雨水量
計量下雨量的指標
降雨時沿地面流行的雨水量,常稱雨水徑流量,為設計城市雨水管道和道路涵洞的基本數據。雨水量不同於降雨量,降雨量指單位受水面積內僅接受空中降水時的降雨深度,而雨水量是指區域收納的各方面雨水總量,該“區域”可以是某塊地面範圍,也可以應用到雨水管道,除了其自身接受的空中降雨量,還可能包括彙集自周邊的雨水徑流量。降落的雨水在流向排水管道的過程中,有的留在樹木花草與房屋等地物上,有的滲入土壤,有的留在地面的低洼處,只有一部分流進雨水管道或渠道。
雨水量
式中Q為雨水管道設計流量(升/秒);с為徑流係數(雨水徑流量和降落量的比值);F為匯水面積(公頃);q為設計暴雨強度,以單位面積降雨流量計〔升/(秒·公頃)〕;i為設計暴雨強度,以降雨深度計(毫米/分),167為單位換算值〔10000(平方米/公頃)/60(秒/分)。排水管道常分段設計。雨水管道設計段的匯水面積F可從雨水管道系統平面圖上求得。徑流係數с根據地面狀況和經驗數據確定,屋面、路面、場地等鋪砌地面可採用0.8或0.9,綠地可採用0.1或0.15,一般按設計規範採用。由於影響徑流係數的因素很多而複雜,故其數值精度不高,而且在實際應用時常採用加權平均后的綜合徑流係數。
設計暴雨強度根據當地降雨記錄選用。限於經濟條件,不能採用歷史上曾出現的最大值。常先把自記雨量計記錄歸納為暴雨曲線或公式,然後根據設計條件確定設計段的暴雨強度。常用公式為式中t為降雨歷時(分);p為重現期(年);A、、b、C、n為與地區氣象條件有關的參數。可以看出,i值是t時段內的平均強度。一陣雨中有很多t時段和相應的i值,式中的i值是其中的最大值。設計段的瞬時流量是由排水面上各點的雨水彙集成的,所以設計降雨歷時應當等於匯水面上最遠一點流到計算點的時間。它由兩部分組成:一部分為地面積水時間,其值可以估計,也可藉助某些經驗公式估算,一般在5分鐘左右;另一部分為雨水在管渠內的流行時間,隨流程長短而異,其值可以計算。對同樣的一個歷時(例如10分鐘),每陣雨的相應i值(如i10)不同,大雨值大,小雨值小。重現期p也要影響i值的大小。例如年時的i10值是(i10)2,表明平均每二年出現一次陣雨,它的i10等於或大於(i10)2;p值愈大,(i10)p愈大。設計重現期的確定,決定於對暴雨積水的容忍程度和經濟條件,對設計雨水管道的選用範圍一般為0.33~2.0年;對設計涵洞一般為20~50年(見涵洞)。重要幹道、地區或短期積水即能引起嚴重損失的地區,宜採用較高的設計重現期。
值得注意的是,徑流係數有一定的可控性。通過地面的高程規劃,空地的平整、綠化和容許綠地短暫積水,可使徑流係數降低。此外,還可利用地區的湖泊、水塘調蓄雨水量,以減少雨水徑流量。
一般按一定時間內降水量的多少來對雨量進行分級,可分為:小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨。分別定義如下:
小雨:12小時內降水量小於5mm或24小時內降水量小於10mm的降雨;
中雨:12小時內降水量5~15mm或24小時內降水量10~25mm的降雨;
大雨:12小時內降水量15~30mm或24小時內降水量25~50mm的降雨;
暴雨:12小時內降水量30~70mm或24小時內降水量50~100mm的降雨;
大暴雨:12小時內降水量70~140mm或24小時內降水量100~250mm的降雨;
特大暴雨:12小時內降水量140mm以上或24小時內降水量250mm以上的降雨。
降水根據其不同的物理特徵可分為液態降水和固態降水。液態降水有毛毛雨、雨、雷陣雨、凍雨、陣雨等,固態降水有雪、雹、霰等,還有液態固態混合型降水:如雨夾雪等。
在氣象上用降水量來區分降水的強度。可分為:小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨,小雪、中雪、大雪和暴雪等。
小雨:雨點清晰可見,沒漂浮現象;下地不四濺;窪地積水很慢;屋上雨聲微弱,屋檐只有滴水;12小時內降水量小於5mm或24小時內降水量小於10mm的降雨過程。
中雨:雨落如線,雨滴不易分辨;落硬地四濺;窪地積水較快;屋頂有沙沙雨聲;12小時內降水量5~15mm或24小時內降水量10~25mm的降雨過程。
大雨:雨降如傾盆,模糊成片;窪地積水極快;屋頂有嘩嘩雨聲;12小時內降水量15~30mm或24小時內降水量25~50mm的降雨過程。
暴雨:凡24小時內降水量超過50mm的降雨過程統稱為暴雨。根據暴雨的強度可分為:暴雨、大暴雨、特大暴雨三種。暴雨:12小時內降水量30~70mm或24小時內降水量50~100mm的降雨過程。
大暴雨:12小時內降水量70~140mm或24小時內降水量100~250mm的降雨過程。特大暴雨:12小時內降水量大於140mm或24小時內降水量大於250mm的降雨過程。
小雪:12小時內降雪量小於1.0mm(摺合為融化后的雨水量,下同)或24小時內降雪量小於2.5mm的降雪過程。
中雪:12小時內降雪量1.0~3.0mm或24小時內降雪量2.5~5.0mm或積雪深度達3CM的降雪過程。
大雪:12小時內降雪量3.0~6.0mm或24小時內降雪量5.0~10.0mm或積雪深度達5CM的降雪過程。
暴雪:12小時內降雪量大於6.0mm或24小時內降雪量大於10.0mm或積雪深度達8CM的降雪過程。