暴雨強度公式強知識及分析
發布時間：2016/09/23 點擊量：
基于暴雨強度公式的理論推導
進行變形，可以得到其他重現期與重現期為1年的管徑之比的計算公式。該式對雨水管網中任意管段都適用，也是整個雨水管網系統的理論倍數。
與設計重現期為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，只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，對于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，并且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，當地的降雨特性對于提高設計重現期時雨水管網管徑的增長倍數起著決定性作用。
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應的工程造價定額，管徑越大，定額越高。
對于同一規劃區域，不同的重現期下，雨水管網的總長度是一定的，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。
由于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：由于暴雨強度公式中的c值決定了管徑的增長倍數，且c值越大，管徑增長倍數越大，而管徑決定了造價，因此c值也決定了造價的增長倍數，且c值越大，造價增長倍數越大。并且，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，在后文的規劃案例中會對此作進一步分析。
需要注意的是，基于暴雨強度公式的理論推導，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別。
全國暴雨強度公式統計分析
根據提供的相關資料，統計了全國各地共計279個采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，其中最小值為0.400，最大值為1.700，平均值為0.779；0.8~0.9區間內的c值最多，約占全部的20%；0.5~1.0區間內的則約占全部的80%。
在排水工程規劃、設計的規范及實際雨水工程規劃、設計中，設計重現期一般為1~5年，不超過10年。因此，只需分析重現期為2~10年雨水管網的管徑、流量相對于重現期為1年的增長倍數即可。
計算不同的c值下，各重現期的管徑、流量的理論增長倍數。計算結果表明，管徑的增長倍數明顯不如流量的增長倍數大。重現期為2~5年時，管徑的理論增長倍數為0.04～0.34倍，也即最多增長0.34倍。而流量的理論增長倍數則為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。當設計重現期為2年時，管徑增加5%~10%，流量增加15%~30%；設計重現期為5年時，管徑增加12%~22%，流量增加35%~70%；設計重現期為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為例，進行實際的計算分析。該新區的場地面積1 1584 hm2，雨水管網全長287 km。場地與雨水管網布置如圖3所示。
選取設計重現期為1年、2年、3年和5年這4種情形，分別進行整個雨水管網系統的水力計算，確定各管渠的斷面尺寸；然后，統計各設計重現期下各種管徑的長度；最后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為1年時的3 m×2.5 m，擴大到設計重現期為5年時的4 m×3 m，斷面面積增加了60%。工程造價相應地從1.43億元，增加到2.56億元，增加了79%。
將不同重現期的雨水管網比重現期為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。從表中可以看出，工程造價的增幅略高于流量的增幅。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數值成線性相關，相關系數為0.998。
結論
（1）當地的降雨特性對于雨水管網管徑的增長倍數起著決定性的作用，并進而決定了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，對于不同的暴雨強度公式，雨水管網管徑的增長倍數不同。c值越大，雨水管網管徑增長的倍數也越大，從而工程造價的增幅也越大。
（3）全國各地暴雨強度公式的c值多數集中在0.5~1。隨著設計重現期的提高，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于流量的增幅。根據流量的增幅，可對工程造價的增幅作初步的預判。
