淺談火力發電廠室外雨水排水系統優化設計

引言：火力發電廠室外雨水排水系統設計應結合多專業內容進行綜合考慮。筆者分別從管道布置、參數選擇、雨水綜合利用等方面對火力發電廠雨水排水系的影響做了分析和比較，并提出了統優化設計提出建議。

室外雨水排水系統設計在火力發電廠設計當中占據非常重要的一個環節，雨水排水設計不僅關乎到電廠建設的投資成本，而且如設計不合理，發生排水不暢，將造成廠區內積水，積水過深還有可能出現重大的質量安全事故。鑒于電廠室外雨水排水的重要性，需要對其設計進行進一步的優化分析、研究。

一、火力發電廠室外雨水排水系統設計現狀

長期以來，國內火力發電廠室外雨水排水設計大都延用重力式雨水排水系統，傳統的雨水排放系統是將道路上匯集的雨水通過雨水口收集，排至雨水檢查井，再通過管道排出廠外。雨水排水系統實際上是包含了建筑、水工、建筑物總平面布置及道路設計等多個專業的系統工程，而目前雨水排水系統的設計則大都由水工工藝專業單獨完成。由于專業知識所限，使得雨排水系統設計往往無法考慮全面，存在缺陷也就無法避免。

二、火力發電廠室外雨水排水系統設計優化

合理的雨水排水系統的設計，不但要綜合考慮雨水管道平面位置、埋設深度以及雨水的布置等，還應該結合場地區域特點，合理選擇地面覆蓋物，使其即能滿足功能要求，有具有較小的徑流系數，從而減輕排水系統負擔。

2.1"管道布置

2.1.1"管道的平面位置

火力發電廠室外雨水排水管道應沿廠區道路布置，盡量敷設在道路外側綠化帶下，以方便日后檢修。雨水管道的平面位置應能夠滿足檢查井的施工要求，并且盡量靠近路邊石。電廠內道路通常采用城市型單向坡或雙向坡路面，根據路面坡向，采用在道路單側或雙側布置雨水口。單向坡的路面，還應將雨水管道與雨水口布置在道路中心線同側，這樣可以縮短雨水口連接管的長度，即提高了雨水口的排水能力，又降低了工程造價，同時在檢修時無需破壞路面，便于維修。

2.1.2"雨水口的布置

雨水口是雨水管道上收集地面雨水的管道系統附屬構筑物。匯集于路面上的雨水首先經過雨水篦，通過連接管進入排水管渠。雨水口設置位置不當、數量不足及堵塞等均可造成暴雨時路面積水。在《室外排水設計規范》中，對雨水口的設計有相應規定，但并未提出明確的設計計算方法，而是只給出經驗參考值，導致設計人員往往憑經驗沿道路等距離布設雨水口，隨意性較大，不能保證設計的合理性、經濟性。

2.1.3"管道的埋深

在整個廠區采用同一設計標高的情況下，雨水管道系統的整體埋深取決于各支路的起點埋深和坡度，而終點埋深則取決于埋深最大的支路。

當管道起點位于環形道路一側時，選擇合適的管道起點，大致可分為三種情況：

①選擇適當的管道起點位置，使兩個支路的管道長度相等;

②選擇適當的管道的起點位置，使得兩個支路的匯水面積相等;

③選擇適當的管道的起點位置，使得兩個支路的末端洪峰流量相等。

分析以上三種情況：①當兩個支路的管道長度相等，匯水面積不同時，由于雨水管道的坡度大致在0.002～0.003之間，因此，兩個支路的管道末端坡降大致相同，而由匯水面積不同引起的末端管徑一般相差1～2級以內，即由管徑不同引起的標高差在0.1～0.2m以內。因此，可以推斷當兩個支路的管道長度相等時，其管道末端埋深大致相同，此種方案兩個支路間不存在跌水，施工土方量最小;②當兩個支路的匯水面積相等，管道長度不同時，由于雨水管道的坡度大致在0.002～0.003之間，管道長度較大的支路管道末端坡降大，管道長度較小的支路由于其管內流行時間短，洪峰流量大而導致其管徑大，但一般情況下，兩個支路的末端管徑一般相差1～2級以內。因此，可以推斷當兩個支路的匯水面積相等時，管道較長著管道埋深大，兩個支路之間存在跌水。但由于兩個支路負責排水的面積相同，當任一支路出現堵塞或其它問題，而引起排水不暢時，電廠受影響的面積最小;③與第二種情況類似，此種情況為考慮流量系數后，兩個支路的匯水面積相同。此時，管道較長著管道埋深大，兩個支路之間存在跌水。當任一支路出現堵塞或其它問題，而引起排水不暢時，另一支路的排水能力最強。

2.2"徑流系數的選擇和控制

雨水徑流系數的確定直接影響著電廠抵御雨水安全的能力和其雨水設施造價。所以如何選擇雨水徑流系數，在雨水工程中起著關鍵的作用。

電廠徑流系數的控制可從以下幾方面考慮：

1）加強綠地系統建設，增強綠地調蓄功能，在廠區綠化設置時，應考慮綠化對雨水蓄滲的作用，近可能多的建設綠地系統，加強雨水蓄滲。

2）設滲透性路面，增強道路雨水滲透推廣采用透水性路面，以減少地區雨水徑流。

2.3"其它

通過雨水系統的優化設計，提高排水管道末端標高，當管道標高高于排放水體標高時，就有可能通過重力管道，直接將雨水排放，省去了雨水提升泵站，既節約了工程一次性投資，又降低了運行成本，還減少了構筑物占地面積，可謂一舉多得。電廠主廠房屋面雨水通常采用內排水，即通過屋面雨水斗收集到的雨水通過管道最終排入室外檢查井，這就為設計人員控制雨水排放提供了可能。將主廠房屋面雨水通過雨水管道分散的排入室外雨水排放系統，相當于將主廠房屋面匯水面積均勻的分布于雨水管道各處，從而降低系統洪峰流量，減小下游管徑，節約工程造價。

三、雨水綜合利用

火力發電廠電廠雨水，根據其收集方式不同，可分為屋面雨水和地面徑流雨水。通常屋面雨水的水質較好，經簡單處理后即可回收用于生產用水補充、煤場噴灑、澆灑綠地等。因此，針對不同電廠建（構）筑物的特點，在設計中考慮對主廠房、封閉煤場等大型建（構）筑物的屋面雨水進行收集利用，可以起到削減洪峰流量、減少管網規模、補充水資源的作用。

四、結束語

綜上所述，筆者認為火力發電廠室外雨水排水系統可考慮從以下幾方面優化：①優化管道布置，縮短管長度，提高雨水口的效率，結合工程特點確定管道埋深控制點;②加強綠地及透水性路面建設，降低徑流系數③充分利用現有排水設施，實現“高水高排、低水低排”;④加強雨水綜合利用。

參考文獻

[1]趙容馨.談雨水重現期和徑流系數的選擇[J]."山西建筑，2012，38（31）：143-144.

（作者單位：遼寧電力勘測設計院）