下凹式绿地雨水渗蓄率是降雨过程中绿地渗透、蓄积雨水的量占进入绿地总雨水径流量
的百分比,用N表示。可通过式(2)计算,由于时段内蒸发量E较小,因此计算中未考虑。
通过对雨水径流渗蓄率的计算,可以反映下凹式绿地的雨水渗蓄能力。
N=
S+U1/(PzF1Cn+PzF2)/1000×100%(2)
式中Pz
——降雨量,mm;
F1
——绿地服务区域面积(即集水区面积),m2;
F2
——下凹式绿地面积,m2;
Cn
——绿地服务区域的径流系数。
下渗量S可通过式(3)计算:
S=60KJF2T (3)
式中K
——土壤稳定入渗速率,m/s;
J
——水力坡度,垂直下渗时,J=1;
T
——渗蓄计算时段,min。
下凹式绿地蓄水量U1计算公式为:
U1=F2 Δ h (4)
式中
Δ h
——下凹深度,即下凹式绿地与溢流口或路面之间的高差,m。
根据当地降雨强度q(t),单位时间内的降雨量Pz可通过对降雨强度求积分获得。
上海地区降雨强度公式12见式(5)。
q(t)=
5534.44(P0.3-0.42)/(t+10+71Gp)0.82+0.07lgP
Pz=
T0 q(t)dt (5)
式中q(t)
——设计暴雨强度,mm/min;
P
——设计暴雨重现期,a;
t
——降雨历时,min。
1.4 计算实例
为定量描述下凹式绿地对雨水径流的渗蓄效应,以某封闭区域A为例,区域除去绿地
以外面积的径流系数Cn为0.9,假定蒸发量E和下凹式绿地的前期蓄水量U0均为零。
以该区域实测土壤稳定入渗速率K的最大和最小值,即5
×10-5 m/s和2.5×10
-7
m/s为代表,结合上海市雨水系统专业规划规定,选择一般情况下一年、三年和五年
一遇设计暴雨重现期,即1
h降雨量分别为35.5 mm、49.6 mm和56.3 mm
的情况,根据式(1)~式(5),计算1
h内不同绿地面积比f(f=F1/F2)、下
凹深度
Δ h条件下的绿地雨水渗蓄率N,计算结果见表1。表1显示,当K=5×10-5
m
/s时,f=20 %,Δ h
≥0.1 m的下凹式绿地,对于一年、三年和五年一遇的设计
暴雨重现期,持续1
h的降雨可被下凹式绿地渗蓄;对于K=2.5×10-7 m/s的情
况,以f=20%,
Δ h=0.2 m为例,一年一遇的暴雨可被渗蓄,对于三年和五年一
遇的暴雨,N可达88%和78%。
2 下凹式绿地渗蓄能力影响因素和设计参数选择
从表1可知,不同设计参数下的下凹式绿地具有不同的雨水渗蓄能力,如配合适当的
工程措施,可成为城市雨洪利用的重要生态措施。下凹式绿地功能发挥受许多因素影响,其
中下凹式绿地面积比例f、绿地下凹深度
Δ h、绿地土壤稳定入渗速率K和设计暴雨重现期
P是影响下凹式绿地对雨水渗蓄效率的重要影响因子8~11。
2.1 下凹式绿地面积比例f
计算区域内下凹式绿地面积比厂对下凹式绿地的渗蓄能力影响明显。随着f的增加,土
壤渗透水量增大,地表径流量逐渐减少,所以f的增加对实现居住区雨水减少量排放、改善
生态环境等有着重要作用。在一定重现期下,N=100%时,所对应的f可定义为在此条