針對(duì)城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究

【摘要】由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和迅猛進(jìn)步，城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法也有很大程度上的提高，國(guó)際上的先進(jìn)做法是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立城市室外雨水排水系統(tǒng)的模擬模型，再將模型效果應(yīng)用于具體的工程實(shí)踐當(dāng)中。我國(guó)在發(fā)展室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，需要學(xué)習(xí)并借鑒國(guó)際先進(jìn)理論經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)方法，結(jié)合我國(guó)城市發(fā)展建設(shè)的現(xiàn)實(shí)情況，促進(jìn)城市發(fā)展規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)，加快城市現(xiàn)代化建設(shè)的步伐。

【關(guān)鍵詞】城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；降雨流量水力；重力流；暴雨洪災(zāi)周期計(jì)算

隨著全球氣候問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，城市面臨著災(zāi)害天氣與氣候變化所帶來(lái)的負(fù)面影響，為了緩解災(zāi)害天氣情況給城市居民生活帶來(lái)的不良影響和損失，有關(guān)設(shè)計(jì)單位、組織部門(mén)及其工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)自身專業(yè)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，參考國(guó)際先進(jìn)的室外雨水排水設(shè)計(jì)案例，并結(jié)合國(guó)內(nèi)城市建設(shè)的具體情況，切實(shí)提高室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。

一、城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的情況概述

近年來(lái)，針對(duì)天氣災(zāi)害多發(fā)和頻發(fā)的問(wèn)題，我國(guó)制定了室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，以期實(shí)現(xiàn)城市雨水排水系統(tǒng)對(duì)暴雨颶風(fēng)等災(zāi)害問(wèn)題所引起不良后果的有效緩解。該規(guī)范對(duì)如何安排國(guó)內(nèi)城市室外雨水排水系統(tǒng)進(jìn)行了規(guī)劃分析，提供了計(jì)算降雨量、降雨強(qiáng)度的相關(guān)公式和方法，并針對(duì)雨水洪澇災(zāi)害、降雨循環(huán)利用等項(xiàng)目制定了新修改的規(guī)定，保證城市室外雨水排水系統(tǒng)能夠起到降雨積水及時(shí)疏通和疏導(dǎo)的功能。同時(shí)，規(guī)范也增加了對(duì)城市排水工程設(shè)計(jì)、城市發(fā)展計(jì)劃和規(guī)劃等方面的規(guī)定，要求從城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展與建設(shè)的角度出發(fā)，將城市排水系統(tǒng)、園林綠化機(jī)制、污水處理系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，共同建立在統(tǒng)一的城市排水系統(tǒng)當(dāng)中，以城市建設(shè)的具體情況和現(xiàn)實(shí)條件為基礎(chǔ)，將城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作為城市實(shí)現(xiàn)發(fā)展規(guī)劃提供助力，發(fā)揮城市排水工程系統(tǒng)在自然雨水儲(chǔ)備、園林綠化水平提高、污水處理系統(tǒng)和城市排水系統(tǒng)正常運(yùn)行等方面的效用。

新規(guī)范的出臺(tái)為我國(guó)室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)和建議，其中涉及到降雨量計(jì)算、降雨強(qiáng)度計(jì)算的方法和公式，并寫(xiě)明應(yīng)當(dāng)在何種具體條件下適用公式。舉例說(shuō)明，如果城市降雨中的積水面積大于兩千平方米，此時(shí)應(yīng)當(dāng)思考存在的集中降雨情況的發(fā)生和排水管道網(wǎng)絡(luò)的水流集中交匯，使用相關(guān)數(shù)學(xué)模型公式計(jì)算降雨量比較合理。數(shù)學(xué)模型公式是國(guó)際上先進(jìn)的降雨量計(jì)算和統(tǒng)計(jì)公式，我們的設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)分析國(guó)際典型案例的同時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?guī)律和城市建設(shè)現(xiàn)實(shí)情況，最終得到計(jì)算結(jié)果。除了需要對(duì)城市室外降雨量和降雨強(qiáng)度進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)與計(jì)算之外，還應(yīng)當(dāng)將城市室外雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與自然降雨儲(chǔ)備工作結(jié)合起來(lái)，保證城市在干旱季節(jié)和缺少降雨的氣候變化下，能夠擁有充足的水資源儲(chǔ)備。一方面將雨水儲(chǔ)備與水資源開(kāi)發(fā)利用結(jié)合起來(lái)，將收集儲(chǔ)備的雨水用于城市景觀園林綠化、農(nóng)作物和植被灌溉等項(xiàng)目；另一方面，水資源儲(chǔ)備也可以通過(guò)儲(chǔ)存形式轉(zhuǎn)換的方式實(shí)現(xiàn)，將城市街道和路面上的降水通過(guò)草坪和路面的含水功能儲(chǔ)存起來(lái)，為城市和國(guó)家的自然資源保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

二、國(guó)際的城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.降雨量和降雨強(qiáng)度的計(jì)算

國(guó)際上對(duì)降雨量和降雨強(qiáng)度的計(jì)算方法有很多，其中包括歐聯(lián)盟根據(jù)適用地環(huán)境和使用地現(xiàn)實(shí)條件不同，所制定的降雨量和降雨強(qiáng)度計(jì)算公式。也包括美國(guó)根據(jù)城市排水系統(tǒng)所覆蓋的地面范圍與面積的不同，而制定的推理計(jì)算公式。

2.排水系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)

英國(guó)城市雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合使用了多種公式、理論和推理方法，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，將城市降雨情況和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集匯總和綜合分析，同時(shí)也可以保證城市室外雨水排水系統(tǒng)擁有最新、最詳盡的資料數(shù)據(jù)。

3.暴雨和洪災(zāi)的周期計(jì)算與統(tǒng)計(jì)

國(guó)際上的先進(jìn)做法是不僅僅要考慮到城市所在地區(qū)的降雨量和降雨強(qiáng)度，還應(yīng)當(dāng)從理論上有所提高和進(jìn)步，進(jìn)一步考察城市室外雨水排水系統(tǒng)在特殊災(zāi)害天氣情況下的承受能力，防止城市發(fā)生的積水等洪澇災(zāi)害事故。城市的雨水排水系統(tǒng)需要根據(jù)天氣災(zāi)害的特征和其對(duì)城市造成影響損失的嚴(yán)重程度進(jìn)行等級(jí)分類，其中比較特殊的暴雨天氣和洪災(zāi)天氣。前者是當(dāng)?shù)啬昃涤陻?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析后的結(jié)果，代表著城市處于正常氣候條件下的降雨量最大值，并可以據(jù)以計(jì)算出暴雨天氣出現(xiàn)的周期，在城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所有防范；后者不能從正常的氣候與天氣數(shù)據(jù)分析中得到降雨量和降雨強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，需要采取特殊考慮與排水設(shè)計(jì)方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防范。

三、國(guó)內(nèi)的城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.城市生態(tài)系統(tǒng)

水是生命之源，是人類賴以生存的資源，也是地球生態(tài)系統(tǒng)重要的環(huán)境因素。因此，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展是城市室外雨水排水系統(tǒng)的最重要任務(wù)之一。在進(jìn)行城市是生態(tài)建設(shè)時(shí)，應(yīng)該在綜合考慮城區(qū)降雨和地表徑流的影響，在排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管理中充分考慮城市環(huán)境生態(tài)建設(shè)的要求。

2.水量調(diào)蓄與平衡

應(yīng)當(dāng)重視區(qū)域的和諧發(fā)展，當(dāng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好的狀況下，不影響城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。這就要求我們重點(diǎn)利用雨水資源，綜合合理的利用雨水，根據(jù)城市水量調(diào)蓄與平衡的理念，優(yōu)化城市雨水和地表水徑流量，合理配置降雨徑流水資源，使經(jīng)濟(jì)和環(huán)境能和諧共進(jìn)，達(dá)到雙贏的局面。

3.對(duì)城市污水的處理

隨著人們生活質(zhì)量越來(lái)越好，生活垃圾也不斷增多。其中污水排放就是垃圾處理中的一個(gè)方面，也是城市室外雨水排放系統(tǒng)中一個(gè)重點(diǎn)解決的方面。降雨能降低污水的濃度，從一定程度上緩解了污水排水污染指數(shù)。在不影響城市經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，在新版本的設(shè)計(jì)規(guī)范中指出污水排放應(yīng)該根據(jù)城市排水與污水處理規(guī)劃，并且與生態(tài)建設(shè)、城市防洪、河道水系等專項(xiàng)計(jì)劃相協(xié)調(diào)。

綜上所述，城市室外雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作關(guān)系到城市建設(shè)水平和未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展情況，為了給城市居民創(chuàng)造更好的居住環(huán)境和工作環(huán)境，為了減少或者避免降雨自然現(xiàn)象或者天氣災(zāi)害給城市帶來(lái)財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)當(dāng)不斷學(xué)習(xí)并借鑒國(guó)際先進(jìn)的雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并從國(guó)內(nèi)城市的現(xiàn)實(shí)情況出發(fā)，加強(qiáng)城市雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

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