城市道路雨水量计算方法及雨水口设置.doc

城市道路雨水量计算方法与雨水口设置 一、前言 　　　　当路面水不能迅速排泄时，路面会形成水膜而影响行车安全，因此须在道路汇水点、人行横道上游、沿街单位出入口上游、靠地面径流的街坊或庭院的出水口等处设置雨水口（道路低洼和易积水地段应根据需要适当增加雨水口），以及时排除路面雨水，确保在设计重现期内排水畅通、不积水；确保在超过设计重现期时，退水快、积水时间短二、迳流理论 　2.1迳流产生过程[2]　　　　一般而言，地面点在受雨过程中，首先被植物截留。在地面开始受雨时因地面干燥，渗水率较大，而降雨的起始雨率还小于入渗率，这时降雨被地面全部吸收。随着历时的增长，雨率大于入渗率后地面开始产生余水，当余水量积满洼地后，开始地面迳流，这时部分余水产生积水深度，部分余水产生迳流，在雨率增至最大时相应产生最大余水率，之后雨率逐渐递减，余水率亦渐减小，当雨率降至入渗率时，余水现象停止，但这时有地面积水存在，故仍然产生迳流，入渗率仍按地面入渗能力渗漏，直至地面积水消失，迳流　　　　　　　??　才告终止，而后洼地积水逐渐渗完。渗完积水后，地面实际渗水率将按雨率渗漏，直至雨终。见下图一。　　对于道路路面而言，无植物截留，且迳流系数较一般地面大得多，因此余水历时、迳流历时、降雨总历时三者的起始点基本相同，累积入渗量极小，其曲线h可看成与x轴平行、接近x轴的一条曲线；再者由于路面相对平坦，死水曲线与累积入渗量曲线h可近似看作重叠。2.2流域汇流过程　　　　图二中各条曲线t1，t2，……，tn为等流时线，每条等流时线上各点的雨水流至集水口a的时间是相等的，集流时间（t）是流域边缘线上的雨水流达a点的时间。　　　　在地面迳流开始后不久，a点所汇集的流量仅来自靠近a点的小块面积上的雨水，这时较远处的雨水仅流至中途，随着产生迳流和降雨时间的增长，在a点汇集的流量中的汇流面积不断增加，当流域边缘上的雨水也流达a点时，这时全面积汇流，a点的流量达最大。因此，相应于流域集流时间的全面积迳流产生最大迳流量，又称极限强度法。　　全流域迳流在集流口出现的流量来自t时段内的降雨量。三、雨水口泄水能力与布置 3.1雨水口泄水能力　　雨水口的泄水能力与雨水口的型式、箅前水深等因素有关。由《给水排水标准图集》（合订本）S2（下）（国家建筑标准设计）中的“雨水口（一） 铸铁井圈”章节可知，经过1：1的水工模型的水力实验（道路纵坡3‰～3.5%，横坡1.5%,箅前水深40mm），各类雨水口的设计泄水能力如下: 表一??雨水口泄水能力表 雨水口型式 雨水口泄水能力（升/秒） 平箅式单箅雨水口 20 平箅式双箅雨水口 35 平箅式多箅雨水口 15（每箅） 偏沟式单箅雨水口 20 偏沟式双箅雨水口 35 偏沟式多箅雨水口 15（每箅） 联合式单箅雨水口 30 联合式双箅雨水口 50 联合式多箅雨水口 20（每箅） 由于杂物的阻塞作用，雨水口实际泄水能力应乘以0.5～0.7的系数，在后面的算例中，系数选0.7。3.2雨水口布置　　　　根据《室外排水设计规范》[4]（GBJ 14-87）第3.7.1至3.7.3条规定：“雨水口的型式、数量和布置，应按汇水面积所产生的流量、雨水口的泄水能力及道路型式确定。”??“雨水口的间距宜为25～50米。 注：低洼和易积水地段，应根据需要适当增加雨水口。”??“当道路纵坡大于0.02时，雨水口间距可大于50m，其型式、数量和布置应根据具体情况和计算确定。坡段较短时可在最低点处集中收水，其雨水口的数量或面积应适当增加。”　　　　根据雨水迳流理论，当道路坡度大时，水流速度变快，汇流时间t1变短，坡上的雨水口对雨水截留作用减小，雨水流往下游，同一坡度的道路越长，下游汇流的水量越多。但是，从暴雨强度公式还可以看出，道路越长，则径流时间越长，暴雨强度越小，对下游雨水口的影响程度不易确定。因此，设在道路低洼处的雨水口数量与类型须计算确定。四、雨水量计算方法 4.1路面迳流系数　　迳流系数的大小与覆盖面类型有关，根据《公路排水设计规范》[5]（1997）规定，混凝土或沥青路面的迳流系数ψ见表二。?? 表二??路面迳流系数 路面类别 迳流系数ψ 沥青混凝土路面 0.95 水泥混凝土路面 0.90 透水性沥青路面 0.60～0.80 粗料路面 0.40～0.60 粗粒土坡面和路肩 0.10～0.30 细粒土坡面和路肩 0.40～0.65 4.2 重现期 　 　　　根据《城市道路设计规范》[6]（CJJ 37-90）第12.1.2条规定：“城区道路排水设计重现期见表三，重现期高于地区排水标准时，应增设必要的排水设施。” “当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表三规定选用适当的重现期。”