城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠性探析

王勇

（湖北楚元工程建設(shè)咨詢有限公司，湖北 荊州 434000）

1 引言

1.1 背景和意義

城市雨水排水系統(tǒng)是城市雨水收集，輸送和排出等工程設(shè)施以一定的方式組成的總體，包括:接納輸送城市排水的管網(wǎng)、泵站、溝渠等相關(guān)設(shè)施，是城市現(xiàn)代化建設(shè)不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

改革開放以來，城市化進(jìn)入了持續(xù)穩(wěn)定的快速發(fā)展階段。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，人口不斷向城市集中，財(cái)富不斷在城市中積累，使得城市成為財(cái)富和人口的集中地。與此同時(shí)，市區(qū)原有的自然環(huán)境如綠地、農(nóng)田、沼澤地等被大面積的不透水地面所取代，它阻斷了雨水下滲的通道。

同時(shí)城市暴雨帶來的災(zāi)害讓人歷歷在目，特別是經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的近幾年，更是給人們留下了深刻的印象。如深圳市1993年6月和9月連續(xù)兩次的暴雨引起市區(qū)大面積積水，甚至中斷交通，深度達(dá)2m以上。特別是下凹式立交橋全部淹沒，阻塞在橋下的汽車只好眼睜睜地被淹沒。給工業(yè)生產(chǎn)和人們生活帶來了嚴(yán)重的影響和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。2004年7月10日和12日發(fā)生在北京的暴雨更讓人觸目驚心。這場(chǎng)大雨造成城區(qū)41處嚴(yán)重積水，其中10處水深均達(dá)0.5米至1米。暴雨致使市內(nèi)房屋倒塌6處。這些都給國(guó)家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。如此等等。

1.2 國(guó)內(nèi)外城市雨水管渠設(shè)計(jì)理論發(fā)展現(xiàn)狀

城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的任務(wù)是及時(shí)可靠地匯集排除暴雨形成的地面徑流，防止城市居住區(qū)與工業(yè)區(qū)受淹，保障城市人民的生命財(cái)產(chǎn)和生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)行。為了保證任務(wù)的順利實(shí)現(xiàn)，必須對(duì)城市雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行研究。我國(guó)雨水工程一般按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，而不考慮可靠性要求，雨水管渠通過設(shè)計(jì)流量的可靠性不高。

然而，目前可靠度理論還未廣泛應(yīng)用于排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，還沒有形成以可靠性分析為基礎(chǔ)的排水設(shè)計(jì)規(guī)范。對(duì)于雨水管網(wǎng)，現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法是采用推理公式法計(jì)算降雨產(chǎn)生的徑流量，明渠恒定均勻流公式計(jì)算疏水能力，計(jì)算過程中涉及到的參數(shù)是確定的。而在實(shí)際城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)和使用過程中，存在著大量的不確定性因素，在設(shè)計(jì)流量方面，暴雨強(qiáng)度和降雨的重現(xiàn)期、歷時(shí)、排水流域的大小是不確定的;徑流系數(shù)與城市的發(fā)展有關(guān)，是不確定的;另一方面，在設(shè)計(jì)過程中，匯流面積的邊界與面積計(jì)算是不確定的;管徑由于制造和使用過程中的沉淀影響，是不確定的;粗糙率由于管材質(zhì)量和運(yùn)行中的沖淤的影響，是不確定的，坡度由于管道的不直、扭曲、沉降的影響，是不確定的;而運(yùn)用明渠恒定均勻流公式計(jì)算城市非恒定非均勻流的雨水徑流，計(jì)算模式存在不確定性。因此，雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)存在諸多不確定性因素，必須考慮將可靠性理論應(yīng)用到雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，以使工程設(shè)計(jì)更加合理可靠。

我國(guó)室外排水規(guī)范仍規(guī)定采用推理法進(jìn)行雨水管渠設(shè)計(jì)。對(duì)于重力流雨水管渠的推理法設(shè)計(jì)，雨水管渠的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分:徑流量計(jì)算和管渠的水力設(shè)計(jì)。采用推理法設(shè)計(jì)重力流雨水管渠首先要根據(jù)推理公式進(jìn)行徑流量計(jì)算，再按重力流進(jìn)行管渠的水力設(shè)計(jì)。按重力流設(shè)計(jì)雨水管渠時(shí)，水力設(shè)計(jì)按照滿管進(jìn)行。加入折減系數(shù)后，設(shè)計(jì)徑流量小于計(jì)算得到的最大徑流量，依靠管渠中存在的空隙容積平衡系統(tǒng)雨水量。利用空隙容積調(diào)洪削減設(shè)計(jì)流量，用足管渠能力以節(jié)省排水工程造價(jià)。但由于管渠內(nèi)水力狀況的復(fù)雜性，雨水管渠能否在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)不超過滿管工作水位，推理法不能給出明確答案。雖然推理法實(shí)用簡(jiǎn)便，但隱含假定帶來的缺陷會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)管渠精度不高，尤其不適用于大型排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

我國(guó)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)隱含設(shè)計(jì)暴雨指標(biāo)同運(yùn)行指標(biāo)之比為1：1，即設(shè)計(jì)暴雨頻率等于洪災(zāi)頻率，忽略了超載部分調(diào)蓄容量帶來的安全系數(shù)造成的設(shè)計(jì)誤差。而事實(shí)是暴雨頻率與洪災(zāi)頻率是不等同的。雨水管渠的設(shè)計(jì)常按一定的暴雨重現(xiàn)期或暴雨頻率進(jìn)行。洪災(zāi)頻率為設(shè)計(jì)管渠運(yùn)行后出現(xiàn)洪災(zāi)的統(tǒng)計(jì)頻率。由于洪災(zāi)頻率為管渠的一個(gè)運(yùn)行能力指標(biāo)，在設(shè)計(jì)時(shí)不能像暴雨頻率一樣從當(dāng)?shù)亟涤杲y(tǒng)計(jì)資料中直接獲取，因此，在過去設(shè)計(jì)時(shí)未加考慮。

2 雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算理論基礎(chǔ)

2.1 可靠性的分析與評(píng)價(jià)

工程系統(tǒng)的可靠性問題本質(zhì)上可以作為一個(gè)供與求的關(guān)系，換句話說，工程可靠性的問題可以表達(dá)為如何決定一個(gè)工程系統(tǒng)的能力 (供給)以滿足某種(需要)要求，如在考慮結(jié)構(gòu)的安全性上，所關(guān)心的是保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度(供給)足以承受有效使用期內(nèi)作用的最大荷載(需要)。至于雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性，我們關(guān)心的則是雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量足以排除在系統(tǒng)使用期間可能發(fā)生的最大雨水量(需要)，而就雨水管網(wǎng)系統(tǒng)而言，即是要解決相對(duì)于水的需求(需要)的有效排水量(供給)問題。

當(dāng)前，由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐認(rèn)識(shí)的不斷深入以及計(jì)算技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論方法也是不斷的更新的，由定值設(shè)計(jì)方法到半經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法再到概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法是用統(tǒng)一的數(shù)量化的結(jié)果可靠指標(biāo)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的安全系數(shù)來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用概率意義上的可靠度或可靠指標(biāo)將結(jié)構(gòu)的可靠程度數(shù)量化，是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想和方法的一大進(jìn)步。雨水管網(wǎng)可靠性分析的理論基礎(chǔ)是基于工程結(jié)構(gòu)可靠度認(rèn)識(shí)之上的，通過引入工程結(jié)構(gòu)可靠度的分析和設(shè)計(jì)方法，得出可靠指標(biāo)的計(jì)算公式，同時(shí)討論可靠指標(biāo)與安全系數(shù)的關(guān)系，分析雨水管網(wǎng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中采用安全系數(shù)的不足，能夠?qū)ξ覈?guó)現(xiàn)行的雨水管道設(shè)計(jì)方法的可靠性有一個(gè)數(shù)量上的認(rèn)識(shí)，并為改進(jìn)現(xiàn)行的雨水管道設(shè)計(jì)方法提供理論依據(jù)。

2.2 蒙特卡羅法

蒙特卡羅法(Monte-Carlo)又稱為統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)法或隨機(jī)模擬法，其理論基礎(chǔ)是概率論中的大數(shù)定理，是隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展起來的一種直接求解失效概率的數(shù)值方法。對(duì)于一些具有已知概率分布的隨機(jī)變量的問題，也需運(yùn)用蒙特卡羅模擬。這牽涉到重復(fù)一個(gè)模擬過程，在每次模擬中，按照相應(yīng)的概率分布，采用隨機(jī)變量的一組特定數(shù)值。經(jīng)過反復(fù)模擬，就可得到解答的樣本，其中每一項(xiàng)與各個(gè)隨機(jī)變量的每一組不同的數(shù)值相當(dāng)。按蒙特卡羅法模擬得到的樣本類似于實(shí)際觀察得到的樣本。因此，蒙特卡羅法模擬的成果可以按統(tǒng)計(jì)方法處理，這些成果也可用直方圖的形式表達(dá)，還可以運(yùn)用統(tǒng)計(jì)法估計(jì)或推斷的方法。蒙特卡羅法是一種抽樣技術(shù)，因而也存在著抽樣理論中的問題，即這些成果也受到抽樣誤差的約束，因此，一般而言，根據(jù)有限樣本的蒙特卡羅解答不是精確的 (除非樣本數(shù)量為無限大)。在蒙特卡羅模擬中，主要工作之一就是如何從規(guī)定的概率分布中生成隨機(jī)數(shù);對(duì)于一組生成的隨機(jī)數(shù)，其模擬過程是確定的。

其原理為:根據(jù)可靠指標(biāo)的幾何意義，在標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)系中，可靠指標(biāo)p是原點(diǎn)到極限狀態(tài)曲面的最短距離，而驗(yàn)算點(diǎn)即為原點(diǎn)到極限狀態(tài)曲面距離最短的點(diǎn)。根據(jù)此幾何意義，可采用蒙特卡羅法計(jì)算驗(yàn)算點(diǎn)及可靠指標(biāo)。求解這一最優(yōu)化問題，可通過對(duì)已知分布的隨機(jī)變量在極限狀態(tài)曲面上進(jìn)行抽樣，并計(jì)算各抽樣點(diǎn)與原點(diǎn)距離，其中最小距離即為所求。采用蒙特卡羅法解題，關(guān)鍵是對(duì)己知分布的隨機(jī)變量進(jìn)行抽樣，獲得隨機(jī)數(shù)。在雨水管網(wǎng)可靠度分析中，常用分布有正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布和極值I型分布，采用Matlab語(yǔ)言統(tǒng)計(jì)工具箱可以方便產(chǎn)生以上各種分布隨機(jī)數(shù)。利用蒙特卡羅法尋找驗(yàn)算點(diǎn)，如共有n個(gè)隨機(jī)變量，為使隨機(jī)變量的抽樣點(diǎn)落在極限狀態(tài)曲面上，僅需對(duì)n-1個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行隨機(jī)抽樣，余者可通過極限狀態(tài)方程解出。

3 雨水管道設(shè)計(jì)流量不確定性分析

3.1 確定設(shè)計(jì)流量的不確定性

城市區(qū)域很少有雨水管網(wǎng)的水文觀測(cè)資料，因此很難按水文學(xué)方法確定設(shè)計(jì)流量的頻率。計(jì)算設(shè)計(jì)流量的方法都是基于城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量與降雨同頻率的假設(shè)來確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此在計(jì)算雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量的過程中，由于存在雨水設(shè)計(jì)流量與降雨不一定是同頻率的、計(jì)算設(shè)計(jì)流量的方法不一定準(zhǔn)確和城市發(fā)展的未知性等因素，故在確定城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量時(shí)也存在不確定性。這些因素總結(jié)一下即為：

1)設(shè)計(jì)流量與降雨不一定是同頻率

2)計(jì)算設(shè)計(jì)流量方法的不確定性

3)城市發(fā)展的不確定性

3.2 設(shè)計(jì)過程的不確定性

在設(shè)計(jì)過程中，由于存在計(jì)算設(shè)計(jì)流量的不確定性、水力計(jì)算過程的不確定性和管材與附件屬性構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)尺寸及水力條件的不確定性，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段很難預(yù)測(cè)在何時(shí)發(fā)生所計(jì)算的設(shè)計(jì)流量，而只能根據(jù)可靠性理論估計(jì)設(shè)計(jì)過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 使用過程的不確定性

在雨水管網(wǎng)使用過程中，可能造成淤積，也可能雜物進(jìn)入造成堵塞，清通與養(yǎng)護(hù)對(duì)管網(wǎng)的正常使用有相當(dāng)大的影響。另外，在雨水管網(wǎng)使用年限內(nèi)，還可能因地震、戰(zhàn)爭(zhēng)、泵站故障或其他因素造成結(jié)構(gòu)破壞或事故，所以在使用過程中也存在大量的不確定性。

推理公式是在假設(shè)降雨在整個(gè)匯水面積上均勻分布、降雨強(qiáng)度在降雨時(shí)段均勻不變、匯水面積隨集流時(shí)間增長(zhǎng)的速度為常數(shù)的條件下，由雨水徑流成因加以推導(dǎo)得出的，這與實(shí)際情況有較大差別。推理公式是半經(jīng)驗(yàn)半理論公式計(jì)算的，故分析雨水管道設(shè)計(jì)流量的不確定性就需分析降雨強(qiáng)度、徑流系數(shù)和匯水面積3個(gè)隨機(jī)變量的不確定性。

4 雨水管網(wǎng)可靠度計(jì)算中的兩類問題

在雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，可靠度設(shè)計(jì)常遇到兩類問題:一類是對(duì)已有管網(wǎng)的可靠度進(jìn)行驗(yàn)算，以便找出輸水能力的不足之處;一類是根據(jù)某地的現(xiàn)實(shí)情況確定可靠度，并確保設(shè)計(jì)中的管網(wǎng)的可靠性能滿足當(dāng)?shù)氐囊?，主要體現(xiàn)在雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)階段的可靠性計(jì)算及參數(shù)優(yōu)化。

4.1 單管段雨水管道的可靠度計(jì)算方法

為簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)儲(chǔ)祥元的研究結(jié)論，可以假定管段輸水能力的各個(gè)參數(shù)的概率分布為正態(tài)分布。下圖為Monte-Carlo算法流程圖，從程序運(yùn)行可以看出，由于該算法中沒有簡(jiǎn)化，是直接計(jì)算可靠度的抽樣統(tǒng)計(jì)法，所以計(jì)算的結(jié)果準(zhǔn)確性較高。

Monte-Carlo算法流程圖

Monte-Carlo法，計(jì)算結(jié)果的精度高、準(zhǔn)確性較好，對(duì)問題的維數(shù)不敏感，對(duì)求解問題是線性或非線性沒有具體的要求，而且計(jì)算精度高，因此，非常適合大規(guī)模非線性系統(tǒng)的可靠性研究，另外，Monte-Carlo方法能夠通過仿真模擬真實(shí)的物理過程，從而獲得較滿意的計(jì)算結(jié)果。

4.2 雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算

雨水管網(wǎng)系統(tǒng)包含管道、檢查井、雨水口、出水口、雨水泵站等組件，雨水管網(wǎng)運(yùn)行失效可能是眾多原因綜合作用的結(jié)果，如管道發(fā)生堵塞、機(jī)動(dòng)車道下檢查井由于動(dòng)荷載作用而損壞、雨水口由于長(zhǎng)時(shí)間的使用而堵塞又沒有清淤、雨水水泵發(fā)生機(jī)械故障等等，原因眾多而又復(fù)雜，在這眾多的失效原因中，本文選取單管段這一主要的失效形式進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)行的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)都可以看作是串聯(lián)系統(tǒng)，即使有部分并聯(lián)系統(tǒng)的存在，但從整個(gè)系統(tǒng)考慮還是串聯(lián)系統(tǒng)，只考慮段管道著一種失效形式。

5 影響雨水管道過水能力各水力因子的不確定性分析

雨水管道的過水能力按明渠恒定均勻流公式計(jì)算，所以影響雨水管道過水能力各水力因子主要有管徑、糙率、水力坡度這幾個(gè)主要因數(shù)。雨水管道的水力設(shè)計(jì)，由于各水力因子具有不確定性，使得雨水管道的過水能力R為隨機(jī)變量。為了及時(shí)排泄設(shè)計(jì)雨水流量，提高雨水管道水力設(shè)計(jì)的可靠度，必須對(duì)影響雨水管道過水能力的各水力因子進(jìn)行不確定性分析。

管徑的不確定性表現(xiàn)在管材的制造誤差和運(yùn)行過程中管道淤積的影響。為考慮后者的影響，設(shè)計(jì)條件下，規(guī)定了設(shè)計(jì)流速的最小值?？紤]管材制造誤差，管徑的分布采用一般均勻分布。例如:

管道坡度的不確定性主要來源于管道不直、施工定線不準(zhǔn)、床底畸形扭曲及沉降等，若僅考慮安裝管道驗(yàn)收允許誤差，兩檢查井之間管內(nèi)底高程允許偏差，可按對(duì)稱的三角形分布計(jì)算均值和變異系數(shù)。例如:

6 雨水泵站的可靠性分析

6.1 泵站的可靠性分析

雨水泵站是城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)城市地形復(fù)雜時(shí)，需設(shè)計(jì)雨水泵站提升雨水以利于雨水的順利排出。不管那種形式的泵站，水泵、管道及電機(jī)(簡(jiǎn)稱泵、管、機(jī))三者構(gòu)成了泵站中的主要工藝設(shè)施。

雨水泵站的可靠性是指泵站在指定的時(shí)間段內(nèi)按一定的水壓和水量要求持續(xù)排水的能力。由于泵站的運(yùn)行還要依賴于電力供應(yīng)，因此，泵站可靠性除了指泵站設(shè)備運(yùn)行的可靠性外還要包括該泵站電力供應(yīng)可靠性。

雨水泵站按工藝流程的順序，含進(jìn)水管及進(jìn)水閥、水泵機(jī)組、出水止回閥與出水控制閥、水泵聯(lián)絡(luò)管和泵站出水管及閥門。泵站的可靠性主要取決于泵站的設(shè)計(jì)過程中對(duì)泵站可靠性的考慮，設(shè)計(jì)中對(duì)可靠性的要求高低決定了泵站日后運(yùn)行可靠性的高低。當(dāng)然，泵站運(yùn)行的可靠性也取決于對(duì)泵站設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。就目前而言，泵站的可靠性評(píng)估還沒有一套標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)體系和評(píng)估方法。因此，泵站設(shè)計(jì)過程對(duì)可靠性的考慮取決于設(shè)計(jì)者對(duì)泵站可靠性認(rèn)識(shí)的程度。

雨水系統(tǒng)可以認(rèn)為是非網(wǎng)狀系統(tǒng)，此類系統(tǒng)都可進(jìn)一步分解為一些組分的串聯(lián)。我們將所能分解的最小串聯(lián)分組稱為組件，每個(gè)組件還可能又是子組件串聯(lián)以后并聯(lián)而成。從而可以將任何非網(wǎng)狀給水系統(tǒng)分解為一些組件串聯(lián)，任何非網(wǎng)狀給水系統(tǒng)都至少含有一個(gè)組件。故雨水泵站為雨水系統(tǒng)的一個(gè)組件。泵組一般是采用并行連接，并行連接又分為有無備用狀態(tài)。對(duì)于雨水泵站而言，關(guān)鍵在于如何求出并行連接狀態(tài)下的可靠性。

6.2 備用泵組臺(tái)數(shù)的確定

當(dāng)泵組為有備用系統(tǒng)，通過檢修閥門的控制，可以關(guān)停任一組泵，故該組件可以看成由h個(gè)等效組分并行連接而成，每一泵組可以看成等效組分。對(duì)于該組分無故障事件記為A。由于泵組是等效組分，只要保證若干個(gè)組分能正常工作即可完成其預(yù)定功能。針對(duì)雨水泵站，需要設(shè)置m臺(tái)備用泵組，并聯(lián)工作時(shí)運(yùn)行的泵組為h組時(shí)即可滿足預(yù)定功能。因泵站運(yùn)行時(shí)各個(gè)泵組是交替運(yùn)行，發(fā)生故障的概率是相同的。

6.3算例

某雨水泵站并行連接運(yùn)行時(shí)，正常工作的泵組數(shù)為2臺(tái)，雨水管網(wǎng)系統(tǒng)要求泵站正常運(yùn)行時(shí)的可靠性為0.90。試確定備用泵的臺(tái)數(shù)m。

備用泵組的可靠性P為:

聯(lián)絡(luò)管檢修閥門可靠性均為0.98，則其可靠性為:

則m=1為所求。即該雨水泵站只要設(shè)一臺(tái)把備用泵，泵站可靠性為0.93。

7 應(yīng)用可靠性理論設(shè)計(jì)雨水管道的分析

應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)雨水管道可以用結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)中使用的分項(xiàng)系數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。分項(xiàng)系數(shù)是利用分離函數(shù)得到的，分離函數(shù)的作用，是將其與可靠指標(biāo)聯(lián)系起來，將安全系數(shù)加以分離，使安全系數(shù)表達(dá)為分項(xiàng)系數(shù)的形式。這樣做既同現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法相配，又與過去的設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別，它放棄了按經(jīng)驗(yàn)取值的方法，給設(shè)計(jì)賦予了概率的含義。參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)算，首先在給定的可靠指標(biāo)下采用JC法進(jìn)行迭代計(jì)算，經(jīng)過幾次迭代后達(dá)到收斂。再用分離函數(shù)計(jì)算分項(xiàng)系數(shù)。

應(yīng)用可靠性理論設(shè)計(jì)雨水管道，通過用分離函數(shù)計(jì)算各種不同情況下的分項(xiàng)系數(shù)，以便于設(shè)計(jì)計(jì)算。采用可靠指標(biāo)的設(shè)計(jì)思想，將雨水管道重新設(shè)計(jì)，其結(jié)果與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的結(jié)果相比，所得到的管徑和坡度都有所增大，并且隨著可靠指標(biāo)的增大，管徑和水力坡度均增大。使用可靠指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)雨水管道，能夠提高所設(shè)計(jì)的雨水管道可靠度，也能夠在設(shè)計(jì)雨水管網(wǎng)時(shí)對(duì)其可靠度進(jìn)行控制，使得所設(shè)計(jì)的雨水管道達(dá)到預(yù)期的可靠度。

采用分項(xiàng)系數(shù)法進(jìn)行雨水管道設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相似，分項(xiàng)系數(shù)數(shù)值的推導(dǎo)是建立在運(yùn)用目標(biāo)可靠指標(biāo)計(jì)算的結(jié)果之上的，設(shè)計(jì)人員可以通過查詢有關(guān)分項(xiàng)系數(shù)來設(shè)計(jì)雨水管道。

8 總結(jié)

本文首先分析了我國(guó)現(xiàn)行的雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法，主要探討了雨水管網(wǎng)的各種不確定性因素，將可靠指標(biāo)引入到雨水管網(wǎng)可靠性分析中，進(jìn)而采用計(jì)算單管段雨水管道的可靠度和可靠指標(biāo)，確定了雨水管網(wǎng)的各種因素在滿足可靠指標(biāo)的情況下，各個(gè)變量之間的關(guān)系。同時(shí)也對(duì)雨水泵站的可靠性進(jìn)行分析，并得出在滿足可靠性的前提下雨水泵站的設(shè)計(jì)方法。

[1]劉惟信.機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，1995年

[2]貢金鑫，趙國(guó)藩.國(guó)外結(jié)構(gòu)可靠度理論的應(yīng)用與發(fā)展，土木工程學(xué)院，2005年

[3]嚴(yán)煦世，劉遂慶.給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社2002年

[4]周玉文，何文杰.雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算，中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版杜，1996年