Page 103 - 2022年第53卷第7期

深、不同出流模式下率定的流量系数，研究结果为道路雨水口布设提供了参考依据；陈倩等 ［１２］ 基于修
建的具有上下两层结构的城市洪涝过程综合试验平台，开展了 ７６组不同来水水深及流速下的雨水口
泄流能力试验，建立了雨水口的泄流能力与雨箅子尺寸、箅前水流的弗劳德数等因素之间的经验关
系，研究成果为精细化管理城市洪涝提供了计算依据；段园煜 ［１３］ 等从不同坡度和径流量对雨水口泄流
效率的影响进行了物理试验，提出了雨水口布置间距的优化设计。然而，上述研究从雨水口型式、雨
箅子形式、雨水口堵塞、管道堵塞等方面综合考虑进行雨水口泄流能力试验研究尚有不足。此外，当
前针对雨水口泄流能力的经验公式大部分是非下沉雨水口情况下推导得出的，而对于下沉情况下的联
合式雨水口的泄流能力研究甚少，无法对平立结合改造后的效果进行科学评价；此外，针对同一道路
下游末端雨水口除承纳自身设计汇水区域之外的上游跨越雨箅子流向下游的水量的理论计算公式研究
较少，导致无法科学计算道路下游最低点雨水口可承纳的上游最大来水量，难以为汛期道路积水点防
涝治理提供理论依据。
本文针对北京市主要道路的积水点内涝治理问题，结合北京市 “十四五” 期间将对全市 ２３万处
雨箅子进行平立结合改造，精细考虑雨水口的完整结构，并参照道路雨水口实际情况，搭建雨水口平
立结合改造的物理试验模型，开展对偏沟式雨水口和联合式雨水口（偏沟式雨水口平立结合改造后的
雨水口）的泄流能力物理模型试验，对比分析平立结合雨水口改造前和改造后的泄流能力效果，通过
研究将为全市道路积水点雨水口平立结合改造的顺利实施提供决策参考和技术支撑。

２ 模型试验概况

２．１ 试验平台 雨水口泄流能力物理试验平台搭建于北京市门头沟试验基地大厅。图 １为雨水口泄流
特性研究试验模拟平台平面示意图。本试验选取北京市城市主干路作为主要研究对象，路面横断面形
式为 ３幅路模式、双向 ６车道主干路。由于本实验受场地空间限制，仅选取一个雨水口控制范围（长
５０ｍ × 宽 １１．５ｍ）为研究区域，试验模拟路面宽取 ３ｍ、长度为 ８．９５ｍ，模拟道路路面坡度为固定坡度
（即纵坡为 ０．３％，横 坡 为 １．５％），雨 水 口 位 置 设 在 模 拟 道 路 的 ２?３处，雨 水 排 水 管 道 设 计 长 度 为
５００ｍｍ。模拟路面为水泥路面（糙率与沥青道路材质相同），糙率为 ０．０１５，固定径流系数为 ０．９５。

图 １ 雨水口物理试验水工模拟平台示意图

２．２ 试验设计 对于下沉雨水口，参照国家建筑标准设计图集 《雨水口》 （１６Ｓ５１８）进行布设，即箅
面标高比雨箅子周围路面标高低 ３０ｍｍ，并在上下游 １ｍ内有斜坡；对于非下沉雨水口，按照道路路
面与雨箅子箅面标高抹平进行布设。雨水口采用双箅式，其中单个雨箅子尺寸为 ７５０ｍｍ × ４５０ｍｍ，雨
箅子井圈采用球墨铸铁材质。试验雨箅子形式包括（横条孔隙率为 ３７％、纵条孔隙率为 ４５％、斜条孔
隙率为 ５２％和混凝土孔隙率为 １８％）（图 ２）。试验设计工况包括雨箅子堵塞试验包括雨箅子堵塞面积
２５％、５０％和 ７５％（图 ３），管道堵塞试验包括管道阻塞横断面积 ２５％、５０％和 ７５％（图 ４），道路典型积水
水深有 ５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２７ｃｍ、３０ｃｍ，共开展了 ３７７组工况组合试验。此外，根据 《城

— ８ ５ ５ —