下沉式绿地渗排与溢流设施计算Excel设计书

下沉式绿地渗排设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、项目基本设计参数,,,,,,,,,

1,下沉式绿地面积,A_sg,设计值,根据总平面布置图量取,m²,1000.00,水平投影面积，不含边缘挡墙及边坡区域,《海绵城市建设技术指南》,示例值可根据项目修改（蓝色字体）

2,平均下凹深度,h_sg,设计值,根据竖向设计确定,m,0.15,绿地与周边路面的平均高差，一般取0.10~0.20m,GB50400-2016第5.2.2条,典型值0.15m，不宜超过0.25m

3,蓄水层设计深度,h_w,设计值,低于溢流口高度,m,0.10,溢流口顶与绿地地坪高差，即有效蓄水深度,GB51222-2017,一般取0.05~0.15m，应低于下凹深度

4,种植改良土层厚度,d_soil,选用值,根据植物选型及渗透要求确定,m,0.50,换填改良种植土层厚度，草本植物取0.3~0.6m,CJJ48-1992,常用0.5m，底部设透水土工布

5,砾石排水层厚度,d_gravel,选用值,根据排水需求确定,m,0.20,底部砾石排水层厚度，含穿孔收集管,GB50400-2016,常用0.2~0.3m，粒径20~40mm

6,种植土有效孔隙率,n_soil,查表值,种植土壤物理参数表,—,0.15,种植土壤含水孔隙率，砂质壤土约12~20%,《土壤物理学》,改良后取0.15~0.25

7,砾石层孔隙率,n_gravel,查表值,碎石填料孔隙率典型值,—,0.40,级配碎石孔隙率约35~45%,GB50400-2016附录,常用取值0.40

8,种植土稳定渗透系数,K_soil,实测值,现场双环渗透试验取值,m/s,0.00,土壤渗透稳定时的渗透系数，试验值×衰减系数0.3~0.5,GB50400-2016第6.3.2条,砂壤土取1e-5~1e-6，黏土不宜<1e-6

9,渗透安全系数,α,选用值,考虑淤堵老化的安全折减,—,0.60,考虑长期运行土壤淤堵的安全系数，北方取低值,《建筑与小区雨水利用工程技术规范》,取值范围0.3~0.8，推荐0.5~0.6

10,水力坡度,J,计算值,垂直下渗条件下,—,1.00,垂直入渗时水力坡度取J=1；有地下水顶托则折减,达西定律,无地下水顶托时取1.0

11,设计排空时间,T_drain,设计值,规范最大允许时间,h,24.00,雨洪水在设施内完全排空的最大允许时间,GB50400-2016第4.1.4条,≤24h，避免植物烂根

12,服务汇水总面积,F_total,设计值,含绿地自身+客地汇水面积,hm²,0.18,下沉式绿地承担排水的总汇水范围（含自身）,汇水范围划分图,示例值1800㎡=0.18hm²

13,其中：客地汇水面积,F_catch,设计值,汇入绿地的硬化地面面积,hm²,0.08,道路、屋面、广场等硬化汇水面，不含绿地本身,汇水范围划分图,示例值800㎡

14,综合雨量径流系数,φ_avg,计算值,汇水面积加权平均,—,0.65,按各类下垫面径流系数面积加权计算,GB50014-2021第5.2.5条,硬化地面约0.85~0.95，绿地0.15

15,自身绿地径流系数,φ_green,选用值,绿地下垫面径流系数,—,0.15,下沉式绿地本身的雨量径流系数,《海绵城市建设技术指南》表4-3,典型值0.10~0.20

16,年径流总量控制率,α_vol,设计值,当地规划要求,%,80.00,年径流总量控制率，根据城市海绵城市规划确定,《海绵城市建设技术指南》,西安地区75%~85%

17,对应设计降雨量,H_design,查表值,年径流总量控制率对应日降雨量,mm,25.20,由近30年日降雨量统计得出，各地取值不同,《海绵城市建设技术指南》附录F,80%控制率对应约23~28mm

18,设计重现期（源头）,P,设计值,源头减排设计标准,年,3.00,源头减排设施设计重现期，内涝校核取更高值,GB51222-2017第3.2.1条,一般地区3~5年，重要地区5~10年

19,设计降雨历时,t_rain,设计值,典型降雨过程历时,min,120.00,一场典型降雨的持续历时，用于渗透量计算,《城市雨水系统规划设计规范》,常取60~180min，2小时常用

20,当地暴雨强度（P=3年）,q,查表值,当地暴雨强度公式计算值,L/(s·hm²),120.00,设计重现期P、降雨历时t下的暴雨强度,GB50014-2021,"西安地区P=3,t=120min约100~150"

二、汇水面积与径流系数校验,,,,,,,,,

21,客地汇水/绿地面积比,R_catch,计算值,F_catch×10000/A_sg,—,0.80,客地硬化汇水面积与绿地面积之比,GB50400-2016第6.3.7条,≤1~2为宜，过大影响入渗效果

22,总汇水/绿地面积比,R_total,计算值,F_total×10000/A_sg,—,1.80,总汇水面积（含自身）与绿地面积之比，即面积负荷率,《海绵城市建设技术指南》,宜≤2~3

23,面积负荷率校核,,判断值,R_total≤3为满足,—,满足,面积负荷率≤3倍时，绿地可有效消纳汇入径流,GB50400-2016条文说明,若不满足应增大绿地面积或增设其他设施

24,下沉深度校核,,判断值,h_sg在0.10~0.25m之间,—,满足,下凹深度应在规范推荐范围，兼顾蓄水与植物安全,《海绵城市建设技术指南》,过深植物易烂根，过浅蓄水不足

25,蓄水深度校核,,判断值,h_w<h_sg且h_w≤0.15m,—,满足,蓄水层深度应小于下凹深度且不超过植物耐淹深度,海绵城市工程实践,蓄水超0.15m需选特别耐淹植物

26,渗透系数适宜性,,判断值,K_soil≥1e-6m/s,—,满足,渗透系数不足时不宜采用直接入渗，应改调蓄排放,GB50400-2016第6.1节,K<1e-6时应换填改良土

三、设计雨水径流量计算,,,,,,,,,

27,直接降雨量（绿地自身）,Q_rain,计算值,10×H_design×A_sg/10000,m³,25.20,直接降落在绿地上的雨水总量,水量平衡公式,V=10HφF中绿地本身φ=1部分

28,客地汇入径流量,Q_runoff,计算值,10×H_design×φ_avg×F_catch,m³,13.10,硬化地面汇入绿地的雨水径流量（容积法）,GB50400-2016第4.2.1条,φ为硬化地面综合径流系数

29,总入流径流量,Q_in,计算值,Q_rain+Q_runoff,m³,38.30,进入下沉式绿地的总雨水量（年径流控制对应量）,水量平衡原理,设计标准下需处理的径流总量

30,源头标准峰值入流流量,Q_peak,计算值,q×φ_avg×F_total,L/s,14.04,源头设计重现期下的峰值入流流量,推理公式法,单位L/s

四、设施调蓄与渗透能力计算,,,,,,,,,

31,蓄水层表面调蓄容积,V_surf,计算值,h_w×A_sg,m³,100.00,绿地表面蓄水层可滞蓄的有效容积,《海绵城市建设技术指南》,下沉深度形成的表面蓄水空间

32,种植土层蓄水容积,V_soil,计算值,n_soil×d_soil×A_sg,m³,75.00,种植土层孔隙中可容纳的雨水容积（基质蓄水）,土壤水文学,土壤孔隙持水能力

33,砾石层蓄水容积,V_gravel,计算值,n_gravel×d_gravel×A_sg,m³,80.00,底部砾石排水层孔隙内暂存雨水容积,GB50400-2016,填料层储水容积

34,总调蓄容积（静态蓄水）,V_storage,计算值,V_surf+V_soil+V_gravel,m³,255.00,表面+基质+砾石层总静态蓄水能力,容积法,设施总储水容积（不含入渗）

35,设计降雨历时内渗透量,W_infil,计算值,α×K×J×A_sg×t_rain×60,m³,43.20,一场降雨过程中通过土壤稳定下渗的总水量,GB50400-2016第6.3.1条,达西定律W=αKJAt，×60将分转秒

36,总消纳能力（蓄+渗）,V_total,计算值,V_storage+W_infil,m³,298.20,调蓄+入渗共同作用的总雨水消纳能力,水量平衡法,设施对一场雨的总处理能力

37,需调蓄容积（容积法）,V_req,计算值,10×H_design×φ_avg×F_total,m³,29.48,年径流总量控制率对应需控制的径流总量,《海绵城市建设技术指南》式4-1,V=10HφF标准公式

38,调蓄容积校核,,判断值,V_total≥V_req为满足,—,满足,总消纳能力应≥需调蓄容积，满足径流总量控制,GB55020-2021第4.5.11条,不满足时加大下沉深度或扩大绿地面积

五、雨后排空时间校核,,,,,,,,,

39,表面蓄水排空时间,T_surf,计算值,V_surf/(α×K×J×A_sg)/3600,h,4.63,表面蓄水完全入渗排空所需时间,达西定律t=V/(KJA),/3600将秒换算为小时

40,总蓄水排空时间,T_total,计算值,V_storage/(α×K×J×A_sg)/3600,h,11.81,设施内全部蓄水（含基质层）排空时间,GB50400-2016,排空过长导致植物缺氧烂根

41,排空时间校核,,判断值,T_total≤T_drain(24h),—,满足,排空时间应≤24h，确保植物不受淹,GB50400-2016第4.1.4条,不满足应改良土壤增大渗透系数

六、径流控制效果评价,,,,,,,,,

42,设计标准外排溢流量,Q_overflow,计算值,"MAX(Q_in-V_total,0)",m³,0.00,超过设施消纳能力后需外排的雨水量,水量平衡,控制目标内应无溢流或溢流量最小

43,实际蓄渗率,η_control,计算值,(Q_in-Q_overflow)/Q_in×100%,%,100.00,设施实际消纳雨水占总入流的比例,海绵城市评价核心指标,应≥设计年径流总量控制率

44,年径流总量控制校核,,判断值,η_control≥α_vol,—,满足,实际蓄渗率应达到设计年径流总量控制率目标,《海绵城市建设技术指南》,不满足需调整设施规模

45,控制后外排径流系数,φ_out,计算值,Q_overflow/(10×H_design×F_total),—,0.00,控制后实际外排的径流系数（应接近开发前）,GB55020-2021,开发前自然地面约0.15~0.30

46,峰值流量削减率（经验）,η_peak,选用值,下沉式绿地峰值削减率经验值,%,60.00,下沉式绿地对峰值流量的削减比例,《海绵城市建设技术指南》,典型削减率40~80%

47,SS总量去除率估算,η_SS,计算值,设施SS去除率×年径流控制率,%,64.00,下沉式绿地对径流悬浮固体年去除率,《海绵城市建设技术指南》,绿地SS去除率约70~90%

七、构造要求与安全校核,,,,,,,,,

48,绿地面积占汇水比例,G_ratio,计算值,A_sg/(F_total×10000)×100%,%,55.56,下沉式绿地面积占总汇水面积的比例,海绵城市指标要求,一般宜≥20~30%

49,边坡坡比（垂直:水平）,slope,设计值,i=1:m,—,1:3,下沉式绿地边坡坡比，防止坍塌便于植物生长,《海绵城市建设技术指南》,宜1:3~1:6，疏松土取较缓

50,地下水位安全距离,d_water,选用值,设施底部至最高地下水位距离,m,1.50,渗透面至季节性最高地下水位的垂直距离,GB50400-2016第6.1.2条,≥1.0m，否则