教程 | 海绵城市的计算及模型

方法：容积法。

原理：地块内各低影响开发设施的设计调蓄容积之和不小于“单位面积控制容积”。

案例：

条件：某项目地块内，用地汇水面积30000平方米，径流系数0.56，年径流量总控制率为70%（根据《海绵城市建设技术指南》，对应设计降雨量为25.2mm，详见下图）

1 计算设计调蓄容积

公式：

根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》，设计调蓄容积如下公式进行计算：

V= 10HφF

式中：

V——设计调蓄容积，m³；

H——设计降雨量，mm；

φ——综合雨量径流系数；F——汇水面积，hm²。

计算：

计算得：设计调蓄容积为423.36m³。

2 计算实际调蓄容积

根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》，本地块LID设施调蓄体积为下凹式绿地和雨水花园的调蓄容积，下凹式绿地规模为5000㎡，下凹150mm，蓄水层深度100mm，考虑种植植物的体积、溢流设施、边沿放坡等因素，调蓄容积折减系数取为0.9，则调蓄容积为：

5000*0.1*0.9=450m³

3 计算年径流总量控制率

根据公式：V= 10hφF   

式中：V——实际调蓄容积，m3；h——设计降雨量，mm；

φ——综合雨量径流系数；F——汇水面积，ha。

则h=V/10φF={450÷（10×0.56×30000）}×10000≈26.79mm

即项目可实现控制雨量 h=26.79mm，对应的年径流总量控制率在70%~75%之间，达到年径流总量控制率70%的要求。

查询上表，利用插值法：

0.7+（0.75-0.70）*（26.79-25.2）/（29.7-25.2）≈71.77%

得到：26.79mm对应的年径流总量控制率为71.77%，达到年径流总量控制率70%的要求。

4 面源污染削减率的计算

依据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》低影响开发设施比选表，

根据公式：年SS总量去除率=年径流总量控制率×低影响开发设施对 SS 的平均去除率，

计算得：

本次设计后整个地块年径流污染去除率=0.7177×0.8×100%≈57.42%。

5 排空时间计算

公式：

ts=   Vsj/3600a*K*J*As

式中：ts ——渗透排空时间，h；

Vsj ——设施的设计有效调蓄容积，m³；

α——综合安全系数，一般取 0.5～0.8；

K——土壤渗透系数，m/s，应以实测为准，资料不足时可参考相关文件系数（附录D）；

J——水力坡降，一般可取 J=l；

As ——有效渗透面积，㎡ 。

计算结果：

ts= Vsj/3600a*K*J*As

=450/3600*0.6*2.9*10^（-9）*1*5000

≈14.37（h）

答：其有效调蓄容积的渗透排空时间14.3≤24 h，满足排空时间要求。