9.1 水文计算

Q＝16.67ψq_p,tF                （9.1.1）

    式中：Q——设计径流量（m³/s）；
        q_p,t——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度（mm/min）；
          ψ——径流系数；
           F——汇水面积（km²）。
9.1.2 设计降雨的重现期应根据公路等级和排水类型，按表9.1.2确定。

表9.1.2 设计降雨的重现期（单位：年）

9.1.3 计算路面表面排水时，单向三车道及以下的路面汇流历时可取5min；单向三车道以上的路面汇流历时可按式（9.1.4）计算确定，可不计沟管内汇流历时。

9.1.4 坡面汇流历时可按式（9.1.4）计算确定。

   （9.1.4）

 式中：t₁——坡面汇流历时（min）；
          L_p——坡面流的长度（m）；
          i_p——坡面流的坡度；
           s——地表粗度系数，按地表情况查表9.1.4确定。

表9.1.4 地表粗度系数s 

9.1.5 计算沟管内汇流历时时，应在断面尺寸、坡度变化点或者有支沟（支管）汇入处分段，分别计算各段的汇流历时，再叠加而得，可按式（9.1.5-1）计算确定。当沿程有旁侧入流时，第一段沟管的平均流速可用该段沟管的末断面流速乘折减系数0.75计算，其余各段可用上、下端断面流速的平均值计算。

（9.1.5-1）

 式中：t₂——沟管内汇流历时（min）；
        n、m——分段数和分段序号；
          l_m——第m段的长度（m）；
          v_m——第m段沟管的平均流速（m/s），可按式（9.2.3）计算确定，也可按式（9.1.5-2）近似估算；

  （9.1.5-2）

  i_m——第m段沟管的平均坡度。
9.1.6 当地气象站有10年以上自记雨量计资料时，宜利用气象站观测资料，经统计分析，确定相关参数后按式（9.1.6）计算设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度。

（9.1.6）

    其中      a_p＝c＋dlgP

    式中：t——降雨历时（min）；
          P——重现期（a）；
 b、n、c、d——回归系数。
9.1.7 当地缺乏自记雨量计资料时，可利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数，按式（9.1.7）计算降雨强度。

q_p,t＝c_pc_tq_5,10                   （9.1.7）

     式中：q_5,10——5 年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度（mm/min），按公路所在地区，由图9.1.7-1查取；
           c_p——重现期转换系数，为设计降雨重现期降雨强度q_p与标准重现期降雨强度q₅的比值（q_p/q₅） ，按公路所在地区由表9.1.7-1查取；
           c_t——降雨历时转换系数，为降雨历时t的降雨强度q_t与10min降雨历时的降雨强度q₁₀的比值（q_t/q₁₀），按公路所在地区的60min转换系数c₆₀，由表9.1.7-2查取，c₆₀可由图9.1.7-2查取。

表9.1.7-1 重现期转换系数c_p

  注：^*干旱区约相当于5年一遇10min降雨强度小于0.5mm/min的地区。

表9.1.7-2 降雨历时转换系数c_t

9.1.8 径流系数应按汇水区域内的地表种类由表9.1.8确定。当汇水区域内有多种类型的地表时，应分别为每种类型选取径流系数后，按相应的面积大小取加权平均值。

表9.1.8 径流系数ψ

9.1.9 设计径流量的计算过程可参照图9.1.9进行。

条文说明

9.1 水文计算
9.1.2 设计降雨重现期的规定，既要考虑到公路设施在使用中受水侵害的风险大小，又要考虑排水设施的断面尺寸，即其造价。因而，应根据公路的重要性（等级和交通量）以及浸水或水淹对公路使用和周围地区的影响程度，以及各项排水设施的排水目的和类型，综合确定降雨重现期。
    表9.1.2中所列的设计重现期标准是在参考我国公路路基和路面规范中的规定及国外的规定，并考虑到重现期习惯上只用整年数确定的。
9.1.7 降雨强度等值线图是依据5年重现期10min降雨历时绘制而成的。

    重现期转换系数表c_p，由各地代表性变差系数c_v按频率曲线计算用表计算得出，线型为皮尔逊Ⅲ型。c₆₀ 图由《中国年最大10分钟点雨量均值、变差系数等值线图》及《中国年最大1小时、6小时点雨量均值、变差系数等值线图》的有关图表计算绘制。
    历时转换系数c_t与历时t的关系，在双对数纸上呈上凸形曲线。以c₆₀为参数绘制c_t-c₆₀-t曲线，5min降雨历时转换系数c₅变幅很小，且与c₆₀无关，因此采用单一值。3min降雨转换系数c₃系根据全国综合的c_t-t关系曲线外推估计而得。

图9.1.7-1 中国5年一遇10min降雨强度（q_5,10）等值线图（mm/min）

图9.1.7-2 中国60min降雨强度转换系数（c₆₀）等值线图（mm/min）

9.1.8 径流系数受降雨强度、降雨历时、地表覆盖状况、土壤种类和湿度等多种因素的影响，虽可通过实地试验确定，但目前大部分国家都直接按汇水区域内的地表特性查表选定。本规范参照我国《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）（2011）、美国土木工程师学会《污水和雨水管设计和施工手册，No.37》（1960）和日本土木学会《水理公式集》（1985）中所列数值，并结合工程经验，汇总成表9.1.8 。