[发明专利]恒定非均匀流条件下雨水设计流量的计算方法

摘要

本发明涉及城市内涝防治技术领域，尤其涉及恒定非均匀流条件下用推理公式计算雨水设计流量的方法。根据已知的设计条件如排水管集雨面积F、管段长度dL、糙率系数n、综合径流系数ψ、设计暴雨强度q的有关参数、地面集水时间t₁、管底坡度j、管段下游端设计水位Z_下、上游端允许的最高水位Z_上允许和初步拟定的排水管直径D等，通过迭代流速V的方法，可快速地确定雨水设计流量Q_s、管段上游端水位Z_上和排水管直径D。

主权项

1.恒定非均匀流条件下雨水设计流量的计算方法，设定排水管集雨面积F、管段长度dL、糙率系数n、综合径流系数ψ、设计暴雨强度q的参数A和b及m、地面集水时间t1、管底坡度j、管段下游端设计水位Z下、上游端允许的最高水位Z上允许、允许的最小流速、初步拟定的排水管直径D、过水断面积W、水力半径R均为已知值,其中，设计暴雨强度q的单位为L/（s.ha），它的计算式为q=A/(t+b)m，式中：A为公式的系数；b为公式的常数；m为公式的指数；t为降雨历时,其特征在于：该方法根据恒定流条件下流速公式计算的V2等于按恒定流条件的流量公式计算的V1来确定雨水设计流量Qs、Z上和排水管直径D，该方法包括以下步骤：（1）假定流速V2初值；（2）排水管雨水质点流行时间t2根据t2=dL/V2求出，其中，V2为恒定流条件下的流速，单位m/s，降雨历时t=t1+t2，设计暴雨强度q=A/(t+b)m，雨水设计流量Qs=qψF，根据恒定流条件的流速公式计算出流速V2=(1/n)R2/3(dz/dL)1/2，可得出dz，根据dz=Z上‑Z下可计算出Z上，根据恒定流条件的流量公式可计算出流速V1=Qs/w；（3）若V1、V2值基本相等，管段上游端水位Z上≤Z上允许，则确定雨水设计流量Qs、Z上和排水管直径D，计算结束；若V1、V2相差超过允许的误差值，或者Z上高于Z上允许，则需要重新假定V2值或修正排水管直径D后继续计算，进行步骤（4）；（4）将V2值替换为V1值进行迭代计算，重复所述步骤（2）和步骤（3），直至V1和V2值基本相等，且Z上≤Z上允许，从而确定Qs、Z上和排水管直径D，计算结束。