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输入计算

数学公式

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结果

峰值径流量 Q
8.75
cfs (ft³/s)
径流系数 C 0.7
降雨强度 i 2.5 in/hr
汇水面积 A 5 acres

什么是推理公式(Rational Method)?

推理公式是市政与雨水工程中应用最广泛的方法,用于估算小型汇水区域(一般小于 200 英亩 / 80 公顷)的峰值径流量。它通过简单的关系式 \(Q = C \cdot i \cdot A\),将峰值流量 Q 与三个量联系起来:无量纲的径流系数 C、降雨强度 i,以及汇水面积 A。该方法在欧美工程界(包括中国的城市排水设计)都广泛采用,但各地采用的设计参数与暴雨公式可能不同,使用时请参考当地规范。

示意图显示降雨落在排水区域并汇流至出口点形成洪峰径流
推理公式法根据排水流域上的降雨估算洪峰径流量。

如何使用本计算器

先选择单位制,再依次输入三个参数。在美制单位下,i 的单位为英寸/小时,A 的单位为英亩,计算结果 Q 直接以立方英尺每秒(cfs)表示,因为换算系数约为 1.008,非常接近 1。在国际单位制下,i 的单位为毫米/小时,A 的单位为公顷,结果再除以 360,即可得到以立方米每秒(m³/s)表示的 Q。

公式详解

径流系数 C 表示降雨中转化为地表径流的比例:草坪和公园约为 0.10–0.30,住宅区约为 0.40–0.60,铺装地面或商业用地约为 0.70–0.95。降雨强度 i 取自设计暴雨的 IDF(强度—历时—频率)曲线,所对应的历时等于汇流时间(time of concentration)。将这三者相乘即可得到瞬时峰值流量。

公式Q=C×i×A的可视化分解,并对每个变量进行图示说明
洪峰流量Q等于径流系数C、降雨强度i与面积A的乘积。

计算实例

某商业用地面积为 5 英亩,C = 0.70,设计降雨强度为 2.5 英寸/小时。则 $$Q = 0.70 \times 2.5 \times 5 = 8.75 \text{ cfs}$$ 在国际单位制下,一块 5 公顷的场地,C = 0.70,i = 60 毫米/小时,则 $$Q = \frac{0.70 \times 60 \times 5}{360} = 0.583 \text{ m}^3/\text{s}$$

常见问题

推理公式适用于多大的面积?它最适合面积较小、地形较均匀的汇水区域——通常小于 200 英亩。对于面积更大或更复杂的流域,应改用 SCS/NRCS 等过程线(hydrograph)方法。

为什么忽略美制换算系数?精确系数为 1 英亩·英寸/小时 = 1.008 cfs,与 1 极为接近,因此工程师习惯将其视为 1,本工具也沿用这一惯例。

如何选取降雨强度?根据所选重现期(例如 10 年一遇暴雨)查阅当地的 IDF 曲线,并采用等于流域汇流时间的暴雨历时。

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