倾斜流域降雨,地表流汇入集水井,通过圆形排水管流下。管内水位表示峰值流出量,管截面表示流下能力。超能力时发生溢水。
$$Q=\frac{C\cdot i\cdot A}{360},\qquad V=\frac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2}$$
合理式峰值流出量 Q 和Manning式满流流速 V。i 以 mm/hr,A 以公顷输入时,Q 得单位为 m³/s。R 为径深,S 为管路勾配(无量纲),n 为粗度系数。
$$A_p=\frac{\pi D^{2}}{4},\qquad R=\frac{D}{4},\qquad Q_{cap}=A_p\cdot V$$
满流圆形管的断面积 A_p 为 πD²/4,径深 R 为管径 D 的 1/4。流速 V 乘以断面积得流下能力 Q_cap。D 为管道内径。
$$\text{能力余裕率}=\frac{Q_{cap}}{Q}$$
流下能力是峰值流出量的多少倍。低于 1.0 时管径不足,有溢水风险。