城市雨水管道的設計系統(tǒng)分析

王日芹

青島水務集團有限公司排水分公司，山東青島 266000

隨著我國雨水管道設計水平的不斷提高，在設計中對計算機信息技術的應用，促進了雨水管道系統(tǒng)設計水平的進一步提高，在計算機程序中，運用科學、合理的計算程序，進一步規(guī)范了城市雨水管道設計的體系，為加強程序化設計城市雨水管道提供了有效的支持。

1 雨水管道系統(tǒng)

城市化進程中，城市雨水管道系統(tǒng)是指在城市建設的過程中其雨水口、雨水管道檢查井、出水口等一些構筑物共同組成的一個整套的基礎工程設施。在城市雨水管道系統(tǒng)的設計中主要是為了及時的匯集并且排放暴雨形成的地面徑流，最終保證城市交通以及人們的日常生活不受任何影響。本文在研究城市雨水管道系統(tǒng)設計中，主要針對管道的組成部分進行設計、促進管道的有效使用、提高雨水的排放及時性。

2 暴雨強度公式和設計參數(shù)

2.1 暴雨強度公式確定

城市雨水管道設計中，首先需要確定暴雨強度公式、流量公式以及設計參數(shù)。其中暴雨強度公式是在城市雨水管道設計中，通過研究雨水口、雨水管道、檢查井、出水口等相關參數(shù)進行計算的公式。雨水管道設計流量的公式主要是確定雨水流量，其主要的目的是為了確定雨水管道斷面尺寸，這就需要根據(jù)城市雨水排出管道中，對匯集雨水徑流的面積進行計算以后，進一步推算出流量設計。管道設計參數(shù)的確定中，雨水管道設計流量包含的設計參數(shù)有：設計重現(xiàn)期P、徑流系數(shù)、集水時間等，以此來確定流量的結果。在雨水管道設計重現(xiàn)期的選用中，主要是根據(jù)匯水面積地區(qū)建設的性質、地形的特點及氣象特點來具體的規(guī)劃，通常在選用中需要與道路設計相協(xié)調。

2.2 確定地表徑流量以及其他參數(shù)

地面徑流系數(shù)的確定，需要根據(jù)匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度以及地貌的分布情況進行具體規(guī)定，在參數(shù)的確定中，由于地形坡度比較大的地方，雨水的流速就比較快，還需要對地面覆蓋的種類進行具體的分析，確定好設計的參數(shù)，當遇到了強度較大的暴雨或歷時較長的降雨時，就需要從地面點徑流過程的變化考慮。最終總結到：在雨水管道設計流量中，需要用匯水面積的最遠點的雨水流至設計的斷面時間來判斷，在設計降雨歷時時，采用集水時間的符號來表示，能夠對排水流域劃分、管道定線、調節(jié)池以及泵站位置的確定，最終設計好雨水管到的徑流量。

在城市雨水管道設計中，主要的目的是能夠及時的排走地面的暴雨徑流量，因此這就需要對排水的走向、以及現(xiàn)場的地形進行詳細的了解。確定排水區(qū)域、劃分排水流域中，以及排水系統(tǒng)的界線，但是由于排水區(qū)界是排水系統(tǒng)的界線，其設計依據(jù)是根據(jù)城市的規(guī)模進行具體實施的，對丘陵地區(qū)以及地形起伏較大的地區(qū)，按照高線劃出分水線，保持分水線與流域分界線一致。在地面平坦的地方，可以根據(jù)地面的面積對相鄰的管道排水進行劃分，遵循的原則是：雨水能夠以自流排水進行，及時的排放城市的暴雨。

城市雨水管道系統(tǒng)的設計體系中，其管道的定線是根據(jù)城市總體圖來詳細的確定雨水管道的位置和走向的，在設計中管道定線一般是按照主干管、干管以及支管按照順序排放的，其遵循的原則是：最大限度的在管線較短和埋深較小的情況下，保證最大面積的排放雨水。在管道定線的設計中需要結合地形、線路條數(shù)、排水體制、出水口的位置、水文地質、道路寬度等指標來確定管道定線。除此之外，還需要對調節(jié)池的位置以及高程控制點進行具體的確定，將調節(jié)池來調蓄洪峰徑流量，降低下游雨水干管的斷面尺寸。在高程控制點中，需要根據(jù)城市豎向規(guī)劃進行，合理的安排管道系統(tǒng)的深埋情況。

3 雨水管道設計的程序

針對雨水管道的設計，首先，通過對城市的整體地形以及詳細的規(guī)劃進行了解，具體的分析水文、地質以及暴雨的流量，做好設計的準備。其次，對排水流域、管道定線、劃分設計管段、計算匯水面積、排水流域的平均徑流系數(shù)、設計重現(xiàn)期以及集水時間、計算單位徑流量、計算干管水力，最終獲得各個管段設計的流量和控制點的深埋狀況，根據(jù)上述的計算結果來繪制雨水管道平面圖，確定設計的結果。

4 排水流域劃分、管道定線以及調節(jié)池、泵站位置

雨水管道設計的核心要求是可以對暴雨徑流量進行通暢地排出。因此，設計人員在接受到任務之后需要對現(xiàn)場進行深入的調研，對地形進行勘察，更要了解排水走向。

對排水區(qū)域進行確定，之后對其進行劃分。排水系統(tǒng)設置的界限就是排水區(qū)界，排水區(qū)界是依據(jù)城鎮(zhèn)設計規(guī)模來進行確定的。

管道定線和雨水管道平面布置原則。管道定線的原則是：按主干管、干管、支管的順序進行。盡量在埋深比較小，管線比較短的狀況下，使最大區(qū)域的雨水可以自動地排出。而定線需要考慮到以下幾個方面：水文地質條件、排水體制和線路數(shù)目、地形、道路寬度以及污水廠出水口的位置。

調節(jié)池位置以及高程控制點的確定。我們可以把將較大容積的調節(jié)池設置在雨水管道系統(tǒng)上，將雨水徑流的洪峰徑流量短時間內(nèi)存儲在其中，等到洪峰徑流量下降到設計排泄流量之后，可以把存儲在池中的水排出。調節(jié)池的作用是對洪峰徑流量進行了調蓄，對洪峰起到了削減的作用，因此下游雨水干管的斷面尺寸就可以被大幅度的削弱。假如調節(jié)池后沒有泵站，那么可以降低裝機容量。在對控制點的標高一方面進行確定時，需要參考城市的豎向規(guī)劃，在此基礎上可以保證排水區(qū)域內(nèi)各點的雨水都能得到及時的排除，此外在埋深上要適當留些余地，也不能因重視個別控制點而對全部管道系統(tǒng)的埋深進行增加。

5 結論

通過了解城市規(guī)劃中地表徑流后，對城市暴雨量以及地表的徑流進行詳細的設計規(guī)劃，根據(jù)暴雨強度公式、地表徑流量以及設計的其他參數(shù)進行確定，全面系統(tǒng)的分析了城市排水流域的劃分以及管道定線的位置，并將調節(jié)池和泵站進一步規(guī)劃，在參數(shù)的分析中，結合城市地形、地貌、徑流量、平均徑流系數(shù)等，合理的設計了城市雨水管道。將雨水口、雨水管道以及檢查井等多個構筑物進行了統(tǒng)一的規(guī)劃，在科學的設計方案中，保證城市雨水能夠及時的排放流走，避免出現(xiàn)大面積的聚水現(xiàn)象，保障城市居民的日常生產(chǎn)、生活，同時也促進了雨水管道設計的程序化進程。

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