暴雨強度公式強知識及分析
發(fā)布時間(jiān)：2016/09/23
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基於(yú)暴雨強度公式的理論推導(dǎo)
進行變(biàn)形，可以得到其他重現期與重現期爲1年的管徑之比的計算公式。該式對(duì)雨水管網中任意管段都适用，也是整個雨水管網系統的理論倍數。
與設計重現期爲1年的雨水管網相比，其他設計重現期的管徑、流量的增長倍數，隻與當地暴雨強度公式中參數c的取值相關。這說明，設計重現期提高相同的倍數，對於不同的暴雨強度公式，雨水管網管徑、流量的增長倍數是不同的，並(bìng)且c值越大，增長的倍數也就越大。暴雨強度公式反映的是一個地區的降雨特性，這就說明，當地的降雨特性對於提高設計重現期時雨水管網管徑的增長倍數起著(zhe)決定性作用。
雨水管網工程造價的計算如式所示。在每個地區，雨水管渠的每一種管徑都有對(duì)應的工程造價定額(é)，管徑越大，定額(é)越高。
對於(yú)同一規劃區域，不同的重現期下，雨水管網的總長(zhǎng)度是一定的，即滿足式。提高設計重現期，大尺寸管徑所占比例就會相應提高，進而使得工程總造價提高。
由於各種管徑的長度無法與設計重現期之間建立確定的函數關系，因此無法建立雨水管網的工程造價與設計重現期之間確定的函數關系。雖然在理論上無法給出雨水管網工程造價與設計重現期間統一的定量關系，但仍能作出定性判斷：由於暴雨強度公式中的c值決定瞭(le)管徑的增長倍數，且c值越大，管徑增長倍數越大，而管徑決定瞭(le)造價，因此c值也決定瞭(le)造價的增長倍數，且c值越大，造價增長倍數越大。並(bìng)且，在實際中雨水管網工程造價與設計重現期之間仍有一定的定量規律可循，在後文的規劃案例中會對此作進一步分析。
需要注意的是，基於(yú)暴雨強度公式的理論推導(dǎo)，雨水管網的管徑在數值上是連續的。但在實際中，雨水管網管徑的數值是離散的，實際計算的增加倍數與理論推導值會略有差别。
全國暴雨強度公式統計分析
根據提供的相關資料，統計瞭(le)全國各地共計279個採(cǎi)用年多個樣法編制的暴雨強度公式。c值的分布統計如圖1所示，其中最小值爲0.400，最大值爲1.700，平均值爲0.779；0.8~0.9區間内的c值最多，約占全部的20%；0.5~1.0區間内的則約占全部的80%。
在排水工程規劃、設計的規範及實際雨水工程規劃、設計中，設計重現期一般爲1~5年，不超過10年。因此，隻需分析重現期爲2~10年雨水管網的管徑、流量相對於(yú)重現期爲1年的增長(zhǎng)倍數即可。
計算不同的c值下，各重現期的管徑、流量的理論增長(zhǎng)倍數。計算結果表明，管徑的增長(zhǎng)倍數明顯不如流量的增長(zhǎng)倍數大。重現期爲2~5年時，管徑的理論增長(zhǎng)倍數爲0.04～0.34倍，也即最多增長(zhǎng)0.34倍。而流量的理論增長(zhǎng)倍數則爲0.12～1.19倍。再考察c值最集中的區域0.5~1，也即全國大部分的區域。當(dāng)設計重現期爲2年時，管徑增加5%~10%，流量增加15%~30%；設計重現期爲5年時，管徑增加12%~22%，流量增加35%~70%；設計重現期爲10年時，管徑增加16%~30%，流量增加50%~100%。
案例分析
以東北某省會城市一新區的雨水工程規劃爲例，進行實際的計算分析。該新區的場(chǎng)地面積1 1584 hm2，雨水管網全長(zhǎng)287 km。場(chǎng)地與雨水管網布置如圖3所示。
選取設計重現期爲1年、2年、3年和5年這4種情形，分别進行整個雨水管網系統的水力計算，確(què)定各管渠的斷面尺寸；然後，統計各設計重現期下各種管徑的長度；最後計算各設計重現期下的工程造價。斷面尺寸和工程造價的計算結果見表1。表1中，最大斷面尺寸從設計重現期爲1年時的3 m×2.5 m，擴大到設計重現期爲5年時的4 m×3 m，斷面面積增加瞭(le)60%。工程造價相應地從1.43億元，增加到2.56億元，增加瞭(le)79%。
将不同重現期的雨水管網比重現期爲1年的理論管徑、流量增幅與實際造價增幅的關系作進一步的分析計算，計算結果如表2所示。從(cóng)表中可以看出，工程造價的增幅略高於(yú)流量的增幅。因此，可以根據雨水管網流量的增幅，即可根據式，對工程造價的增幅作初步的預判。
進一步對(duì)重現期與工程造價作回歸分析。結果表明，工程造價的增幅與設計重現期的對(duì)數值成線性相關(guān)，相關(guān)系數爲0.998。
結論
（1）當地的降雨特性對於雨水管網管徑的增長倍數起著(zhe)決定性的作用，並(bìng)進而決定瞭雨水管網工程造價的增長幅度。
（2）設計重現期提高相同的倍數，對於(yú)不同的暴雨強度公式，雨水管網管徑的增長(zhǎng)倍數不同。c值越大，雨水管網管徑增長(zhǎng)的倍數也越大，從而工程造價的增幅也越大。
（3）全國(guó)各地暴雨強度公式的c值多數集中在0.5~1。随著(zhe)設計重現期的提高，管徑的增幅不大，而流量的增幅較大。
（4）對東(dōng)北某省會城市一新區的案例分析表明，工程造價的增幅與重現期的對數值成線性相關，工程造價的增幅略高於(yú)流量的增幅。根據流量的增幅，可對工程造價的增幅作初步的預判。
