城市市政道路雨水口设计分析

王雪

摘 要：针对城市市政道路雨水口设计，介绍雨水口布置原则、雨水口流量计算、雨水口间距设计与计算方法，最后以某市排水工程为例展开分析，提出雨水口设计方法与问题解决建议，以期能够提高雨水口泄水能力，保证道路安全运行。

关键词：城市市政道路;雨水口设计;径流量;边沟流量

中图分类号：U416            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）12-0104-02

城市市政道路中的雨水口是排水构筑物，多位于道路行车道的边缘处，车行道、人行道上积存的雨水一般会先集中到雨水口，随后再统一流入雨水管道。设计雨水口时，泄水能力直接关系到地下排水系统径流量，所以雨水口设置也直接关系到后期清除雨水的成效与道路的安全通行。为此，雨水口设计是城市市政道路工程的重要项目。

1 雨水口的布置原则

雨水口连接管管径的选择，一般的雨水口最合适的间距为25到50m，而将雨水口连接在一起的连接管的个数最好不能超过3个，其长度需要在25m以下。雨水口的深度宜小于或者等于1m。而在城市中交通拥堵，人口多的地区，需要安装沉泥槽。在雨水口和雨水连接管的流量设计上，需要是雨水管渠设计重现期计算流量的1.5～3倍。

2 雨水口流量计算

2.1水量之间关系的计算

道路上的雨水顺延地面运动，期间地面上的土壤与植物等可能会形成阻隔，从而形成地面径流，顺延道路两边的边沟，利用雨水口下泄到雨水管道当中，这一运动过程主要有三个阶段：第一阶段，植被与土壤等导致的截留现象以及雨水下渗等相关因素，按照综合径流系数，对雨水汇水流量Q1进行计算;第二阶段，路面上堆积的雨水在道路横坡这一因素的影响下，将道路铺面、平石与路缘石作为界限成为边沟浅流，使积存的雨水全部流入雨水口[1]。所以，边沟流量Q2和雨水汇水流量Q1数值相同。受道路纵坡影响，边沟中的雨水在流行过程中会有雨水口分部截流到雨水干管当中。这时下泄流量和进水口的流量比便被称作雨水口截流率。分析可知，雨水口对径流截流率最终结果和道路纵坡的关系非常密切，如果道路纵坡不足0.3%，那么雨水口截流率则处于90%～100%之间，如果道路纵坡在0.3%～2.0%之间，雨水口截流率则是75%～90%，如果道路纵坡超过20%，这时雨水口截流率则不足75%;第三阶段，道路设计纵坡的影响下雨水口泄水量Q3与边沟流量Q2相比较小，出于对垃圾堵塞问题的考虑，雨水口设计阶段要将折减系数作为其中一项影响因素，最终雨水口理论泄水量要超过下泄水量[2]。

2.2雨水汇水流量

雨水口附近的汇水面积有限，且地面覆盖比较简单，可以使用推理公式法展开计算，计算公式为。公式中，φ为综合径流系数，q代表设计暴雨强度，单位为L/（s·hm2），A是汇水面积，单位是m2。城市汇水地区地面类型与地面覆盖基本情况对径流系数有一定影响，地面覆盖发生变化，径流系数也会随之出现改变，因此雨水口汇水面积代表的是平均径流系数值，根据不同地面面积展开加权平均计算。

2.3道路边沟流量

城市道路边沟中包括道路铺面、平石与路肩等，施工过程中设计成浅梯形状的沟渠。一般边沟宽度在0.3～1.0m之间，可以将路面中的雨水引入雨水口。计算常规边沟流量，其中边沟横坡为单一横坡，与路面铺面的横坡坡度相同。一旦雨水在边沟中流入雨水口，这时会在边坡中形成梯形过水断面。从水力学角度分析，常规边沟水流形状为浅水明渠流。

2.4雨水口泄水量

市政排水系统中地表水的汇集，主要是通过雨水口来实现，所以提升设计泄水能力能够确保城镇排水系统高效运行，将地面上的积水快速排除。雨水口泄水能力的径流量决定是否会产生道路积水的问题。

影响雨水口泄水能力的因素比较多，其中包括道路坡度、道路允许淹没深度与雨水口数量等，具体在设计阶段需要从多个角度考虑，针对不同影响因素制定解决方案，提高泄水能力。一般雨水口泄水量的计算要按照如下公式进行：Q3=。公式中的为流量系数，取值范围是孔口流量系数的取值范围，即0.60～0.62;P代表的是铁盖孔隙比，公式为P=s/（s+d），其中s是进水缝隙的宽度;b代表铁盖边缘处两条缝隙之间的距离;L为缝隙有效进水长度;hc为雨水口盖上缘水深，hc=0.67h0，取值范围是4～10mm。按照雨水口泄水量计算公式，可以获得各个尺寸、材质雨水口泄水量。

3 雨水口间距设计与计算

3.1雨水口间距设计基本情况

城市道路雨水口设计阶段，间距布置非常重要，需要按照《排水工程》与《室外排水设计规范》提出的相关要求制定设计方案，将间距控制在30～80m以及25～50m之间。如果计算过程中仅掌握雨水口间距参考值范畴，可以确定的是参考值范围中的差值比较大，那么市政道路工程设计、施工期间要想准确控制难度较大。

3.2雨水口间距计算

如果雨水口间距较小，可以帮助路面雨水快速清除，但是却不利于道路美观性，届时会追加投资;如果雨水口间距较大，那么雨水口泄水能力不符合边沟来水流量要求，会导致路面积水这一问题。所以，市政道路施工中雨水口的设计，需要以道路纵坡度为依据展开计算。雨水口间距计算公式为。公式中的L代表雨水口的设计间距，单位为m;φ代表折减系数，因为城市维护管理工作中已经放置相应的措施，所以雨水口经历暴雨之后，塑料袋、树枝等垃圾会堵塞雨水口，加上道路设计纵坡不够，在这些因素的影响下雨水口泄水能力便会受到影响。所以，雨水口泄水流量可以用φQ3来表示，φ的取值范圍是0.5～0.6之间;Q3代表雨水口理论泄水流量，单位是L/s;γ是指雨水口截流率，按照道路纵坡实际状况予以确定;Q代表雨水口服务区域纵坡方向道路单位长度汇集流量，单位是L/（s·m）。

4 雨水口设计实例分析

4.1 工程概况

图1是某市排水工程规划雨洪系统总体规划图的局部，选择了该图的AB段，即图2进行了分析。此规划图中已经给出了一些管道断面的相应参数，

根据AB段道路属于沥青路面，道路长450m，宽26m，纵坡为0.003，横坡为0.015，工作人员在每隔30m的地方设置一个排水口，共安装了30个边沟式双篦雨水口，而雨篦要比路面低1cm到2cm。

4.1.1雨水流量计算

根据公式F=1/2WL，可以得出整段道路的汇水面积，即F=11700m2，由于此道路路段的汇水距离较短，我们可以将地面集水时间定为5分钟，可以计算出此路段的暴雨强度为Q=328/L（s·hm2），而此时的径流系数需要采用0.9，从而得出此段道路的汇流流量为345L/s。

4.1.2雨水泄水能力计算

当雨水篦上的水深为0.04cm时，雨水的泄水能力是0.035m/s，而当雨水篦上的水深为0.06cm米时，雨水口的泄水能力就变为0.043m/s。

4.2 道路雨水口存在的问题和建议

根据计算结果，上述案例路段的设计在雨水口的泄洪能力上不能满足道路边沟的输水能力，当将此路段汇流的雨流量作为唯一考虑因素时，雨水口为30个是可以解决此路段的问题。但是当雨篦数较多时，需要使用单篦雨水口，根据雨水口泄水的能力，此处的雨水口有些过多。如果将道路两侧的雨水径流和相邻道路漫流的雨水加入考虑的因素时，此路段的雨水口过少，而雨流量的收集不能确定，导致设计中存在着不合理。因此，必须要根据计算结果，进行排水的专业规划，合理设计纵向道路，慎重划分雨水口流域，对道路周边雨水收集的具体情况，确定雨水口的来水量和泄水能力。如果周围雨水收集较好，可以不将区域面积计入汇水面积中，如果效果不好，需要将其计入汇水面积。如果道路上游具有较大的坡度时，需要适当地增加雨水口的设置。

5 结束语

综上所述，城市市政道路雨水口设计非常重要，直接关系到道路积水清除效果，需要做好设计工作，规避雨水淤积带来的影响，提高道路运行的安全性与可靠性。

参考文献：

[1]温展鸿.海绵城市理念下的市政道路排水设计[J].居舍，2018（15）：100+104.

[2]白伟方.“海绵城市”在市政道路設计中的应用[J].技术与市场，2018，25（02）：147-149.