一种地面集水时间的计算方法

摘要

一种地面集水时间的计算方法，属于一种市政给排水工程、水利工程和水土保持工程领域地面集水时间的计算方法。该方法依次包括如下步骤：1、基于区域的DEM图，划分N个雨水汇水区域；2、计算并选取雨水汇水区域i的地面平均坡度S_i，最大集水距离L_i(m)；3、雨水汇水区域流线上流态的划分；4、地表设计参数的选取；5、计算地面集水时间。该计算方法物理意义明确，计算步骤系统条理，计算速度快，参数容易获取，充分考虑了不同地区、不同地形地貌、地表覆盖和地表粗糙度对地面集水时间的影响，并提出了复杂情况下的解决方案。该计算方法可用于室外雨水管渠系统、防洪工程和水土保持工程的设计规划，对现有的工程进行评估，以及改扩建方案的规划设计。

主权项

一种地面集水时间的计算方法，其特征是：包括如下步骤：步骤1、基于区域的DEM图，划分N个雨水汇水区域；对于雨水汇水区域i，其汇水面积A_i；i＝1,2,...N，A_i<2km²，选择设计地区两年一遇的24小时降雨量P，单位mm，确定最长集水流线；步骤2、计算并选取雨水汇水区域i的地面平均坡度S_i，最大集水距离L_i(m)；其中最大集水距离的选择依据有地形、坡度、汇水区域形状，一般应不大于1600m，最大不得大于2000m；步骤3、雨水汇水区域流线上流态的划分；当L_i≤90m，则流线上X_i处为片流；当L_i>90m，则流线上X_i处为片流，0≤X_i<90；当L_i>90m，则流线上X_i处为浅水集中流，90≤X_i<L_i；步骤4、地表设计参数的选取；当L_i≤90m时，根据地表覆盖情况，选取发生片流的地表曼宁系数n_i；当L_i>90m时，分别选取发生片流的地表曼宁系数n_i和发生浅水集中流的区域地表情况系数K_i；步骤5、计算地面集水时间t₁＝t₁₁+t₁₂(min)；当L_i≤90m，$t_1=t_{11}+t_{12}=\frac{5.475{\left(n_i{L}_i\right)}^{0.8}}{P^{0.5}{S_i}^{0.4}}$当L_i>90m，$t_1=t_{11}+t_{12}=\frac{5.476{\left(90n_i\right)}^{0.8}}{P^{0.5}{S_i}^{0.4}}+\frac{0.0547(L_i-90)}{K_i{S_i}^{0.5}}$式中：参数P为设计地区的两年一遇的24小时降雨量，mm；参数S_i为地面平均坡度；参数L_i最大集水距离，m；参数n_i为发生片流的地表曼宁系数；参数K_i为发生浅水集中流的区域地表情况系数；用于室外雨水管渠系统、防洪工程和水土保持工程的设计规划时，参数S_i、n_i和K_i的选择宜考虑20年规划期内的最不利情况。