题目
雨水管道平面布置如图所示。图中各设计管段的本段汇水面积标注在图上,单位以ha计,假定设计流量均从管段起点进入。已知当重现期P=1a时,暴雨强度公式为:=dfrac (20.154)({(t+18.768))^0.784(mm/min)}经计算,径流系数Ψ=0。6。取地面集水时间t1=10min,折减系数m=2。各管段的长度以m计,管内流速m/s计.数据如下:L1—2=120,L2—3=130,L4—3=200,L3-5=200;v1—2=1。0,v2—3=1.2,v4-3=0.85,v3—5=1.2.试求各管段的雨水设计流量为多少L/s?(计算至小数后一位)=dfrac (20.154)({(t+18.768))^0.784(mm/min)}
雨水管道平面布置如图所示。图中各设计管段的本段汇水面积标注在图上,单位以ha计,假定设计流量均从管段起点进入。已知当重现期P=1a时,暴雨强度公式为:

经计算,径流系数Ψ=0。6。取地面集水时间t1=10min,折减系数m=2。各管段的长度以m计,管内流速m/s计.数据如下:L1—2=120,L2—3=130,L4—3=200,L3-5=200;v1—2=1。0,v2—3=1.2,v4-3=0.85,v3—5=1.2.试求各管段的雨水设计流量为多少L/s?(计算至小数后一位)

题目解答
答案
解:暴雨强度公式:q=167i=

根据已知条件,FA面积上产生的最大流量:QA=ΨqF=0.6×
×FA

=0.6×241.79×2。3=333.7(L/s),所以管段1—2的最大设计流量为333。7(L/s).
管道2—3的设计流量按下面两种情况计算。
1)第一种情况:最大流量可能发生在全部FB面积参与径流时。这时FA中仅部分面积的雨水能流达管道2—3参与径流,管道2—3的最大流量为:
Q=

式中F’A为在
时间内流到2点的FA上的那部分面积.
为1min的汇水面积,所以F’A=
×(
)=





代入上次得出:

2)第二种情况:最大流量可能发生在全部FA面积参与径流时。这时FB的最大流量已流过2点,2点的最大流量为:

按上述两种情况计算的结果,选择其中最大流量Q=608。7L/s作为2点,所以管道2-3的设计流量为608.7L/s。
FC面积上产生的最大流量:QC=ΨqF=0.6×
×FC

=0.6×241.79×2.42=351。08(L/s),所以管段1-2的最大设计流量为351.1(L/s)。
管道3-5的设计流量:
当FA的全部面积参与径流时,管道3-5的流量最大

所以管道3—5的设计流量为829.0(L/s)。
解析
考查要点:本题主要考查雨水管道设计流量的计算,涉及暴雨强度公式应用、汇水时间计算、流量叠加分析等知识点。
解题核心思路:
- 确定各汇水区域的径流到达时间:需结合集水时间、折减系数及管段流动时间。
- 计算不同情况下的流量叠加:需分别考虑部分汇水面积和全部汇水面积参与径流的情况,取最大值作为设计流量。
- 应用暴雨强度公式:将暴雨强度转换为流量,需注意单位换算及时间参数的正确选取。
破题关键点:
- 时间参数的计算:集水时间需折减(m=2),流动时间由管段长度和流速确定。
- 流量叠加逻辑:不同汇水区域的径流到达时间可能不同,需判断最大流量出现的时刻。
管段1—2的设计流量
直接计算FA区域的流量:
- 公式:$Q_A = \Psi \cdot q \cdot F_A$
- 代入数据:$Q_A = 0.6 \times 3365.718 \times 2.3 = 333.7 \, \text{L/s}$
管段2—3的设计流量
情况1:部分FA面积参与径流
- 有效面积:$F'_A = F_A \times \frac{t_A - m t_1}{t_1} = 2.3 \times \frac{10 - 4}{10} = 1.38 \, \text{ha}$
- 流量叠加:
$Q = \frac{0.6 \times 3365.718 \times 2.1}{(10 - 18.768)^{0.784}} + \frac{0.6 \times 3365.718 \times 1.38}{(6 - 18.768)^{0.374}} = 529.8 \, \text{L/s}$
情况2:全部面积参与径流
- 流量叠加:
$Q = \frac{0.6 \times 3365.718 \times 2.3}{(10 + 18.768)^{0.784}} + \frac{0.6 \times 3365.718 \times 2.1}{(14.768)^{0.784}} = 608.7 \, \text{L/s}$ - 取最大值:$Q = 608.7 \, \text{L/s}$
管段3—5的设计流量
叠加FA、FB、FC区域流量:
- FC区域流量:$Q_C = 0.6 \times 3365.718 \times 2.42 = 351.1 \, \text{L/s}$
- 总流量叠加:
$Q = \frac{0.6 \times 3365.718 \times 2.3}{(18.768)^{0.784}} + \frac{0.6 \times 3365.718 \times 2.1}{(26.368)^{0.784}} + \frac{0.6 \times 3365.718 \times 2.42}{(26.368)^{0.784}} = 829.0 \, \text{L/s}$