城市排水雨水管設(shè)計(jì)探討

【摘要】本文通過分析城市排水雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀，提出解決問題的方法，探討排水雨水管設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)計(jì)方案，以促進(jìn)城市的建設(shè)和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】城市排水；雨水管；排水設(shè)計(jì)

城市排水管網(wǎng)是城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，能否及時(shí)匯集并排除暴雨形成的地面徑流，防止居住和工業(yè)場(chǎng)所被淹，直接關(guān)系著人們的生命安全、生活質(zhì)量和城市建設(shè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如今洪澇災(zāi)害頻發(fā)，城市內(nèi)澇成為嚴(yán)重的城市災(zāi)害之一，2013年9月的臺(tái)風(fēng)“天兔”，更使地處粵東的本市遭受水災(zāi)的重創(chuàng)。相關(guān)設(shè)計(jì)部門肩負(fù)著改造、完善城市排水系統(tǒng)的重任毋容置疑。

1、城市雨水排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

如今我市雨水排水系統(tǒng)存在的主要問題有：1）基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展不匹配。近幾年我市發(fā)展建設(shè)很快，但一味追求大規(guī)模發(fā)展，忽視了配套設(shè)施的完善，以致城市基礎(chǔ)建設(shè)跟不上城市發(fā)展的步伐。2）排水設(shè)施落后。跟大多數(shù)城市一樣，我市的排水設(shè)施仍沿用幾十年前的建設(shè)，設(shè)施老化嚴(yán)重，造成多條道路路面產(chǎn)生溢水積水問題，甚至一遇冒雨降臨，常常出現(xiàn)水漫街頭的嚴(yán)重現(xiàn)象。3）排水設(shè)計(jì)沿用舊的防澇標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行設(shè)計(jì)參考統(tǒng)一編制的規(guī)范，缺乏個(gè)體的方案來處理排水管的相關(guān)布置。4）現(xiàn)有排水管容量不足，造成納水面積不足、流速不快、流量不暢。5）排水雨水管的布置，同周圍環(huán)境缺乏協(xié)調(diào)性。

2、雨水排除系統(tǒng)問題解決措施

排水系統(tǒng)問題解決的關(guān)鍵，一是提高雨水管網(wǎng)的參數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。選取適合的暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算雨水量，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提高設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。為免遭受類似臺(tái)風(fēng)“天兔”造成的城市型水災(zāi)，迫切需要選取新的暴雨強(qiáng)度公式，以適應(yīng)瞬間的暴雨強(qiáng)度，以優(yōu)化城市排水和雨洪利用、增強(qiáng)城市防洪抗災(zāi)能力。而城市設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、地形特點(diǎn)、氣候特征等因素確定，以避免局部地區(qū)在暴雨時(shí)產(chǎn)生內(nèi)澇積水。最終依據(jù)各要素提出雨水管設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。二是采取有效積極的工程措施，對(duì)規(guī)劃不當(dāng)、設(shè)計(jì)不合理的雨水管道系統(tǒng)，實(shí)施改造或重建。如本市的新河路，負(fù)載著道路兩側(cè)的生產(chǎn)和人民生活的污水排放，車流量及大型車輛多，生活污水、工業(yè)廢水以及降水產(chǎn)生的地面徑流不能及時(shí)排除，嚴(yán)重影響城市居民生活和市區(qū)建設(shè)需要，排水工程的改造成當(dāng)務(wù)之急。以下就本工程雨水管的相關(guān)設(shè)計(jì)探討如下：

1、雨水口布置及數(shù)量設(shè)計(jì)

本市的新河路，負(fù)載著道路兩側(cè)的生產(chǎn)和人民生活的污水排放，車流量及大型車輛多，及時(shí)排除生活污水、工業(yè)廢水以及降水產(chǎn)生的地面徑流，才能滿足城市建設(shè)需要。雨水口布置是收集道路雨水重要構(gòu)筑物，其布置是否合理，數(shù)量是否符合要求，對(duì)雨水收集起著至關(guān)重要的作用。也直接影響到雨水排放效果，進(jìn)而影響道路使用功能。關(guān)于雨水口間距的計(jì)算，《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定為2.5～5.0m，《排水工程》上規(guī)定為30～80m，均較簡(jiǎn)單，未規(guī)定具體的計(jì)算方法，《城市道路設(shè)計(jì)》上有雨水口計(jì)算公式，如下：

雨水口的泄水雙能力Q=WC （km3/s） （1）

Q——雨水口的排泄流量（m3/s ）

W——雨水口的進(jìn)水面積（m2）

C——孔口系數(shù)，圓角孔取0.8，方角孔取0.6

g——重力加速度 g=9.8m/s22

h——雨水口井口上允許貯存水頭（m），一般不應(yīng)大于側(cè)石高度的2/3。一般取0.02～0.06m。

K——孔口阻塞系數(shù)，一般取k=2/3

直線入上雨水口的最大間距按下式計(jì)算：

L=r×Q/q （2）

L——雨水口的最大間距

r——雨水口的漏水率 r=0.6～0.7

Q=街溝的允許流量（L/S）

q=街溝單位長(zhǎng)度的匯水量（L/S）

至于街溝允許流量的計(jì)算，街溝單位長(zhǎng)度的匯水量計(jì)算則不詳。因此在設(shè)計(jì)中均按各自的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算結(jié)果也千差萬別，這也是造成城市道路積水的一個(gè)主要原因。

本道路路線長(zhǎng)，多處路段縱坡大于1%以上，雨水在路面漫流，不是先沿橫向流至街溝，再流至雨水口，而是沿著路面合同坡度的方向漫流。而《簡(jiǎn)明排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》提供的暴雨強(qiáng)度公式：

q=167A1（1+clgp）/（t+b）n （3）

P——設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期（a）

A1——重視期為1年的設(shè)計(jì)降雨雨力

C——設(shè)計(jì)雨力變動(dòng)參數(shù)

T——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)（mm）

b——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)附加參數(shù)

n——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)指數(shù)

此公式只適用于雨水管渠的設(shè)計(jì)，而不是適用于雨水口的設(shè)計(jì)。

因t=t1+mt2 （4）

t1——地面集流時(shí)間

t2 ——管渠內(nèi)流行時(shí)間

m——折減系數(shù)大于1.2

雨水在地面漫流至雨水口，基本上不存在t2，則t2=0，因此，筆者認(rèn)為計(jì)算雨水口的設(shè)計(jì)流量Q時(shí)應(yīng)用t1代替t，較準(zhǔn)確，且比較符合實(shí)際情況。

由于在道路縱坡過大時(shí)，雨水會(huì)越過雨水口。在路面排水設(shè)計(jì)中，當(dāng)?shù)缆房v會(huì)坡大于2%以上時(shí)根據(jù)縱坡適當(dāng)增設(shè)雨水口。為了避免地面漫流過長(zhǎng)，路面積水影響行車，根據(jù)實(shí)際情況，雨水口的間距控制在20—40m內(nèi)。

2、雨水管的布置

2.1路段交叉口的管道布置。雨水干管一般設(shè)置在街道中間或一側(cè)，盡可能不布置在主要交通干道的行車道下，并宜設(shè)在快車道以外，協(xié)調(diào)建筑物與車行、人行道各點(diǎn)標(biāo)高。雨水管線還應(yīng)盡可能避免或減少與其它城市地下管線的交叉，避免造成施工困難；必須交叉時(shí)，應(yīng)盡量正交，并保證相互之間有一定的豎向間隙。本道路的交叉口，因原交叉口設(shè)計(jì)處理未能重視，緣石轉(zhuǎn)彎半徑小，路面相接處出現(xiàn)低洼處雨天常積水，為提高行車轉(zhuǎn)彎速度和路面排水，通過對(duì)相交道路等級(jí)的要求，計(jì)算所需的緣石半徑，修整原有半徑，同時(shí)，對(duì)路面豎向高程進(jìn)一步的調(diào)整，使相交道路在交叉口內(nèi)有一個(gè)平順的共同面，使交叉口范圍內(nèi)地面水能迅速排除。

2.2雨水管的埋設(shè)。過街管集中設(shè)置，管線從建筑物向道路方向由淺至深埋設(shè)。管線埋深一般如下：雨水管道：不小于1m；污水管道：不小于2m。當(dāng)給水、雨水、污水并行敷設(shè)時(shí)，雨水宜走中間，給水、污水各走其兩側(cè)，尤其是當(dāng)污水為有害的生產(chǎn)廢水時(shí)。

2.3管道布置與周圍環(huán)境應(yīng)協(xié)調(diào)?？紤]管線布置是否與環(huán)境相協(xié)調(diào)，如本工程的改造，是針對(duì)市區(qū)“臟、亂、差”的整治，是市區(qū)的形象設(shè)計(jì)。通過對(duì)綠島的適當(dāng)留口、封口，設(shè)置穿路排水洞、雨水井，布設(shè)雨水管等措施來滿足路面排水需要，通過對(duì)新河路排水工程的改造，徹底解決了存在的問題，現(xiàn)如今本市道路街景恍然一新，城市也呈現(xiàn)出新面貌。

3、結(jié)束語

建設(shè)現(xiàn)代化生態(tài)城市，只有采取最佳的方案，對(duì)排水系統(tǒng)合理、科學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，才可避免城市出現(xiàn)“逢雨必澇”的局面，這必然要求市政專業(yè)技術(shù)人員更新觀念，借鑒各方經(jīng)驗(yàn)，跟上全球現(xiàn)代化城市發(fā)展的速度，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不斷努力。