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水 利 学 报

２０２２年 ７月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５３卷 第 ７期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２２）０７ － ０８５４ － ０８

基于物理模型实验的城市道路雨水口平立结合改造

对积水防涝影响研究

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于 森 ，张书函 ，邸苏闯 ，周 星 ，葛 俊 ，肖冰琦 ２
（１．北京市水科学技术研究院，北京 １０００４８；２．河海大学，江苏 南京 ２１００１３）
摘要：道路雨水口是城市排水系统的重要组成部分，其泄流能力直接影响城市道路的积水程度。北京在 “十四
五” 期间将对全市 ２３万处雨水口进行平立结合改造。为保障雨水口改造的效果，开展了偏沟式雨水口和联合式
雨水口物理模型试验。通过 ３７７组工况试验，研究了雨水口是否按规范要求比周边地面下沉 ３ｃｍ、雨箅子形式、
雨箅子堵塞程度、雨水管道淤堵程度、道路积水深度等因素对雨水口收水率和泄水能力的影响。结果表明：①雨
水口箅面标高是否按规范下沉对道路积水内涝影响较大。②在排水管道能力充足的情况下不同雨箅子形式对下沉
雨水口的收水能力影响不大。③道路积水一定深度后雨水口的过流能力决定于与其连接的雨水管道自身的排水能
力。④雨箅子堵塞情况下，联合式雨水口的泄流能力要强于偏沟式雨水口。⑤联合式雨水口的抗堵塞能力明显优
于偏沟式雨水口。依据实验结果提出了通过雨水口平立结合改造治理积水内涝的建议，研究成果可为道路雨水排
水系统的设计、建设和改造提供理论参考和技术支撑。
关键词：城市道路；雨水口；雨箅子；平立结合改造；积水内涝；模型试验
中图分类号：ＴＶ１３１．６
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０２３０

１ 研究背景

随着全球气候变暖和城市化进程的日益加快，超常暴雨事件频频发生，城市洪涝灾害和各种次生
灾害造成的损失日趋严重，“水淹城池、城市看海” 暴露了当前城市防洪排涝体系存在诸多问题 ［１ － ３］ 。
雨水口作为市政排水系统的关键组成部分，是连接地表径流与地下管网的重要关口 ［４］ 。雨水口自身泄
流能力能否承受其汇水范围内的降雨径流水量是决定道路会否积水的关键。然而雨水口型式（偏沟式、
立孔式、联合式等）、雨箅子形式（横条、纵条、斜条）、雨箅子堵塞程度以及与其连接的雨水管道淤
堵等因素对雨水口泄流能力具有重要影响。国外许多学者针对雨水口泄流能力开展了相关试验研究，
Ｒｕｓｓｏ等 ［５］ 针对不同形状雨水口及泄流能力进行了模拟实验，提出了雨水口泄流能力与箅前水深关系
的经验公式；Ｂａｚｉｎ等 ［６］ 通过对雨水口泄流及管网内水流模拟实验，从雨水口溢流状态下地表径流与
地下管流的流量交换特性，提出了理论计算公式；Ｐａｌｌａ等 ［７］ 采用数学模型计算了雨水口不同堵塞程
度下的城市洪涝过程，结果表明雨水口堵塞程度越显著，道路 地表 积 水 水深 也显 著增 加；Ｒｕｂｉｎａｔｏ
等 ［８］ 对 １０种圆形雨箅子进行了物理实验，研究了径流量、泄流量、箅前水深等参数之间的数学关系；
［９］
Ｋｅｍｐｅｒ和 Ｓｃｈｌｅｎｋｈｏｆｆ 在严格限制试验条件下得出偏沟式雨水口的泄流能力经验公式。刘雷斌等 ［１０］
通过搭建雨水口过流特性试验水工模拟平台，对城市道路中常见的偏沟式、联合式、立箅式雨水口的
收水量进行了试验研究，得出不同城市道路雨水口的收水量关系曲线；顾立忠等 ［１１］ 开展了不同形式雨
水口泄流能力试验研究，对横格条及顺格条型雨水口进行了 １３３组恒定流试验，对比分析了箅前水

收稿日期：２０２２ － ０３ － ２９；网络首发日期：２０２２ － ０７ － １３
网络首发地址：ｈｔｔｐ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２２０７１２．１０１３．００２．ｈｔｍｌ
基金项目：北京市中心城区典型积水点内涝原因诊断与系统化治理关键技术研究（ＳＫ － ２０２０ － ００１ － ＦＺＳ）
作者简介：于森（１９７９ － ），高级工程师，主要从事水资源管理及水务大数据分析研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｙｓ＠ｂｗｓｔｉ．ｃｏｍ
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