[发明专利]一种城市建设用地扩张的道路内涝风险的判断方法

权利要求书

1.一种城市建设用地扩张的道路内涝风险的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)计算用地性质变化后规划区域的超标雨水径流量；

具体是将规划区域划分成N个小于a km²的片区，每个片区采用推理公式法计算雨水径流量：

Q_n＝q_n×Ψ_n×S_n

式中：Q_n表示第n片区的雨水径流量，单位：L/s；q_n表示第n片区的设计暴雨强度，单位：L/(s·hm²)；Ψ_n表示第n片区的用地性质变化之前的综合径流系数；S_n表示第n片区的汇水面积，单位：hm²；

用地性质变化后，雨水管渠不变，综合径流系数Ψ_n变为Ψ_n'，则

Q_n'＝q_n×Ψ_n'×S_n

式中：Q_n'表示第n片区用地性质变化后设计暴雨强度下的雨水径流量，单位：L/s；Ψ_n'表示第n片区用地性质变化之后的综合径流系数；

当Ψ_n'Ψ_n时，Q_n'＞Q_n，道路需排除的雨水径流量大于雨水管渠能力，道路上有积水并形成纵向径流；即当暴雨强度达到规划区域内雨水管渠的设计暴雨强度q_n时，第n片区的超标雨水径流量ΔQ_n为

ΔQ_n＝Q_n'-Q_n

    ＝q_n×(Ψ_n'-Ψ_n)×S_n

累积到规划区域低洼道路的超标雨水径流量ΔQ为N个片区的超标雨水径流量之和，则

2)计算规划区域低洼道路横坡最低点积水深度；

首先设定低洼道路的雨水设施在沥青路面两侧，道路中心线两侧或中分带两侧等量积水；低洼道路半幅沥青路面宽度为w₁，红线半幅宽w₂，路拱高度为h；α为低洼道路横坡的坡度；低洼道路长度为L，降雨历时为t，低洼道路横坡最低点积水深度为x，路面积水宽度为f，侧石外露高度为s；当xs时，fw₁；当xs时，fw₁；

当低洼道路横断面形式为单幅路时，低洼道路积水体积的数学表达式为：

推导得出低洼道路横坡最低点积水深度x为：

式中，ΔQ表示规划区域低洼道路的超标雨水径流量；

3)结合不影响交通安全的约束条件，判断综合径流系数的增加是否会带来内涝风险，并且导致道路交通瘫痪。

2.根据权利要求1所述的一种城市建设用地扩张的道路内涝风险的判断方法，其特征在于，步骤3)中设不影响交通安全的约束条件为：不影响步行和自行车通行安全的积水深度为H₁，不影响机动车通行安全的积水深度为H₂；选取H₁和H₂中的高值作为判断积水深度是否影响交通安全的阈值H，即

在规划区域内用地性质调整的片区的综合径流系数增加的情况下，判断设计暴雨强度下的低洼道路道路积水深度是否会对低洼道路道路交通造成影响甚至导致交通瘫痪，其中，设定逻辑判断值为j，

式中，x表示规划区域内低洼道路横坡最低点积水深度；

当j＝0时，规划区域内第n片区的综合径流系数Ψ_n增加不会带来影响交通安全的内涝风险；当j＝1时，规划区域内第n片区的综合径流系数Ψ_n增加会带来影响交通安全的内涝风险，则建议相关管理部门修改土地利用计划，或在调整用地性质的同时更新规划区域内的雨水系统。