張艷霞1 王國輝2 摘 要：本文根據水力學原理與現行相關排水設計規范，就城市道路路面雨水量計算方法與雨水口設置進行論述，同時根據工程設計實踐就上述方法進行驗證。
關鍵詞：城市道路 集水時間 雨水量 雨水口型式 Preliminary Investigation on the Algorithmic Method about the Amount of Rainfall of Urban Road and the Setting of the Gully Zhang Yanxia[1] Wang Guohui[2] Abstract：According to the principles of hydraulics and the correlative drainage design specifications，the article discusses the algorithmic method of the amount of rainfall and the setting of the gully, and applies the method to the engineering.
Keywords：urban road collection time amount of rainfall styles of the gully 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。[1] 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[3]： 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]（GBJ 14-87）第3.7.1至3.7.3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 | 0.40～0.65 |
4.2 重現期
根據《城市道路設計規范》[6]（CJJ 37-90）第12.1.2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 城市級別 | 快速路 | 主干路 | 次干路 | 支路 | 廣場
停車場 | 立體交叉 | | 大城市設計重現期（a） | 2～5 | 1～3 | 0.5～2 | 0.5～1 | 1～3 | 2～5 | | 中、小城市設計重現期（a） | 0.5～2 | 0.5～1 | 0.33～0.5 | 1～3 |
4.3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[8]：  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，平箅式單箅雨水口或偏溝式單箅雨水口的泄水能力為20L/s, 本例中每隔30m于道路兩側各設一平箅式單箅雨水口或偏溝式單箅雨水口即可滿足要求。 六、總結 總之，雨水口布置的原則是既要滿足道路路面積水排放的要求，退水快,不積水；又要不造成浪費，因此須采用一定的計算方法，根據計算合理確定雨水口間距和型式。 參考文獻： 1. 上海市水務局主編 上海市城鎮雨水排水系統專業規劃（2020年） 2002.12. P1～2.
2. 高廷耀主編 水污染控制工程（上冊）.高等教育出版社.1996. P110～113.
3. 北京市市政設計研究院主編 給水排水標準圖集（合訂本） S2（下）（國家建筑標準設計）.中國建筑標準設計研究所. 2002. P221～227.
4. 上海市建設委員會主編 室外排水設計規范（GBJ 14-87）（中華人民共和國國家標準）. 中國建筑工業出版社. 1998. P1-12.
5. 同濟大學主編 公路排水設計規范（JTJ 018—97）（中華人民共和國國家標準）. 1997. P5～7.
6. 北京市市政設計研究院主編 城市道路設計規范（CJJ 37-90）（中華人民共和國行業標準）. 中國建筑工業出版社. 2001. P7-93.
7. 方增強 城市暴雨公式統制和應用中的幾個問題 安徽水利水電 1998年第1期 P22.
8. 北京市市政設計研究院主編 簡明排水設計手冊. 中國建筑工業出版社. 1994. P174～175.
作者簡介：
1: 張艷霞 上海同濟大學環境科學與工程學院，碩士研究生 聯系地址：上海四平路621弄86號53室（郵編200092）E-mail:zhyanxia@163.com
2:王國輝 E-mail: ghwang@microportmedical.com Resume：
1:Zhang Yanxia, master’s degree, College of Environmental Science and Engineering of Tongji University
Addresse: 53Room, NO.86, 621 Lane, Siping Road,Shanghai Postalcode:200092 E-mail:zhyanxia@163.com
2 :Wang Guohui E-mail: ghwang@microportmedical.com | 
