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文檔簡介

1、暴雨強(qiáng)度及雨水流量計(jì)算管道【篇一:設(shè)計(jì)雨水流量按下式計(jì)算】設(shè)計(jì)雨水流量按下式計(jì)算:qy?qj?fw10000式中:qy設(shè)計(jì)雨水流量(l/s);fw匯水面積(m2)。屋面雨水排水管道設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)應(yīng)按5min計(jì)算;各種屋面、地面4.9.6采用。表4.9.6徑流系數(shù)【篇二:雨水管計(jì)算】第九章雨水管渠的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 教學(xué)要求:1 、熟練掌握雨水設(shè)計(jì)流量的確定方法;2 、了解截流制合流式排水管渠的設(shè)計(jì);3 、掌握管道平面圖和縱剖面圖的繪制。(2) 教學(xué)內(nèi)容:1 、雨量分析及暴雨強(qiáng)度公式;2 、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算;3 、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算;4 、雨水徑流調(diào)節(jié);5 、排洪溝設(shè)計(jì)與計(jì)算;6 、合流制管網(wǎng)設(shè)

2、計(jì)與計(jì)算。(三)重點(diǎn):雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算、合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算。第一節(jié)雨量分析及暴雨強(qiáng)度公式一、雨量分析1. 降雨量降雨量指單位地面面積上在一定時(shí)間內(nèi)降雨的雨水體積,其計(jì)量單位為(體積/時(shí)間)/面積。由于體積除以面積等于長度,所以降雨量的單位又可以采用長度/時(shí)間。這時(shí)降雨量又稱為單位時(shí)間內(nèi)的降雨深度。常用的降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)量單位有:年平均降雨量:指多年觀測的各年降雨量的平均值,計(jì)量單位用mm/a;月平均降雨量:指多年觀測的各月降雨量的平均值,計(jì)量單位用mm/月;最大日降雨量:指多年觀測的各年中降雨量最大的一日的降雨量,計(jì)量單位用mm/d。2. 雨量的數(shù)據(jù)整理自記雨量計(jì)所記錄的數(shù)據(jù)一般是每場雨的累積

3、降雨量(mm)和降雨時(shí)間(min)之間的對應(yīng)關(guān)系,以降雨時(shí)間為橫坐標(biāo)和以累計(jì)降雨量為縱坐標(biāo)繪制的曲線稱為降雨量累積曲線。降雨量累積曲線上某一點(diǎn)的斜率即為該時(shí)間的降雨瞬時(shí)強(qiáng)度。將降雨量在該時(shí)間段內(nèi)的增量除以該時(shí)間段長度,可以得到描述單位時(shí)間內(nèi)的累積降雨量,即該段降雨歷時(shí)的平均降雨強(qiáng)度。3. 降雨歷時(shí)和暴雨強(qiáng)度在降雨量累積曲線上取某一時(shí)間段t,稱為降雨歷時(shí)。如果該降雨歷時(shí)覆蓋了降雨的雨峰時(shí)間,則上面計(jì)算的數(shù)值即為對應(yīng)于該降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度,降雨歷時(shí)區(qū)間取得越寬,計(jì)算得出的暴雨強(qiáng)度就越小。暴雨強(qiáng)度用符號i表示,常用單位為mm/min,也可為mm/h。設(shè)單位時(shí)間t內(nèi)的平均降雨深度為h,則其關(guān)系為:i?

4、h(9-1)t在工程上,暴雨強(qiáng)度亦常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨量q表示,單位用(l/s)/hm2。采用以上計(jì)量單位時(shí),由于1mm/min=l(l/m2)/min=10000(l/min)/hm2,可得i和q之間的換算關(guān)系為:q?10000i?167i(9-2)60式中q降雨強(qiáng)度,(l/s)/hm2;i降雨強(qiáng)度,mm/min。就雨水管渠設(shè)計(jì)而言,有意義的是找出降雨量最大的那個(gè)時(shí)段內(nèi)的降雨量。因此,暴雨強(qiáng)度的數(shù)值與所取的連續(xù)時(shí)間段t的跨度和位置有關(guān)。在城市暴雨強(qiáng)度公式推求中,經(jīng)常采用的降雨歷時(shí)為5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120m

5、in等9個(gè)歷時(shí)數(shù)值,特大城市可以用到180min。4. 暴雨強(qiáng)度頻率對應(yīng)于特定降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度的出現(xiàn)次數(shù)服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,可以通過長期的觀測數(shù)據(jù)計(jì)算某個(gè)特定的降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)頻率,簡稱暴雨強(qiáng)度頻率。5. 暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期工程上常用比較容易理解的“重現(xiàn)期”來等效地替代較為抽象的頻率概念。重現(xiàn)期的定義是指在多次的觀測中,事件數(shù)據(jù)值大于等于某個(gè)設(shè)定值重復(fù)出現(xiàn)的平均間隔年數(shù),單位為年(a)。重現(xiàn)期與經(jīng)驗(yàn)頻率之間的關(guān)系可直接按定義由下式表示:6. 1(9-6)pn二、暴雨強(qiáng)度曲線與暴雨強(qiáng)度公式1 .暴雨強(qiáng)度曲線2 .暴雨強(qiáng)度公式室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定,我國采用的暴雨強(qiáng)度公式的形式為:q?1

6、67a1(1?clgp)(9-9)n(t?b)式中q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,(l/s)/hm2;p設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,a;t降雨歷時(shí),min。,根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算確定。a1,c,b,n地方參數(shù)(待定參數(shù))當(dāng)b?0時(shí),q?當(dāng)n?1時(shí),q?三、降雨面積和匯水面積167a1(1?clgp)(9-10)tn167a1(1?clgp)(9-11)t?b降雨面積是指每一場降雨所籠罩的地面面積。匯水面積是指雨水管渠所匯集和排除雨水的地面面積,用f表示,常以公頃hm2或平方公里km2為單位。第二節(jié)雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定一、雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式雨水管渠的設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算:q?qf(9-12)式中q雨水設(shè)計(jì)流量,l/s;?徑流

7、系數(shù),徑流量和降雨量的比值,其值小于1;f匯水面積,hm2;假定:(1)暴雨強(qiáng)度在匯水面積上的分布是均勻的;(2)單位時(shí)間徑流面積的增長為常數(shù);(3)匯水面積內(nèi)地面坡度均勻;(4):地面不透水,?1。二、雨水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算從圖9-6可知,四個(gè)街區(qū)的地形均為北高南低,道路是西高東低,雨水管道沿道路中心線敷設(shè),道路斷面呈拱形為中間高,兩側(cè)低。降雨時(shí),降落在地面上的雨水順著地形坡度流到道路兩側(cè)的邊溝中,道路邊溝的坡度和地形坡度相一致。雨水沿著道路的邊溝流到雨水口經(jīng)檢查井流入雨水管道。i街區(qū)的雨水(包括路面上雨水),在1號檢查并集中,流人管段12。n街區(qū)的雨水在2號檢查并集中,并同i街區(qū)經(jīng)管段12

8、流來的雨水匯合后流入管段23。田街區(qū)的雨水在3號檢查并集中,同i街區(qū)和n街區(qū)流來的雨水匯合后流入管段34。其他依次類推。已知管段12的匯水面積為fI,檢查井1為管段12的集水點(diǎn)由于匯水面積上各點(diǎn)離集水點(diǎn)1的距離不同,所以在同一時(shí)間內(nèi)降落到fi面積上各點(diǎn)的雨水,就不可能同時(shí)到達(dá)集水點(diǎn)1,同時(shí)到達(dá)集水點(diǎn)1的雨水則是不同時(shí)間降落到地面上的雨水。集水點(diǎn)同時(shí)能匯集多大面積上的雨水量,和降雨歷時(shí)的長短有關(guān)。如雨水從降雨面積最遠(yuǎn)點(diǎn)流到集水點(diǎn)1所需的集水時(shí)間為20(min),而這場降雨只下10(min)就停了,待匯水面積上的雨水流到集水點(diǎn)時(shí),降落在離集水點(diǎn)1附近面積上的雨水早已流過去了。也就是說,同時(shí)到達(dá)集水

9、點(diǎn)1的雨水只能來自f1中的一部分面積,隨著降雨歷時(shí)的延長,就有愈來愈大面積上的雨水到達(dá)集水點(diǎn)1,當(dāng)恰好降雨歷時(shí)t=20(min)時(shí),則第1(min)降落在最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水與第20(min)降落在集水點(diǎn)1附近的雨水同時(shí)到達(dá),這時(shí),集水點(diǎn)1處的徑流量達(dá)到最大。通過上述分析可知,匯水面積是隨著降雨歷時(shí)t的增長而增加,當(dāng)降雨歷時(shí)等于集水時(shí)間時(shí),匯水面積上的雨水全部流到集水點(diǎn),則集水點(diǎn)產(chǎn)生最大雨水量。1 .管段1-2的雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算管段12是收集匯水面積fi(hm2)上的雨水,設(shè)最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水流到1斷面的時(shí)間為?(min),只有當(dāng)降雨歷時(shí)t=?時(shí),fi全部面積的雨水均已流到1斷面,此時(shí)管段12內(nèi)流量達(dá)到最

10、大值。因此,管段12的設(shè)計(jì)流量為:q12?fq1(l/s)I2 .管段23的雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算當(dāng)t=?時(shí),全部fn和部分fi面積上的雨水流到2斷面,此時(shí)管段23的雨水流量不是最大。只有當(dāng)t=?+t1-2時(shí),fi和fn全部面積上的雨水均流到2斷面,此時(shí)管段23雨水流量達(dá)到最大值。設(shè)計(jì)管段23的雨水設(shè)計(jì)流量為:q23?(fI?fR)q2(l/s)式中q2一管段23的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,是用(fi+fn)面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)雨水流行時(shí)間t1-2一管段12的管內(nèi)雨水流行時(shí)間,min。同理可求得管段34及45的雨水設(shè)計(jì)流量分別為:q34?(f)q34I?fII?fmq45?(fI?fII?fm?fIV)q45式中q3、

11、q4分別為管段34、45的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,即相應(yīng)于是用t=?+t1-2+t2-3和t2-3、t3-4分別為管道23、34的管內(nèi)雨水流行時(shí)間,min。由上可知,各設(shè)計(jì)管段的雨水設(shè)計(jì)流量等于該管段所承擔(dān)的全部匯水面積和設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的乘積。各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度是相應(yīng)于該管段設(shè)計(jì)斷面的集水時(shí)間的暴雨強(qiáng)度,因?yàn)楦髟O(shè)計(jì)管段的集水時(shí)間不同,所以各管段的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度亦不同。在使用計(jì)算公式q?qf時(shí),應(yīng)注意到隨著排水管道計(jì)算斷面位置不同,管道的計(jì)算匯水面積也不同,從匯水面積最遠(yuǎn)點(diǎn)到不同計(jì)算斷面處的集水時(shí)間(其中也包括管道內(nèi)雨水流行時(shí)間)也是不同的。因此,在計(jì)算平均暴雨強(qiáng)度時(shí),應(yīng)采用不同的降雨歷時(shí)ti。根據(jù)上述

12、分析,雨水管道的管段設(shè)計(jì)流量,是該管道上游節(jié)點(diǎn)斷面的最大流量。在雨水管道設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)各集水?dāng)嗝婀?jié)點(diǎn)上的集水時(shí)間ti正確計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量。第三節(jié)雨水管道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的確定一、徑流系數(shù)的確定雨水徑流量與總降雨量的比值稱為徑流系數(shù),用符號?表示,即:?根據(jù)定義,其值小于1。影響徑流系數(shù)?的因素很多,如匯水面積上地面覆蓋情況、建筑物的密度與分布地形、地貌、地面坡度、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)等。其中影響的主要因素是匯水面積上的地面覆蓋情況和降雨強(qiáng)度的大小。目前,在設(shè)計(jì)計(jì)算中通常根據(jù)地面覆蓋情況按經(jīng)驗(yàn)來定。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范gb50101-2005中有關(guān)徑流系數(shù)的取值見表9-3。徑流量(9-13)降雨量實(shí)際設(shè)計(jì)

13、計(jì)算中,在同一塊匯水面積上,兼有多種地面覆蓋的情況,需要計(jì)算整個(gè)匯水面積上的平均徑流系數(shù)?av值。?av?E?fi?i?(9-14)f式中?av匯水面積上的平均徑流系數(shù);fi匯水面積上各類地面的面積,hm2;?i相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù);f全部匯水面積,hm2。例9.1某小區(qū)各類地面fi及?i值見表9-4,試求該小區(qū)平均徑流系數(shù)?av值。解由表9-4求得f?Efi?5.0(hm2),則:【篇三:雨水管渠的設(shè)計(jì)計(jì)算】第九章雨水管渠的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 教學(xué)要求:1 、熟練掌握雨水設(shè)計(jì)流量的確定方法;2 、了解截流制合流式排水管渠的設(shè)計(jì);3 、掌握管道平面圖和縱剖面圖的繪制。(2) 教學(xué)內(nèi)容:1 、雨

14、量分析及暴雨強(qiáng)度公式;2 、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算;3 、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算;4 、雨水徑流調(diào)節(jié);5 、排洪溝設(shè)計(jì)與計(jì)算;6 、合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算。(三)重點(diǎn):雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算、合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算。第一節(jié)雨量分析及暴雨強(qiáng)度公式一、雨量分析1. 降雨量降雨量指單位地面面積上在一定時(shí)間內(nèi)降雨的雨水體積,其計(jì)量單位為(體積/時(shí)間)/面積。由于體積除以面積等于長度,所以降雨量的單位又可以采用長度/時(shí)間。這時(shí)降雨量又稱為單位時(shí)間內(nèi)的降雨深度。常用的降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)量單位有:年平均降雨量:指多年觀測的各年降雨量的平均值,計(jì)量單位用mm/a;月平均降雨量:指多年觀測的各月降雨量的平均值,計(jì)量單位用mm/月;

15、最大日降雨量:指多年觀測的各年中降雨量最大的一日的降雨量,計(jì)量單位用mm/d。2. 雨量的數(shù)據(jù)整理自記雨量計(jì)所記錄的數(shù)據(jù)一般是每場雨的累積降雨量(mm)和降雨時(shí)間(min)之間的對應(yīng)關(guān)系,以降雨時(shí)間為橫坐標(biāo)和以累計(jì)降雨量為縱坐標(biāo)繪制的曲線稱為降雨量累積曲線。降雨量累積曲線上某一點(diǎn)的斜率即為該時(shí)間的降雨瞬時(shí)強(qiáng)度。將降雨量在該時(shí)間段內(nèi)的增量除以該時(shí)間段長度,可以得到描述單位時(shí)間內(nèi)的累積降雨量,即該段降雨歷時(shí)的平均降雨強(qiáng)度。3. 降雨歷時(shí)和暴雨強(qiáng)度在降雨量累積曲線上取某一時(shí)間段t,稱為降雨歷時(shí)。如果該降雨歷時(shí)覆蓋了降雨的雨峰時(shí)間,則上面計(jì)算的數(shù)值即為對應(yīng)于該降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度,降雨歷時(shí)區(qū)間取得越寬,

16、計(jì)算得出的暴雨強(qiáng)度就越小。暴雨強(qiáng)度用符號i表示,常用單位為mm/min,也可為mm/h。設(shè)單位時(shí)間t內(nèi)的平均降雨深度為h,則其關(guān)系為:i?h(9-1)t在工程上,暴雨強(qiáng)度亦常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨量q表示,單位用(l/s)/hm2。采用以上計(jì)量單位時(shí),由于1mm/min=l(l/m2)/min=10000(l/min)/hm2,可得i和q之間的換算關(guān)系為:q?10000i?167i(9-2)60式中q降雨強(qiáng)度,(l/s)/hm2;i降雨強(qiáng)度,mm/min。就雨水管渠設(shè)計(jì)而言,有意義的是找出降雨量最大的那個(gè)時(shí)段內(nèi)的降雨量。因此,暴雨強(qiáng)度的數(shù)值與所取的連續(xù)時(shí)間段t的跨度和位置有關(guān)。在城市暴雨

17、強(qiáng)度公式推求中,經(jīng)常采用的降雨歷時(shí)為5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min等9個(gè)歷時(shí)數(shù)值,特大城市可以用到180min。4. 暴雨強(qiáng)度頻率對應(yīng)于特定降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度的出現(xiàn)次數(shù)服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,可以通過長期的觀測數(shù)據(jù)計(jì)算某個(gè)特定的降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)頻率,簡稱暴雨強(qiáng)度頻率。5. 暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期工程上常用比較容易理解的“重現(xiàn)期”來等效地替代較為抽象的頻率概念。重現(xiàn)期的定義是指在多次的觀測中,事件數(shù)據(jù)值大于等于某個(gè)設(shè)定值重復(fù)出現(xiàn)的平均間隔年數(shù),單位為年(a)。重現(xiàn)期與經(jīng)驗(yàn)頻率之間的關(guān)系可直接按定義由下式表示:6. 1(9

18、-6)pn二、暴雨強(qiáng)度曲線與暴雨強(qiáng)度公式1 .暴雨強(qiáng)度曲線2 .暴雨強(qiáng)度公式室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定,我國采用的暴雨強(qiáng)度公式的形式為:q?167a1(1?clgp)(9-9)n(t?b)式中q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,(l/s)/hm2;p設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,a;t降雨歷時(shí),min。,根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算確定。a1,c,b,n地方參數(shù)(待定參數(shù))當(dāng)b?0時(shí),q?當(dāng)n?1時(shí),q?三、降雨面積和匯水面積167a1(1?clgp)(9-10)tn167a1(1?clgp)(9-11)t?b降雨面積是指每一場降雨所籠罩的地面面積。匯水面積是指雨水管渠所匯集和排除雨水的地面面積,用f表示,常以公頃hm2或平方公里km2為單位

19、。第二節(jié)雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定一、雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式雨水管渠的設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算:q?qf(9-12)式中q雨水設(shè)計(jì)流量,l/s;?徑流系數(shù),徑流量和降雨量的比值,其值小于1;f匯水面積,hm2;假定:(1)暴雨強(qiáng)度在匯水面積上的分布是均勻的;(2)單位時(shí)間徑流面積的增長為常數(shù);(3)匯水面積內(nèi)地面坡度均勻;(4):地面不透水,?1。二、雨水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算從圖9-6可知,四個(gè)街區(qū)的地形均為北高南低,道路是西高東低,雨水管道沿道路中心線敷設(shè),道路斷面呈拱形為中間高,兩側(cè)低。降雨時(shí),降落在地面上的雨水順著地形坡度流到道路兩側(cè)的邊溝中,道路邊溝的坡度和地形坡度相一致。雨水沿著道路的邊溝流到雨水

20、口經(jīng)檢查井流入雨水管道。i街區(qū)的雨水(包括路面上雨水),在1號檢查并集中,流人管段12。n街區(qū)的雨水在2號檢查并集中,并同i街區(qū)經(jīng)管段12流來的雨水匯合后流入管段23。田街區(qū)的雨水在3號檢查并集中,同i街區(qū)和n街區(qū)流來的雨水匯合后流入管段34。其他依次類推。已知管段12的匯水面積為fI,檢查井1為管段12的集水點(diǎn)由于匯水面積上各點(diǎn)離集水點(diǎn)1的距離不同,所以在同一時(shí)間內(nèi)降落到fi面積上各點(diǎn)的雨水,就不可能同時(shí)到達(dá)集水點(diǎn)1,同時(shí)到達(dá)集水點(diǎn)1的雨水則是不同時(shí)間降落到地面上的雨水。集水點(diǎn)同時(shí)能匯集多大面積上的雨水量,和降雨歷時(shí)的長短有關(guān)。如雨水從降雨面積最遠(yuǎn)點(diǎn)流到集水點(diǎn)1所需的集水時(shí)間為20(min)

21、,而這場降雨只下10(min)就停了,待匯水面積上的雨水流到集水點(diǎn)時(shí),降落在離集水點(diǎn)1附近面積上的雨水早已流過去了。也就是說,同時(shí)到達(dá)集水點(diǎn)1的雨水只能來自f1中的一部分面積,隨著降雨歷時(shí)的延長,就有愈來愈大面積上的雨水到達(dá)集水點(diǎn)1,當(dāng)恰好降雨歷時(shí)t=20(min)時(shí),則第1(min)降落在最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水與第20(min)降落在集水點(diǎn)1附近的雨水同時(shí)到達(dá),這時(shí),集水點(diǎn)1處的徑流量達(dá)到最大。通過上述分析可知,匯水面積是隨著降雨歷時(shí)t的增長而增加,當(dāng)降雨歷時(shí)等于集水時(shí)間時(shí),匯水面積上的雨水全部流到集水點(diǎn),則集水點(diǎn)產(chǎn)生最大雨水量。1 .管段1-2的雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算管段12是收集匯水面積fi(hm2)上的雨水,設(shè)最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水流到1斷面的時(shí)間為?(min),只有當(dāng)降雨歷時(shí)t=?時(shí),fi全部面積的雨水均已流到1斷面,此時(shí)管段12內(nèi)流量達(dá)到最大值。因此,管段12的設(shè)計(jì)流量為:q12?fq1(l/s)I2 .管段23的雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算當(dāng)t=?時(shí),全部fn和部分fi面積上的雨水流到2斷面,此時(shí)管段23的雨水流量不是最大。只有當(dāng)t=?+t1-2時(shí),fi和fn全部面積上的雨水均流到2斷面,此時(shí)管段23雨水流量達(dá)到最大值。設(shè)計(jì)管段23的雨水設(shè)

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