雨水设计流量是雨水管道系统设计的依据。由于雨水径流的特点是流量大而历时短，因此应对雨量进行分析，以便经济合理地推算出暴雨量和径流量作为雨水管道的设计流量。

3.4.2.1 雨量分析的几个要素

降雨现象的分析，是用降雨量、暴雨强度、降雨历时、降雨面积和重现期等因素来表示降雨的特征。

1.降雨量

降雨量是指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一定时间内的降雨深度。用H表示，单位以mm计。也可用单位面积的降雨体积（L/hm²）表示。

年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值，计量单位为mm/a。

月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值，计量单位为mm/月。

年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量，计量单位为mm/d。

2.降雨历时与暴雨强度

降雨历时是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以指其中个别的连续时段，用t表示，单位为min或h。如果该降雨历时覆盖了降雨的雨峰时间，则该降雨时段内的平均降雨量即为暴雨强度，用i表示，单位为mm/min或者mm/h。降雨历时取得越宽，计算得出的暴雨强度就越小。在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积q（L/s·hm²）表示。采用以上计算单位时，由于1mm/min=10^-3（m³/m²）/min=10^-3（10³L/m²）/min=1（L/m²）/min=1（L/min）/m²=10000（L/min）/hm²=10000/60（L/s·hm²）=167（L/s·hm²）

故可以得出

q=1000i/60=167i

暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，是确定雨水设计流量的重要依据。在任一场暴雨中，暴雨强度随降雨历时的变化而变化。就雨水管道设计而言，有意义的是找出降雨量最大的那个时段内的降雨量。因此，暴雨强度的数值与所取的连续时间段t的跨度和位置有关。在城市暴雨强度计算公式中，经常采用的降雨历时为5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min9个历时数值，特大城市可以用到180min。

在分析暴雨资料时，必须选用对应各降雨历时的最大降雨量。各历时的暴雨强度为最大平均暴雨强度。

3.降雨面积与汇水面积

降雨面积是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。汇水面积是指雨水管道汇集雨水的面积，用F表示，以公顷（hm²）或平方千米（km²）为单位。

在城镇雨水管道系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于100km²，其汇水面积上最远点的集水时间不超过60～120min，这种较小的汇水面积，在工程上称为小汇水面积。在小汇水面积上，可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。

4.暴雨强度的频率

暴雨强度的频率是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数n之比的百分数，即

P_n=m/n×100%

式中 P_n——某值暴雨强度出现的频率；

m——将所有数据从大到小排序之后，某值的暴雨强度出现的次数；

n——降雨量观测资料的总项数。(www.daowen.com)

由上式可知，n越大，参与统计的数据越多，根据上列公式计算得到的经验频率就越能反映其真实的发生概率。故我国GB 50014—2006《室外排水设计规范》规定，在编制暴雨强度公式时，必须具有10年以上的自计雨量记录，且每年选择6～8场最大暴雨记录，计算各历时的暴雨强度值。将各历时的暴雨强度按照大小排列成数列，然后不论年次，按照由大到小的方向选择年数的3～4倍的个数作为统计的基础资料。某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。

5.暴雨强度的重现期

暴雨强度的重现期是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度重复出现的平均时间间隔P，单位用年（a）表示。暴雨强度的重现期与暴雨强度的频率互为倒数，即

P=1/Pn

降雨强度、降雨历时、暴雨强度的重现期三者之间的关系如图3-16所示。某一暴雨强度的重现期等于P，是指在相当长的一个时间序列中，大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是1/P。重现期越大，降雨强度越大。

图3-16 暴雨强度曲线

确定设计暴雨强度的重现期的因素有排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的大小等。一般情况下，低洼地段采用的设计暴雨强度的重现期大于高地的；干管采用的大于支管的；工业区采用的大于居住区的；市区采用的大于郊区的。暴雨强度的重现期的最小值不宜低于0.33年，一般选用0.5～3年。重要的干道、区域，一般选用2～5年。北京天安门广场的雨水管道，是按照暴雨强度的重现期10年进行设计的。

在排水管网的设计中，如果使用较高的设计暴雨强度的重现期，则计算的设计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但排水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。

3.4.2.2 暴雨强度公式

暴雨强度计算公式是反映暴雨强度q（i）、降雨历时t、暴雨强度的重现期P三者之间的关系，是设计雨水管道的依据。

GB 50014—2006《室外排水设计规范》中规定，我国采用的暴雨强度计算公式为

式中 q——设计暴雨强度（L/s·hm²）；

P——设计暴雨强度的重现期（a）；

t——降雨历时（min）；

A₁、c、b、n——地方参数，根据统计方法进行确定。

《给水排水设计手册》第5册收录了我国部分大城市的暴雨强度计算公式，可供计算雨水管道设计流量时采用。

编制暴雨强度计算公式，必须具有10年以上自计雨量记录。按降雨历时5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min每年每个历时选6～8场最大暴雨记录，计算其暴雨强度值，然后不论年次，将每个历时的暴雨强度按大小次序排列，从中选择资料年数的3～4倍的最大值，作为统计的基础资料。目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度计算公式，当这些城镇需要设计雨水管道时，可选用附近地区城市的暴雨强度计算公式。

3.4.2.3 降雨面积和汇水面积

降雨面积是指每一场降雨所笼罩的地面面积。汇水面积是指雨水管道所汇集和排除雨水的地面面积，用F表示，常以公顷（hm²）或平方千米（km²）为单位。

在城镇雨水管道系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于100km²其汇水面积上最远点的集水时间不超过60～120min这种较小的汇水面积，在工程上称为小汇水面积。在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。