Что такое рациональный метод?
Рациональный метод (Rational Method) — самый распространённый в гражданской и ливневой гидравлике способ оценки пикового расхода стока с небольшой водосборной площади (как правило, менее 200 акров / 80 гектаров). Он связывает пиковый расход Q с тремя величинами: безразмерным коэффициентом стока C, интенсивностью дождя i и площадью водосбора A через простое соотношение \(Q = C \cdot i \cdot A\).
Как пользоваться калькулятором
Выберите систему единиц и введите три исходных значения. В единицах US i задаётся в дюймах в час, а A — в акрах, что удобно даёт Q в кубических футах в секунду (cfs), поскольку переводной коэффициент составляет около 1,008. В системе СИ i указывается в миллиметрах в час, а A — в гектарах; результат делится на 360, чтобы получить Q в кубических метрах в секунду.
Разбор формулы
Коэффициент стока C показывает долю осадков, которая превращается в поверхностный сток: примерно 0,10–0,30 для газонов и парков, 0,40–0,60 для жилой застройки и 0,70–0,95 для мощёных или коммерческих поверхностей. Интенсивность дождя i берётся из кривой IDF (интенсивность–продолжительность–повторяемость) для расчётного ливня при продолжительности, равной времени добегания. Умножение этих величин на площадь даёт мгновенный пиковый расход.
Пример расчёта
Коммерческий участок площадью 5 акров имеет C = 0,70 и расчётную интенсивность дождя 2,5 дюйма/ч. Тогда $$Q = 0{,}70 \times 2{,}5 \times 5 = 8{,}75 \text{ cfs}.$$ В системе СИ участок 5 гектаров с C = 0,70 и i = 60 мм/ч даёт $$Q = \frac{0{,}70 \times 60 \times 5}{360} = 0{,}583 \text{ м}^3/\text{с}.$$
Частые вопросы
Для какой площади применим рациональный метод? Он лучше всего подходит для небольших и достаточно однородных водосборов — обычно менее 200 акров. Для крупных или сложных бассейнов следует применять методы гидрографа, например SCS/NRCS.
Почему американский коэффициент игнорируется? Точный коэффициент (1 акр·дюйм/ч = 1,008 cfs) настолько близок к единице, что инженеры принимают его за 1 — этому правилу следует и данный калькулятор.
Как выбрать интенсивность дождя? Используйте местную кривую IDF для выбранного периода повторяемости (например, 10-летнего ливня) и продолжительность ливня, равную времени добегания для данного водосбора.
