| 则植被渗透浅沟的渗透系数可表示为：K=Q/A=5.31×10m/s。
3.1.3最大水力负荷的确定
综合渗透过程线法和临界渗透量法，植被渗透浅沟的渗透系数K=5.31～6.81×10m/s。因此，确定该系统的最大水力负荷5.88m/m·d。
3.1.4估算植被渗透浅沟的服务面积
现用该系统的最大水力负荷5.88m/m·d，结合天津市降雨强度，估算植被渗透浅沟的服务面积。
植被渗透浅沟的进水包括两部分，即自身面积上的全部降雨量和来自其他硬质路面产生的径流量，设硬质路面的径流系数为0.9，则植被渗透浅沟面积负荷F为：
式中n——植被渗透浅沟汇流面积与其自身面积的比值；
q——暴雨强度（L/（sha）或0.006mm/min。
对于天津地区，当设计重现期取1年，地集水时间取10min时，对应的设计雨强为1.39mm/min。则植被渗透浅沟汇流面积与其自身面积的比值为：
即植被渗透浅沟可接纳相当于自身面积2.16倍的硬质路面产生的径流量。
3.2雨水渗透工况试验
3.2.1试验结果
工况试验结果如表2所示。
表2雨水渗透工况试验结果
Tab.2ResultsofconditionTestonrainpenetration
|
水力负荷q（m /m ·d）
|
降雨历时（h）
|
流量平均削减量（%）
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沟内平均水深（cm）
|
沟内雨水流速（m/s）
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|
1.47
|
3
|
95.99
|
3.0
|
0.016
|
|
1.47
|
2
|
92.24
|
3.0
|
0.016
|
|
2.94
|
3
|
73.69
|
7.2
|
0.021
|
|
2.94
|
1
|
80.1
|
3.9
|
0.020
|
|
5.88
|
2
|
77.62
|
6.0
|
0.030
|
|
5.88
|
1
|
70.87
|
8.5
|
0.036
|
由表2可以看出，通过植被渗透浅沟中植被的截流作用以及土壤的渗透作用，对暴雨径流起到了较好的削减作用，从而达到减少水土流失、间接补充地下水的目的。植被渗透浅沟对暴雨径流的削减量在70%～96%之间，并随着水力负荷的增加和降雨历时的延长，沟内土壤层逐渐达到饱和，对流量的平均削减量不断降低，同时植被渗透浅沟内水深和沟内流速不断增加。
3.2.2试验结果分析
植被渗透浅沟对暴雨径流的延时调蓄效应直接反映为下游雨水管渠设计断面的缩减。由暴雨强度公式可知，暴雨重现期P和降雨历时t是影响雨水管渠系统设计的重要参数。
(1)暴雨重现期P
根据雨水渗透试验结果，当植被渗透浅沟在三种不同的水力负荷条件下，流量的平均削减均达到70%以上，即该系统可将洪峰流量削减30％以上。这可以大大降低下游管渠的工程造价。
(2)降雨历时t
雨水管道设计中，为避免雨水所挟带的泥沙等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，室外排水设计规范（GB50014—2006）规定，满流时管道内最小设计流速为0.75m/s。由表2可见，植被渗透浅沟内的雨水流速在0.016～0.036m/s之间，约为管道最小设计流速的5%。因此在进行植被渗透浅沟下游管渠水力计算时，可将流行时间t大大延长，从而缩减管渠的设计断面，降低工程造价。
3.3结论
（1）建造的植被渗透浅沟渗透系数K=5.31～6.81×10m/s，其最大水力负荷为5.88m/m·d，服务面积为其自身面积的2.16倍。
（2）当水力负荷从q＝1.47m/m·s增至q＝5.88m/m·s时，沟内雨水流量的平均削减量由95.99%降至70.87%。植被渗透浅沟能削减70%以上的洪峰流量。
（3）植被渗透浅沟内的雨水流速随水力负荷增大而增大，稳定在0.016～0.036m/s之间，此流速约为管道最小设计流速的5%。在进行植被渗透浅沟下游管道设计时，可加大流行时间t，从而缩减相应管渠的设计断面，降低工程造价。
致谢：
本项目得到“十一五”国家水体污染控制与治理科技重大专项（2008ZX07314-004）资金资助，在此表示感谢。
参考文献
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