精選城市道路雨水量計(jì)算方法與雨水口設(shè)置資料

城市道路雨水量計(jì)算方法與雨水口設(shè)置一、前言當(dāng)路面水不能迅速排泄時(shí)，路面會(huì)形成水膜而影響行車安全，因此須在道路匯水點(diǎn)、人行橫道上游、沿街單位出入口上游、靠地面徑流的街坊或庭院的出水口等處設(shè)置雨水口（道路低洼和易積水地段應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)增加雨水口），以及時(shí)排除路面雨水，確保在設(shè)計(jì)重現(xiàn)期內(nèi)排水暢通、不積水；確保在超過設(shè)計(jì)重現(xiàn)期時(shí)，退水快、積水時(shí)間短二、逕流理論2.1逕流產(chǎn)生過程[2]一般而言，地面點(diǎn)在受雨過程中， 首先被植物截留。 在地面開始受雨時(shí)因地面干燥，滲水率較大， 而降雨的起始雨率還小于入滲率， 這時(shí)降雨被地面全部吸收。隨著歷時(shí)的增長，雨率大于入滲率后地面開始產(chǎn)生余水，當(dāng)余水量積滿洼地后，開始地面逕流，這時(shí)部分余水產(chǎn)生積水深度，部分余水產(chǎn)生逕流，在雨率增至最大時(shí)相應(yīng)產(chǎn)生最大余水率，之后雨率逐漸遞減，余水率亦漸減小，當(dāng)雨率降至入滲率時(shí)，余水現(xiàn)象停止，但這時(shí)有地面積水存在，故仍然產(chǎn)生逕流，入滲率仍按地面入滲能力滲漏，直至地面積水消失，逕流才告終止，而后洼地積水逐漸滲完。滲完積水后，地面實(shí)際滲水率將按雨率滲漏，直至雨終。見下圖一。對于道路路面而言， 無植物截留，且逕流系數(shù)較一般地面大得多， 因此余水歷時(shí)、逕流歷時(shí)、降雨總歷時(shí)三者的起始點(diǎn)基本相同， 累積入滲量極小， 其曲線h可看成與x軸平行、接近 x軸的一條曲線； 再者由于路面相對平坦， 死水曲線與累積入滲量曲線h可近似看作重疊。2.2流域匯流過程圖二中各條曲線t1，t2，??，tn為等流時(shí)線，每條等流時(shí)線上各點(diǎn)的雨水流至集水口a的時(shí)間是相等的，集流時(shí)間（t）是流域邊緣線上的雨水流達(dá)a點(diǎn)的時(shí)間。在地面逕流開始后不久， a點(diǎn)所匯集的流量僅來自靠近 a點(diǎn)的小塊面積上的雨水，這時(shí)較遠(yuǎn)處的雨水僅流至中途，隨著產(chǎn)生逕流和降雨時(shí)間的增長，在 a點(diǎn)匯集的流量中的匯流面積不斷增加， 當(dāng)流域邊緣上的雨水也流達(dá) a點(diǎn)時(shí)，這時(shí)全面積匯流，a點(diǎn)的流量達(dá)最大。因此，相應(yīng)于流域集流時(shí)間的全面積逕流產(chǎn)生最大逕流量，又稱極限強(qiáng)度法。 全流域逕流在集流口出現(xiàn)的流量來自 t時(shí)段內(nèi)的降雨量。三、雨水口泄水能力與布置3.1雨水口泄水能力雨水口的泄水能力與雨水口的型式、 箅前水深等因素有關(guān)。 由《給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集》（合訂本） S2（下）（國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)）中的“雨水口（一） 鑄鐵井圈”章節(jié)可知，經(jīng)過 1：1的水工模型的水力實(shí)驗(yàn)（道路縱坡 3‰～3.5%，橫坡1.5%,箅前水深40mm），各類雨水口的設(shè)計(jì)泄水能力如下 :表一雨水口泄水能力表雨水口型式 雨水口泄水能力（升 /秒）平箅式單箅雨水口20平箅式雙箅雨水口35平箅式多箅雨水口15（每箅）偏溝式單箅雨水口20偏溝式雙箅雨水口35偏溝式多箅雨水口15（每箅）聯(lián)合式單箅雨水口30聯(lián)合式雙箅雨水口50聯(lián)合式多箅雨水口20（每箅）由于雜物的阻塞作用，雨水口實(shí)際泄水能力應(yīng)乘以 0.5～0.7的系數(shù)，在后面的算例中，系數(shù)選 0.7。3.2雨水口布置根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 [4]（GBJ14-87）第至條規(guī)定：“雨水口的型式、 數(shù)量和布置， 應(yīng)按匯水面積所產(chǎn)生的流量、 雨水口的泄水能力及道路型式確定?！?“雨水口的間距宜為 25～50米。注：低洼和易積水地段，應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)增加雨水口。” “當(dāng)?shù)缆房v坡大于 0.02時(shí)，雨水口間距可大于50m，其型式、數(shù)量和布置應(yīng)根據(jù)具體情況和計(jì)算確定。坡段較短時(shí)可在最低點(diǎn)處集中收水，其雨水口的數(shù)量或面積應(yīng)適當(dāng)增加?！备鶕?jù)雨水逕流理論，當(dāng)?shù)缆菲露却髸r(shí)，水流速度變快，匯流時(shí)間 t1變短，坡上的雨水口對雨水截留作用減小， 雨水流往下游， 同一坡度的道路越長， 下游匯流的水量越多。但是，從暴雨強(qiáng)度公式還可以看出，道路越長，則徑流時(shí)間越長，暴雨強(qiáng)度越小，對下游雨水口的影響程度不易確定。因此，設(shè)在道路低洼處的雨水口數(shù)量與類型須計(jì)算確定。四、雨水量計(jì)算方法4.1路面逕流系數(shù)逕流系數(shù)的大小與覆蓋面類型有關(guān)，根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]（1997）規(guī)定，混凝土或?yàn)r青路面的逕流系數(shù)ψ見表二。表二路面逕流系數(shù)路面類別逕流系數(shù)ψ瀝青混凝土路面0.95水泥混凝土路面0.90透水性瀝青路面0.60～0.80粗料路面0.40～0.60粗粒土坡面和路肩0.10～0.30細(xì)粒土坡面和路肩0.40～0.654.2 重現(xiàn)期根據(jù)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]（CJJ37-90）第條規(guī)定：“城區(qū)道路排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期見表三，重現(xiàn)期高于地區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)增設(shè)必要的排水設(shè)施?！薄爱?dāng)郊區(qū)道路所在地區(qū)有城市排水管網(wǎng)設(shè)施或排水規(guī)劃時(shí)，應(yīng)按表三規(guī)定選用適當(dāng)?shù)闹噩F(xiàn)期?！背鞘械缆仿访嬗晁O(shè)計(jì)重現(xiàn)期與道路類別、城市級別有關(guān)。道路類別越高，城市級別越高，其重現(xiàn)期越大。表三城市道路排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期道路類別廣場快速 主干 次干 立體交支路 停車路 路 路 叉城市級別

場大城市設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 0.5～2～51～3 0.5～11～3 2～5（a） 2中、小城市設(shè)計(jì)重現(xiàn)0.5～0.5～0.33～1～3期（a）210.54.3雨水量計(jì)算1）路面集水時(shí)間路面集水時(shí)間 tl應(yīng)在綜合考慮地面集水距離、 匯水面積、地面覆蓋、 地面坡度和降雨強(qiáng)度等因素的基礎(chǔ)上確定。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)?shù)孛婕嚯x大于 50m時(shí)，t1＝5+1.25(L一50)／V平均60)(min)，其中L為地面集水距離(m)，V平均為累計(jì)平均流速(m/s)，當(dāng)?shù)孛婕嚯x不足50m時(shí)，t1取為5～l0min[7]。雨水口間的集水距離一般不超過 50米，因此，路面集水時(shí)間 t1可以直接取5～10min。慎重起見，t宜取小值5min。2）設(shè)計(jì)雨水量Q=166.7×F×φ×i(L/s)(4)與雨水管渠的設(shè)計(jì)相類似，路面雨水量 Q計(jì)算公式如下其中：F=雨水匯流面積（ m2）；φ=徑流系數(shù)，見表二；i=暴雨強(qiáng)度；P=重現(xiàn)期，見表三；t1=路面集流時(shí)間， 5min。五、實(shí)例由于道路型式復(fù)雜，下面僅就其中一種最常見的情況進(jìn)行分析。 例如：上海市某城市道路，級別為次干道，重現(xiàn)期取 1.0年；為瀝青路面，粗糙度系數(shù)取0.013；綜合逕流系數(shù)取0.90；道路縱坡平均0.003；道路橫坡0.015；道路紅線寬度30米，其中人行機(jī)動(dòng)車首道寬24米。截取120米計(jì)算。如圖四所示。其中三角形為挑水點(diǎn)。按規(guī)范，雨水口間距設(shè)為 30米，以一個(gè)雨水口為計(jì)算單元。方法一：匯水面積F=450m2坡面流長度L=12米路面集流時(shí)間 t1=5min比流量i=2.09mm/min路面雨水設(shè)計(jì)流量 Q=14.1L/s考慮雜物阻塞，最終設(shè)計(jì)流量為 14.1/0.7=20.2L/s 。由表一可知， 平箅式單箅