浅议城市雨水管网系统施工设计

'浅议城市雨水管网系统施工设计　　摘要：本文基于城市雨水管网设计的主要内容和方法，对雨水管网设计的一些关键肉容进行了分析。关键词：城市；市政；雨水管网；设计Abstract:Thispaper,themaincontentsandmethodsofdesignofcityrainwaterpipenetworkbasedonsomekeymeat,rainwaterpipenetworkdesigncapacityareanalyzed.Keywords:City;municipalrainwaterpipenetwork;design;中图分类号：TU998城市雨水管网系统不仅是保护城市环境和排涝减灾的基础设施，更是维系城市健康水循环和良好水环境，实现水资源可持续利用的人类社会的生命线工程。对雨水管网进行设计，寻求满足各种技术和可靠性条件，不仅具有重要的理论和应用价值，而且具有明显的经济和社会效益。本文基于城市雨水管网设计的主要内容和方法，对雨水管网设计的一些关键肉容进行了分析。一、城市雨水管网设计的主要内容和步骤8 城市雨水管网系统设计的主要内容包括确定当地暴雨强度公式；划分排水流域，进行雨水管渠的定线，确定可能设置的调节池、泵站的位置；根据当地气象与地理条件，过程要求等确定设计参数[1]；计算设计流量和进行水力计算；确定每一个设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深；绘制管渠平面图和纵剖面图。其主要的步骤如下。划分排水流域，进行管道定线根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。在总平面图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。划分设计管段根据管道的具体位置，在管道转弯、管径或坡度改变、有支管接入、管道交汇等处以及超过一定距离的直线管段上都应设置检查井。把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为设计管段。并从管段上游往下游依次进行检查井的编号。确定各设计管段的汇水面积各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分。并将每块面积进行编号，计算其面积并将数值标注在图上[2]。汇水面积除包括街坊外，还应包括街道、绿地等。8 4、确定各排水流域的平均径流系数通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占比例，计算出该排水流域的平均径流系数。也可根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数。5、确定设计重现期和地面集水时间结合地形特点、汇水面积的地区建设性质和气象特点确定设计重现期。各排水流域的设计重现期可相同，也可不同。根据设计地区的建筑密度、地形坡度和地面覆盖种类、街坊内是否设置雨水暗管等，确定雨水管道的地面集水时间。6、求单位面积径流量暴雨强度与径流系数的乘积，称为单位面积径流量。7、管渠材料的选择雨水管道管径小于或等于400mm采用圆形断面的混凝土管，管径大于400mm采用钢筋混凝土管。8、雨水管道的水力计算列表进行雨水干管的水力计算，求得各设计管段的设计流量。并确定各设计管段的管径、坡度、流速、管内底标高及管道埋深等值。9、绘制雨水管道的平面图和纵剖面图雨水管道平面图和纵剖面图的绘制方法和要求与污水管道相同二、城市雨水管渠设计流量的确定8 1、雨量分析雨量分析的要素主要包括降雨量、降雨历时、暴雨强度、降雨面积、汇水面积、暴雨强度的频率、暴雨强度的重现期等。这里需要注意的几个问题：一是任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨水管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分布是均匀的。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。二是在排水管网的设计中，如果使用较高的设计重现期，则计算的设计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但排水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。确定设计重现期的因素有排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的大小等。一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于支管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。重现期的最小值不宜低于0.33年，一般选用0.5~3年。重要的干道、区域，一般选用2~5年。2、暴雨强度公式8 暴雨强度公式是反映暴雨强度q(i)、降雨历时t、重现期P三者之间的关系，是设计雨水管渠的依据。我国《室外排水设计规范》中规定，我国采用的暴雨强度公式的形式为：，目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度公式，当这些城镇需要设计雨水管渠时，可选用附近地区城市的暴雨强度公式。三、雨水管渠水力计算的方法在进行雨水管道水力计算时，各管段的设计流量为已知。雨水管网水力计算包括两方面内容：确定各管段的直径和坡度（流速）确定出的雨水管段直径和坡度，必须符合设计规范要求，即：计算得来的一定管径在一定坡度的敷设下，通过设计流量时，流速要满足最小流速、最大流速的要求。（与污水管道的水力计算有不同）2、确定各管段始点和终点的埋设深度（水面标高、管底标高）处理好各管段之间的衔接设计。确定管段的直径和坡度，应从上游管段开始，依次向下游管段计算[3]。在具体计算时，设计流量和管道粗糙系数已知，还有管径、管道坡度I和流速是未知的，因此需要先假定１个求其它两个，这样的数学计算非常复杂，而且经常要试算。为了简化计算，常采用水力计算图或水力计算表进行。四、城市雨水管网设计关键点分析1、充分利用地形，就近排入水体8 雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管布置在地形低处或溪谷线上；当地形平坦时，雨水干管布置在排水流域的中间，以便于支管接入，尽量扩大重力流排除雨水的范围。2、尽量避免设置雨水泵站当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位标高时，需将管道适当集中，在出水口前设雨水泵站，经抽升后排入水体。尽可能使通过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站的工程造价和经常运行费用。3、根据城市规划布置雨水管道通常应根据建筑物的分布，道路布置及街坊或小区内部的地形，出水口的位置等布置雨水管道，使街坊或小区内大部分雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。雨水干管的平面和竖向布置应考虑与其它地下管线和构筑物在相交处相互协调，以满足其最小净距的要求。市区内如有可利用的池塘、洼地等，可考虑雨水的调蓄。在有连接条件的地方，可考虑两个管渠系统之间的连接。雨水管道应平行道路敷设，宜布置在人行道或绿化带下，不宜布置在快车道下，以免积水时影响交通或维修管道时破坏路面。当道路大于40m时，应考虑在道路两侧分别设置雨水管道。4、根据具体条件合理采用明渠或暗管8 在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交通量大，一般采用暗管排除雨水。暗管通常卫生条件好、不影响交通，但造价高。在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地方，一般考虑采用明渠。明渠造价低，但容易淤积，孳生蚊蝇，影响环境卫生，且占地大，使道路的竖向规划和横断面设计受限，桥涵费用也增加。在地形平坦、埋设深度或出水口深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水。5、合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定，以使雨水不致漫过路口。一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。此外，在道路上每隔25～50m也应设置雨水口。此外，在道路路面上应尽可能利用道路边沟排除雨水，为此，在每条雨水干管的起端，通常利用道路边沟排除雨水，从而减少暗管长度约100～150m，降低了整个管渠工程的造价。6、雨水出水口的布置当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。就近排放管线短、管径小，造价低。当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造价较高，此时宜采用集中出水口式布置形式。7、排洪沟的设置8 对于傍山建设的城市和厂矿企业，为了消除洪水的影响，除在设计地区内部设置雨水管道外，尚应考虑在设计地区周围或超过设计地区设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄下来的洪水，并将其引入附近水体，以保证城市和厂矿企业的安全。参考文献：[1]王祥,张行南,张文婷等.基于SWMM的城市雨水管网排水能力分析[J].三峡大学学报（自然科学版）,2011,33(1):5-8.DOI:10.3969/j.issn.1672-948X.2011.01.002.[2]覃韬.城市雨水管网系统设计可靠性探析[J].中国科技博览,2011,(32):412-413.[3]温一凡.浅析城市雨水管网排水系统设计[J].科学之友,2011,(27):111-112.8'