城市道路雨水量計算方法與雨水口設置一、前言當路面水不能迅速排泄時，路面會形成水膜而影響行車安全，因此須在道路匯水點、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置雨水口（道路低洼和易積水地段應根據需要適當增加雨水口），以及時排除路面雨水，確保在設計重現期內排水暢通、不積水；確保在超過設計重現期時，退水快、積水時間短二、逕流理論2.1逕流產生過程[2]一般而言，地面點在受雨過程中， 首先被植物截留。 在地面開始受雨時因地面干燥，滲水率較大， 而降雨的起始雨率還小于入滲率， 這時降雨被地面全部吸收。隨著歷時的增長，雨率大于入滲率后地面開始產生余水，當余水量積滿洼地后，開始地面逕流，這時部分余水產生積水深度，部分余水產生逕流，在雨率增至最大時相應產生最大余水率，之后雨率逐漸遞減，余水率亦漸減小，當雨率降至入滲率時，余水現象停止，但這時有地面積水存在，故仍然產生逕流，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，且逕流系數較一般地面大得多， 因此余水歷時、逕流歷時、降雨總歷時三者的起始點基本相同， 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為等流時線，每條等流時線上各點的雨水流至集水口a的時間是相等的，集流時間（t）是流域邊緣線上的雨水流達a點的時間。在地面逕流開始后不久， a點所匯集的流量僅來自靠近 a點的小塊面積上的雨水，這時較遠處的雨水僅流至中途，隨著產生逕流和降雨時間的增長，在 a點匯集的流量中的匯流面積不斷增加， 當流域邊緣上的雨水也流達 a點時，這時全面積匯流，a點的流量達最大。因此，相應于流域集流時間的全面積逕流產生最大逕流量，又稱極限強度法。 全流域逕流在集流口出現的流量來自 t時段內的降雨量。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。 由《給水排水標準圖集》（合訂本） S2（下）（國家建筑標準設計）中的“雨水口（一） 鑄鐵井圈”章節可知，經過 1：1的水工模型的水力實驗（道路縱坡 3‰～3.5%，橫坡1.5%,箅前水深40mm），各類雨水口的設計泄水能力如下 :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）聯合式單箅雨水口30聯合式雙箅雨水口50聯合式多箅雨水口20（每箅）由于雜物的阻塞作用，雨水口實際泄水能力應乘以 0.5～0.7的系數，在后面的算例中，系數選 0.7。3.2雨水口布置根據《室外排水設計規范》 [4]（GBJ14-87）第至條規定：“雨水口的型式、 數量和布置， 應按匯水面積所產生的流量、 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，應根據需要適當增加雨水口。” “當道路縱坡大于 0.02時，雨水口間距可大于50m，其型式、數量和布置應根據具體情況和計算確定。坡段較短時可在最低點處集中收水，其雨水口的數量或面積應適當增加。”根據雨水逕流理論，當道路坡度大時，水流速度變快，匯流時間 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，從暴雨強度公式還可以看出，道路越長，則徑流時間越長，暴雨強度越小，對下游雨水口的影響程度不易確定。因此，設在道路低洼處的雨水口數量與類型須計算確定。四、雨水量計算方法4.1路面逕流系數逕流系數的大小與覆蓋面類型有關，根據《公路排水設計規范》[5]（1997）規定，混凝土或瀝青路面的逕流系數ψ見表二。表二路面逕流系數路面類別逕流系數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細粒土坡面和路肩0.40～0.654.2 重現期根據《城市道路設計規范》[6]（CJJ37-90）第條規定：“城區道路排水設計重現期見表三，重現期高于地區排水標準時，應增設必要的排水設施。”“當郊區道路所在地區有城市排水管網設施或排水規劃時，應按表三規定選用適當的重現期。”城市道路路面雨水設計重現期與道路類別、城市級別有關。道路類別越高，城市級別越高，其重現期越大。表三城市道路排水設計重現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

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