LID设施计算（资料整合）.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑LID设施计算（资料整合） 一 国外雨水花园较常用的设计方法主要有三种： ①基于达西定律的渗滤法②蓄水层有效容积法③基于汇水面积的比例估算法 1基于达西定律的渗滤法 达西定律 达西定律表征渗流能量损失与渗流流速之间关系，其表达式如式（1）所示： v?KJ?Khw （1.1） l式中v——断面平均流速，m/s K——砂质土壤的渗透系数，m/s J——下渗起止断面间的水力坡度 hw——沿下渗方向的水头损失，m l——下渗起止断面间的距离，m 雨水花园面积计算 当蓄水层蓄满水时，流速如式（2）所示： v1?K(2h?df)dfKdfdf （1.2） 当蓄水层未蓄水时，流速如式（3）所示： v2??K （1.3） 式中v1，v2——断面流速，m/s; h——蓄水层设计平均水深，一般为最大水深hm的1/2(即h=hm/2)，m; df——雨水花园的深度，一般包括种植土层和填料层，m。

设计时，常取其平均值，如式（1.4）所示 v?v1?v2K(2h?df)KK(h?df)（1.4） ???22df2df渗滤的根本规律有： Af?V （1.5） tfv V?AdH? （1.6） 式中 Af——雨水花园的外观积，m2 V——雨水花园的雨水汇流总量，m3 tf——蓄水层中的水被消纳所需的时间，s Ad——汇流面积，m2 H——设计降雨量(按设计要求抉择)， m φ——径流系数 将式（1.4）、式（1.6）代入式（1.5）中得： Af?AdH?dfK(h?df)tf （1.7） 此方法主要依据雨水花园自身的渗透才能和达西定律而设计，疏忽了雨水花园构造空隙储水量的潜力和植物对蓄水层的影响在新西兰等地，降雨量常按当地两年重现期日降雨量的1/3，约25 mm计算。

填料采用砂质壤土，渗透系数不小于0.3 m/d，蓄水层一般为100~250 mm，蓄水层中的水被消纳的时间一般为1~2 d 2蓄水层有效容积法 这是一种在水量平衡的根基上，利用雨水花园蓄水层的有效容积消纳径流雨水的设计方法根据植被被吞噬的状态又分为两种处境 （1）片面植被的高度小于最大蓄水高度，那么植被在蓄水层中所占体积如式（1.8）所示： VV?nA1hV （1.8） 式中Vv——植被在蓄水片面所占的体积，m3 n——植被的数量 A1——茎干的平均横截面积，m2 hv——吞噬在水中的植被平均高度，m 令植物面积占有率fv为： fv?nA1 （1.9） Af式中fv——植物横截面积占蓄水层外观积的百分比 将式（1.9）代入式（1.8）中得： VV?fvhVAf （1.10） 那么实际可蓄水的体积如式(11)所示： VW?hmAf?VV?hmAf?fvhvAf?Af(hm?fvhv) （1.11） 式中Vw——实际可蓄水的体积，m3 hm——最大蓄水高度，m。

根据水量平衡，进入雨水花园的径流量（V=AdHφ）等于实际蓄水体积，即V=VW，那么有： Af?HAd? （1.12） hm?fvhv（2）植被高度均超出蓄水高度，那么有hv=hm，式（1.11）可化为： VW?Afhm(1?fv) （1.13） 那么雨水花园面积为： Af?HAd? （1.14） hm(1?fv) 此法主要利用雨水花园蓄水层的有效容积滞留雨水，考虑了植物对蓄水层储水量的影 响，但未考虑雨水花园的渗透才能和空隙储水才能实际应用中大多采用其次种处境举行计算，主要是用于处理初期雨水，处理的雨水径流量一般按12 mm的降雨量设计 3基于汇水面积的比例估算法 除以上两种方法外，有时还采用简朴的估算方法，即根据雨水花园服务的汇水面积乘以相应的比例系数计算求得，如式(1.15)所示： Af?Ad? （1.15） 式中β——修正系数。

当汇流面积均为不透水面积时，计算出的雨水花园的面积一般为汇水面积的5%~10%此法计算简朴，但需通过多年的工程阅历积累才能建立这样的公式，且精度不高，对降雨特征变化较大和不同标准要求的适应性较差 另：当降雨在时间上分布不均，设计要求精度不是很高的处境下，可采取基于汇水面积的比例估算法，主要步骤如下： 确定汇水面积：S汇?S屋??屋?S路??路?S绿??绿 确定径流量：Q?S汇?h 确定24小时渗雨水深度：h0?24r 确定雨水花园面积：S花?Q/h0?S汇?24r?(S屋??屋?S路??路?S绿??绿)h/24r 可以看出，以上三种方法都有各自的特点，也都有确定的局限性在使用时要分析雨水花园的布局特点、功能侧重、设计标准和所在地的土质特性等因素选择使用基于达西定律的渗滤法适用于砂质土壤的雨水花园；蓄水层有效容积法适用于雨水花园中粘土较多、场地不受限制的区域；而比例估算法主要用于粗略计算和有丰富阅历时采用 我国多数城市区域雨水径流污染严重，在选择雨水花园的建立模式时，要兼顾削减径流量和污染物总量，可优先采用渗滤速度较大（K值不小于10-5m/s）、净化效果较好的人工材料。

同时，雨水花园根据其目的不同，又可分为带出水管和不带出水管两种处境，所在地的土质渗透才能和有无防渗也是其重要的影响因素因此，笔者认为雨水花园的计算应对花园渗滤才能、蓄水层植物影响、空隙储水才能等因素加以考虑，进而提出以下包括渗滤和滞留在内的完全水量平衡法 二 完全水量平衡法 1 水量平衡分析根本原理 假定雨水花园服务的汇流范围内的径流雨水首先汇入雨水花园(当一般雨水花园面积占全部汇流面积的比例较小，即直接降落到雨水花园本身的雨水量较少时，可疏忽不计)，当水量超过雨水花园集蓄和渗透才能时，开头溢流出该计算区域，此时，在确定时段内任一区域各水文要素之间均存在着水量平衡关系，如式（2.1）所示： V?U1?S?Z?G?U2?Q1 （2.1） 式中V——计算时段内进入雨水花园的雨水径流量，m3 U1——计算时段开头时雨水花园的蓄水量，m3 S——计算时段内雨水花园的雨水下渗量，m3 Z——计算时段内雨水花园的雨水蒸发量，m3 G——计算时段内雨水花园种植填料层空隙的储水量，m3 U2——计算时段终止时雨水花园的蓄水量，m3 Q1——计算时段内雨水花园的雨水溢流外排量，m3 通常，计算时段可以取独立降雨事情的历时，此时，由于蒸发量较小，Z可以疏忽。

而且在设计雨水花园时，确定设计标准对应的溢流外排雨水量可假设为0假设计算时段开头与终了时雨水花园内蓄水量之差以Vw表示，即Vw=U2-U1(实际计算时可视时段开头时雨水花园无蓄水，即U1=0)即：Vw=U2，如式(17)所示图2为雨水花园计算模型示意 V?G?Vw?S （2.2） 2 径流雨水量 径流雨水量可采用式（1.6）计算，其中H可根据当地的降雨特性和设定的削减雨水的目标来确定，雨水花园主要针对较频繁暴雨事情，设计降雨量一般不超过0.03 m 3 雨水花园下渗量 计算时段雨水花园的下渗量，如式（2.3）所示： S?K(df?h)AfTdf （2.3） 式中T——计算时间，min，常按一场雨120 min计 根据雨水花园构造及土壤条件不同，式(2.3)中的K取值各异，主要分为以下三种处境： （1）当雨水花园底层设有防渗膜或填料外土壤的渗透系数K2>K1时，取K=K1。

（3）当K2

假设将处理后的水加以收集利用，也应采用此法举行计算当然要留神：雨水花园主要是消纳较频繁事情的雨水径流，而非极端事情，所以一般根据当地降雨特性和雨水花园的削减目标选用一个适合的降雨量 雨水花园是一种经济适用的生态滞留渗滤设施，主要用来处理小面积汇流的较频繁事情径流雨水，起到削减峰流量、裁减径流和污染排放总量、养护下游建筑物和水体等作用，还具有易与景观结合的特点，可在住宅小区、停车场、马路周边和公园等场合广泛应用 目前国外常用的三种方法都存在确定的局限性，如基于达西定律的渗滤法主要依据雨水花园自身的渗透才能和达西定律而设计，疏忽了雨水花园构造空隙储水量的潜力和植物对蓄水层的影响；适用于砂质土壤的雨水花园基于达西定律的渗滤法蓄水层有。