Page 46 - 2024年第55卷第3期

图 ６ 社区道路各测点洪痕相对淹没深度分布

４．２ 特大暴雨形成的城市道路雨洪汇流特性分析
４．２．１ 道路雨洪的形成及传播特征 城市密集建筑使
区域下垫面渗透性降低，暴雨快速形成坡面径流，并
在街区内沿阻力最小途径汇流入道路；相较于过流边
界复杂、易阻滞水流的建筑群，肤面阻力小的通畅街
道自然就成为城市雨洪主要行洪通道网。可见作为城
市行洪边界条件的道路对雨洪演进特征及淹没分布均
有较大影响。本次调查表明：①城市雨洪形成速度很
快。从当日雨强突增（１４时）到汇流形成严重积涝的雨
图 ７ 调查区内雨洪水深柱状分布图
洪（ １６时）仅用时 ２ｈ。调查区淹没水位的雨水位峰值

滞后降雨峰值 ２～３ｈ，反映城市雨洪快速形成、峰值滞后的过程特征；②城市雨洪主要沿道路传播。
道路成为城市雨洪传播明渠，低洼道路交汇处成为雨洪积滞点。图 ４中红色箭头标识龙子湖南路与明
理路路面高程沿程下降，形成雨洪沿道路自南向北、自西向东汇聚的演进趋势。由上述分析可知，城
市雨洪演进规律、淹没分布与道路路网特征存在密切的关联。
４．２．２ 道路雨洪汇流水动力特性 短时段内，沿道路传播的雨洪可近似为宽浅明渠非均匀渐变流，雨
洪流速取决于道路坡降和沿程阻力条件。
（１）道路雨洪的流动特性：特大暴雨期间很难实时测取道路雨洪流速，主要利用有视频监控路段
记录的雨洪传播视频，采用水面浮标法对视频进行图像识别分析，记录浮标通过设定上下游断面的时
间，应用式（ １）计算雨洪表面流速 ｕ，再依明渠流速分布规律（式（２））换算成垂线平均流速 ｖ。
ｓ ｍ
Ｌ
ｕ＝ （１）
ｓ
Δ ｔ
式中：Ｌ为浮标从上断面到下断面的距离，ｍ；Δ ｔ为浮标从上断面到下断面的时间，ｓ。
Ｈ
１ ｙ ｋ ｕ ｓ
ｖ ＝ ∫ ( ) ｄｙ ＝ ＝β ｕ （２）
ｕ
ｍ ｓ ｓ
Ｈ Ｈ ｋ＋１
０
式中：Ｈ为明渠水深，ｍ；ｋ为指数型流速分布的指数因子，一般浅水紊流取 １?８～１?９；β ＝ １? （ｋ ＋ １ ）。
本文选取 “７．２０” 暴雨当日 １８时明理路某处雨洪视频进行运动粒子图像解析，由式（１）得到当
时道路雨洪表面流速 ｕ为 １．１ｍ?ｓ，经式（２）换算成垂线平均流速约 １．０ｍ?ｓ。说明当时主要行洪道
ｓ
路上雨洪传播非常迅疾，坡面径流沿社区道路快速向低洼处汇集，形成如明理路口那样局部严重积
水区。
（２）道路雨洪的阻力特征：雨洪路面阻力参数可根据宽浅明渠 Ｃｈｅｚｙ公式，利用实测道路水深 Ｈ、
底坡 ｉ与道路雨洪流速 ｖ，反推雨洪糙率 ｎ；假定水力半径 Ｒ ≈Ｈ，比降 Ｊ与底坡 ｉ近似相等，则：
ｍ ｒ
２?３ １?２
Ｈ ｉ
ｎ＝ （３）
ｒ
ｖ
ｍ
雨洪调查数据分析表明，水深小于人行道路沿时，道路肤面阻力很小，根据实测水深、流速等数
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