= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) ×A= {1/n}×A(5/3) /P (2/3) ×S (1/2) 其中n 为粗糙系数,一般采用n=0.015╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径(M)╋S: 水力坡度,Q 为设计流量(M3/S,CMS) ╋A 为流水断面积(M2) 。若为压力流况下则以Hazen-Williams 公式计算其平均流速:V= 0.85 C R 0.63 ×S 0.54 其中C 为Hazen-Williams 流速系数,一般采用C=100╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径(M)╋S: 水力坡度。配合所设计段面形式即可求出断面积与水力平径,例如矩形明沟,坡度需要配合地形决定,宽度b 与坡度决定即可经由计算求得水深d(A=bd, P=b+2d),暗管亦可以经由计算求得水深d。
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