第8章+城市防洪与排水【水文学】.ppt

城市化与城市水文过程 城市化的发展对水环境所产生的直接或间接影响,主要表现为三个城市水文问题,即城市水源资源紧缺、水质污染控制和洪水控制问题(图8.1)。 图8.1 城市化对城市水文过程的影响 应用推理公式推求管道设计流量框图 第（6）栏，设计雨强。由表5－3查得北京市雨强公式，把T＝2年和t＝τ代入i ＝ 167×11.98（1＋0.811Lg2）/（τ＋8）0.711 ＝ 2489.1/（τ＋8）0.711  i1＝ 2489.1/（17.7＋8）0.711 ＝ 248（L／s·ha） 第（9）栏，计算出的设计管径，这里按满管重力流由曼宁公式计算D ＝（3.2084nQp/J0 0.5）3/8  D1＝（3.2084×0.014×0.706/ 0.0180.5)3/8 ＝0.582（m） 第（10）栏，实际采用的管径。 据等流时线作出汇流面积随汇流时间的累积曲线，简称汇流曲线。流域汇流曲线ω～t由各子集水区域汇流曲线累积得出，即ω（ t ）＝∑ωi（t） 式中，ω（t）—t 时刻全流域汇流面积，hm2； ωi（t）— t 时刻第i个子集水区汇流面积，hm2。  汇流曲线错开Δt相减，得等流时面积 Δωi ＝ω（ ti＋Δt）－ω（ti）i＝1，2，… ，n  根据各时段的等流时面积Δω1，Δω2，… ，Δωn，由设计净雨推求设计流量过程线。 3、调蓄计算：把管渠系统看作一个调蓄水库，把未经管渠系统调蓄的，用等流时面积途径推求出的系统出流，作为水库的入流。再采用水库演算方法计算经调蓄的出流过程。 ( Q1 + Q2 ) / 2 -( q1 + q2 ) / 2 = V2 - V1 Q＝f(V ) 式中， q1，q2—时段始、末未经调蓄的入流量 Q1，Q2— 时段始、末调蓄后的出流量 第（6）栏，i3 ＝2489.1（19.2＋8）－0.711 ＝238（L／s·ha） 第（7）栏，Qp3＝0.59×238×14.3＝2008（L／s） 第（8）栏，n＝0.014 第（9）栏，D3＝（3.2084×0.0014×2.008 /0.0210.5）3/8  ＝0.837（m） 第（10）栏，Dn3＝900mm 第（11）栏，V3＝4×2.008／（0.92×3.14）＝3.16（m／s） 第（12）栏，tf3＝90／（60×3.16）＝0.47（min） 第四节 管渠水系统设计流量过程线推求 在城市管渠排水系统的规划与设计中，当涉及系统的优化设计，超载状态，工程控制调度，管渠溢流计算，调节池与泵站设计，雨水污染分析与防治等工程问题时，需要推求相应的设计流量过程线。 一、设计暴雨计算 （一）设计雨量 在城市管渠排水系统设计雨量的推求，一般采用暴雨公式：i＝ A（1＋CLgT）/（t＋B）n （mm／min）  若重现期T已确定，则a＝A（1＋CLgT）为一常数，则上式写成 i＝ a /（t＋b）n （mm／min） 上式与水利部门采用的雨强公式完全相同。因此可以推求得降雨历时为tp的设计雨量为 P＝ atp /（t＋b）n  （二）设计暴雨过程拟定 1．典型分配：选用实际的暴雨过程作为典型，经同倍比或同频率放大后，得出设计暴雨过程 2．同频率分配：按这一途径分配得出一个单峰暴雨过程，每一历时的雨量均满足设计频率，雨峰位置采用地区综合值。 3．雨量分配公式：下式是根据暴雨公式推导出的一个瞬时雨强公式，它以雨峰为坐标原点： 雨峰前：I1＝a[(1-n)(t1/r)+b]/(t1/r+b)n+1 雨峰后：I2＝a[(1-n)t2/(1-r)+b]/[(t1/(1-r)+b]n+1式中，I1，I2—雨峰前T1和雨峰后T2时刻雨强；  r — 峰前历时与总降雨历时之比；  a、b、n — 暴雨公式中的参数。  例: 已知某暴雨公式为 i＝ 18（1＋0.9LgT）/（t＋15）0.8 求2年一遇的设计暴雨过程。 （1）取计算时段为5min，由暴雨公式式计算得5,10，… , 60min共12个历时平均雨强i，列第（1）、（2）栏； （2）计算各历时降雨总量P＝it，列第（3）栏；