道路建设中的海绵城市措施,常见的有人行道透水砖、机动车道透水沥青等透水铺装和雨水花园、下凹绿地等调蓄设施。在设计时一般采用容积法,复核相关措施是否能达到上位规划提出的控制指标。
厦门市《海绵城市建设工程施工图设计导则及审查要点》(DB3502 Z5032-2018)3.5.1条:透水铺装和绿色屋面等措施,仅对综合雨量径流系数的减小有贡献,其结构内部的孔隙容积不再计入总的调蓄容积。
尽管有上述条文规定,复核时还是会对透水铺装的贡献究竟有没有计入实际调蓄容积产生疑问,现就此进行梳理。
容积法复核中用到的部分公式、方法:
目标调蓄容积: V 1 = 10 ψ H ∑ F i V_{1}=10\psi H∑F_i V1=10ψH∑Fi
实际调蓄容积: V 2 = k H F V_{2}=kHF V2=kHF (需注意此处的 H H H、 F F F 分别是调蓄设施的有效蓄水深度和蓄水面积,下凹绿地设计完成时可认为 V 2 V_{2} V2 是定值)
设不设透水铺装时道路设计范围内的径流系数为 ψ 0 \psi_{0} ψ0,设置透水铺装时的径流系数为 ψ 1 \psi_{1} ψ1 ,可知由透水铺装造成的容积削减量为:
V 透 = 10 ( ψ 0 − ψ 1 ) H ∑ F i V_透=10(\psi_0-\psi_1)H∑F_i V透=10(ψ0−ψ1)H∑Fi
由调蓄设施造成的容积削减量:
V 调 = k H F V_调=kHF V调=kHF
将剩余的无法控制的容积记为 V 不 控 V_{不控} V不控
那么就有:
V 透 + V 调 + V 不 控 = V 不 透 = 10 ψ 0 H ∑ F i V_透+V_调+V_{不控}=V_{不透}=10\psi_0 H∑F_i V透+V调+V不控=V不透=10ψ0H∑Fi
实际控制降雨量即所有容积均得到控制时的雨量,此时: V 不 控 = 0 V_{不控}=0 V不控=0
从而有:
10 ( ψ 0 − ψ 1 ) H ∑ F i + V 调 + 0 = 10 ψ 0 H ∑ F i 10(\psi_0-\psi_1 )H∑F_i +V_调+0=10\psi_0 H∑F_i 10(ψ0−ψ1)H∑Fi+V调+0=10ψ0H∑Fi
而得到:
H = V 调 / ( 10 ψ 1 ∑ F i ) H= V_调/(10\psi_1 ∑F_i ) H=V调/(10ψ1∑Fi)
在推导过程中我们注意到,不设透水铺装时道路设计范围内的径流系数 ψ 0 \psi_{0} ψ0,最终在等式两边被约去了,透水铺装的贡献其实体现在分母 ψ 1 \psi_{1} ψ1中,是有考虑在内的。
由上式即可计算:
①当雨量为目标雨量 H t a r g e t H_{target} Htarget时所需要的调蓄容积,即目标调蓄容积:
V 调 , t a r g e t = 10 ψ 1 ∑ F i ⋅ H t a r g e t V_{调,target}=10\psi_1 ∑F_i \cdot H_{target} V调,target=10ψ1∑Fi⋅Htarget
②已知实际调蓄容积时的实际控制雨量:
H a c t u a l = V 调 , a c t u a l / ( 10 ψ 1 ∑ F i ) H_{actual}=V_{调,actual}/(10\psi_1 ∑F_i ) Hactual=V调,actual/(10ψ1∑Fi)
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