城市雨水管道的設(shè)計系統(tǒng)分析

王日芹

青島水務(wù)集團(tuán)有限公司排水分公司，山東青島 266000

隨著我國雨水管道設(shè)計水平的不斷提高，在設(shè)計中對計算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了雨水管道系統(tǒng)設(shè)計水平的進(jìn)一步提高，在計算機(jī)程序中，運(yùn)用科學(xué)、合理的計算程序，進(jìn)一步規(guī)范了城市雨水管道設(shè)計的體系，為加強(qiáng)程序化設(shè)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(jìn)程中，城市雨水管道系統(tǒng)是指在城市建設(shè)的過程中其雨水口、雨水管道檢查井、出水口等一些構(gòu)筑物共同組成的一個整套的基礎(chǔ)工程設(shè)施。在城市雨水管道系統(tǒng)的設(shè)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(shè)計中，主要針對管道的組成部分進(jìn)行設(shè)計、促進(jìn)管道的有效使用、提高雨水的排放及時性。

2 暴雨強(qiáng)度公式和設(shè)計參數(shù)

2.1 暴雨強(qiáng)度公式確定

城市雨水管道設(shè)計中，首先需要確定暴雨強(qiáng)度公式、流量公式以及設(shè)計參數(shù)。其中暴雨強(qiáng)度公式是在城市雨水管道設(shè)計中，通過研究雨水口、雨水管道、檢查井、出水口等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算的公式。雨水管道設(shè)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(jìn)行計算以后，進(jìn)一步推算出流量設(shè)計。管道設(shè)計參數(shù)的確定中，雨水管道設(shè)計流量包含的設(shè)計參數(shù)有：設(shè)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(jié)果。在雨水管道設(shè)計重現(xiàn)期的選用中，主要是根據(jù)匯水面積地區(qū)建設(shè)的性質(zhì)、地形的特點(diǎn)及氣象特點(diǎn)來具體的規(guī)劃，通常在選用中需要與道路設(shè)計相協(xié)調(diào)。

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(jìn)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(jìn)行具體的分析，確定好設(shè)計的參數(shù)，當(dāng)遇到了強(qiáng)度較大的暴雨或歷時較長的降雨時，就需要從地面點(diǎn)徑流過程的變化考慮。最終總結(jié)到：在雨水管道設(shè)計流量中，需要用匯水面積的最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水流至設(shè)計的斷面時間來判斷，在設(shè)計降雨歷時時，采用集水時間的符號來表示，能夠?qū)ε潘饔騽澐帧⒐艿蓝ň€、調(diào)節(jié)池以及泵站位置的確定，最終設(shè)計好雨水管到的徑流量。

在城市雨水管道設(shè)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(jìn)行詳細(xì)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(shè)計依據(jù)是根據(jù)城市的規(guī)模進(jìn)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(jìn)行劃分，遵循的原則是：雨水能夠以自流排水進(jìn)行，及時的排放城市的暴雨。

城市雨水管道系統(tǒng)的設(shè)計體系中，其管道的定線是根據(jù)城市總體圖來詳細(xì)的確定雨水管道的位置和走向的，在設(shè)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(shè)計中需要結(jié)合地形、線路條數(shù)、排水體制、出水口的位置、水文地質(zhì)、道路寬度等指標(biāo)來確定管道定線。除此之外，還需要對調(diào)節(jié)池的位置以及高程控制點(diǎn)進(jìn)行具體的確定，將調(diào)節(jié)池來調(diào)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(diǎn)中，需要根據(jù)城市豎向規(guī)劃進(jìn)行，合理的安排管道系統(tǒng)的深埋情況。

3 雨水管道設(shè)計的程序

針對雨水管道的設(shè)計，首先，通過對城市的整體地形以及詳細(xì)的規(guī)劃進(jìn)行了解，具體的分析水文、地質(zhì)以及暴雨的流量，做好設(shè)計的準(zhǔn)備。其次，對排水流域、管道定線、劃分設(shè)計管段、計算匯水面積、排水流域的平均徑流系數(shù)、設(shè)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(shè)計的流量和控制點(diǎn)的深埋狀況，根據(jù)上述的計算結(jié)果來繪制雨水管道平面圖，確定設(shè)計的結(jié)果。

4 排水流域劃分、管道定線以及調(diào)節(jié)池、泵站位置

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

對排水區(qū)域進(jìn)行確定，之后對其進(jìn)行劃分。排水系統(tǒng)設(shè)置的界限就是排水區(qū)界，排水區(qū)界是依據(jù)城鎮(zhèn)設(shè)計規(guī)模來進(jìn)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(jìn)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(zhì)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(diào)節(jié)池位置以及高程控制點(diǎn)的確定。我們可以把將較大容積的調(diào)節(jié)池設(shè)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(shè)計排泄流量之后，可以把存儲在池中的水排出。調(diào)節(jié)池的作用是對洪峰徑流量進(jìn)行了調(diào)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(diào)節(jié)池后沒有泵站，那么可以降低裝機(jī)容量。在對控制點(diǎn)的標(biāo)高一方面進(jìn)行確定時，需要參考城市的豎向規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上可以保證排水區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的雨水都能得到及時的排除，此外在埋深上要適當(dāng)留些余地，也不能因重視個別控制點(diǎn)而對全部管道系統(tǒng)的埋深進(jìn)行增加。

5 結(jié)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(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計規(guī)劃，根據(jù)暴雨強(qiáng)度公式、地表徑流量以及設(shè)計的其他參數(shù)進(jìn)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(diào)節(jié)池和泵站進(jìn)一步規(guī)劃，在參數(shù)的分析中，結(jié)合城市地形、地貌、徑流量、平均徑流系數(shù)等，合理的設(shè)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(gòu)筑物進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)劃，在科學(xué)的設(shè)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(jìn)了雨水管道設(shè)計的程序化進(jìn)程。

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