四川某片區市政排水管道的規劃

李彥龍（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610000）

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四川某片區市政排水管道的規劃

李彥龍（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610000）

市政排水管道為城市雨水、污水排水的主要通道，其對保證片區雨水、污水的順利排放，推進雨、污分流工作及環境保護工作具有重要意義。經排水管道規劃明確的排水體制、排水管道排向、服務面積、管徑、標高等參數，對指導城市排水管道的設計、建設具有重要意義。

排水管道規劃；海綿城市建設；洪水頂托

1　項目概述

1.1片區概況

本次規劃片區為四川某市規劃新區，規劃區以居住用地、商業用地、現代農業產業用地為主，規劃區面積約 11km2，其中建設用地約9km2，規劃居住人口約10萬人。

1.2現狀排水情況

規劃區總體地勢為北高南低，西高東低。規劃區西側邊界外以山地為主，東側、北側邊界外為江河及其防洪堤，片區南側江河上設置有水電站，雨水出口位于南側水電站壩后。片區水系發達，現狀水系一般自北向南、自西向東排放，水系主要以片區南側水電站壩后河道為出口。

片區分布有少量居民自建房及工廠等，由于片區污水處理廠暫未建成，片區污水主要以化糞池、沼氣池等簡易設施處理后就近排入溝渠、水系，給當地水環境造成污染。

1.3片區地質情況

片區現狀用地以農業用地為主，除西側少量山地外，其余均為平原地帶。片區地質自上而下依次為耕植土、粉質粘土、砂卵石層等。其中砂卵石層透水性良好。

1.4現有相關規劃

規劃區已有總體規劃及片區控制性詳細規劃、片區水系規劃等。

總體規劃及片區控制性詳細規劃：對片區用地、片區水系、市政管線、污水處理廠等已有相應階段的規劃方案。

片區水系規劃：對片區水系做了詳細規劃，明確了設計洪水位、溝底高程、渠道斷面、渠道匯水面積等內容。

1.5規劃內容及期限

本次規劃主要內容為片區排水管道規劃，規劃期限與片區總體規劃規劃相一致，為2015～2020年。

1.6排水體制選擇

根據《室外排水設計規范》及環境保護的要求，片區排水體制為分流制。

2　排水管道規劃

2.1雨水管道規劃

2.1.1雨水系統分區規劃

本次規劃雨水系統分區需結合片區規劃水系，根據片區水系規劃，可供片區雨水管道排入的規劃水系共有8條排洪溝渠，因此，片區雨水分區亦分為8個分區，每個分區對應一條規劃水系作為分區雨水排出口，片區規劃水系最終均排入片區南側水電站壩后。

2.1.2雨水管道平面規劃在結合片區道路規劃的基礎上，雨水管道平面位置一般布置在規劃道路下，同時根據道路坡向及規劃水系位置考慮雨水管道排向，雨水排水采用就近排放的原則，規劃雨水管道就近排入片區規劃水系。

2.1.3雨水管道豎向規劃

考慮到與其它地下管道交叉的需要，雨水管道起端覆土一般按2m考慮，為合理控制管道埋深，管道坡向與道路坡向一致的路段，一般取道路坡度為管道坡度，相反的路段，一般取規范允許的較小坡度為管道坡度，以便盡量減小管道埋深。除此之前，雨水管道高程還需與沿線涵洞、地下管線、地下構筑物、管道出口水系、溝渠等相協調。規劃雨水管道采用管頂平接。

2.1.4雨量計算

本次雨量的計算主要采用了推理公式計算法 （用于集雨面積在2km2以內的雨水管渠）計算。

推理公式計算法：Q=q×φ×F

式中：Q——雨水流量（L/s）；

q——設計暴雨強度［L/（s*ha）］；

φ——綜合徑流系數；

F——匯水面積（ha），根據規劃地形高程劃分管道匯水面積。

暴雨強度公式采用當地暴雨強度公式：

式中：P——設計降雨重現期（年）；

t——降雨歷時（min），t=t1+t2，t1為地面集水時間：取5～10min。t2為管渠內流行時間。

2.1.5管渠水力計算公式

雨水管道水力計算按滿流計算。

流量Q=v·A（m3/s）

式中：A-水流有效斷面面積（m2）；v-水流斷面的平均流速（m/s）。

式中：R——水力半徑（m），R=A/P，P-濕周（m）；

I——水力坡降，重力流管渠按管渠底坡降計算，I= h/l（管渠起終點高差與該段長度之比）；

n——粗糙系數，其取值與管道材料相關。

2.1.6主要參數規劃標準

（1）設計暴雨重現期

根據片區控規及 《室外排水設計規范》（2014年版）的要求，雨水重現期取值為：

一般地區重現期采用P=2～3年。

重要干道、重要地區重現期P=5年。

（2）綜合徑流系數

綜合徑流系數ψ：對于建筑密集、城市化面積較高的城區采用ψ＝0.65，其余地區采用ψ＝0.60，綠地采用ψ＝0.25。

2.1.7雨水管道規劃成果

經過上述規劃過程，得出片區雨水管道規劃管徑為d600～d1600，規劃雨水箱涵尺寸為BXH=1.5×1.0m～BXH=2.5× 1.5m。規劃雨水管渠總長約47km，采用鋼筋混凝土管及現澆鋼筋混凝土箱涵，總投資約1.67億元。

2.2污水管道規劃

2.2.1污水系統分區規劃

本次規劃污水系統分區需結合片區污水處理廠規劃及道路平面、豎向規劃，根據片區控制性詳細規劃，片區規劃有一座污水處理廠，布置于片區南側地塊。根據片區道路平面、豎向規劃，自北向南貫穿整個片區的道路主要有兩條，同時上述兩條道路地勢較低，因此本次規劃考慮將片區污水主干管布置于上述兩條道路。根據污水主干管的走向，本次規劃區污水系統共分為兩個分區，片區污水最終均進入污水處理廠。

2.2.2污水管道平面規劃

在結合片區道路豎向規劃的基礎上，污水管道平面位置一般布置在規劃道路下，污水主干管布置盡量靠近排水大戶及城市主干道，考慮到片區規劃水系發達，本次污水管道布置時盡量避免穿越規劃水系，以便優化污水管道埋深。片區污水主管道最終進入城市污水處理廠，經處理達標后進入片區規劃水系排放，城市污水也可經深度處理為中水，供城市綠化、澆灑等用水。

2.2.3污水管道豎向規劃

考慮到與其它地下管道交叉的需要，污水管道起端覆土一般按3.0m左右考慮，豎向總體上污水管道置于雨水管道之下。為合理控制管道埋深，管道坡向與道路坡向一致的路段，一般取道路坡度為管道坡度，相反的路段，一般取規范允許的較小坡度為管道坡度，以便盡量減小管道埋深。除此之前，污水管道高程還需與沿線涵洞、地下管線、地下構筑物、溝渠等相協調。污水管道采用管頂平接或水面平接。

2.2.4污水管道水量計算

污水量計算采用面積比流量計算的方式，根據相似城市經驗，確定污水支管面積比流量q0取值為1.0L/s·ha（平均日平均時），污水干管面積比流量q0取值為0.8L/s·ha（平均日平均時）。

Qz=q0×F×Kz

式中：Qz-設計管道污水量（L/s）；q0-面積比流量（L/s·ha），F-管道匯水面積（ha）；Kz-總變化系數。總變化系數Kz由Kz= 2.7/Q平0.11計算而得，其中：Q平-平均日平均時污水量（L/s）。

2.2.5管渠水力計算公式

污水管道水力計算公式同雨水管道公式。污水管道按非滿流考慮，其充滿度根據《室外排水設計規范》（2014年版）要求確定。

2.2.6污水管道規劃成果

經過上述規劃過程，得出片區污水管道規劃管徑為d400～d1200，規劃污水管道總長約52km，采用鋼筋混凝土管，總投資約0.8億元。

3　海綿城市建設措施

為響應國家關于建設海綿城市的要求，大力推進建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”，結合片區用地規劃、規劃區地質條件等因素，提出了規劃區可采用的海綿城市建設措施主要有以下幾個方面：

3.1透水鋪裝

規劃區的人行道、廣場等需要硬質鋪裝的地面可采用透水性良好的材料，停車場等使用可滲透地面，將雨水充分下滲形成地下水，補充地下水源，減少地面徑流量。

3.2雨水調蓄池

與片區規劃水系相結合，在水系周邊綠地設置雨水調蓄池，既可起到調整洪峰流量的作用，減緩洪峰排洪壓力，又可將貯存的雨水用作城市道路、綠地澆灑用水。

3.3屋面雨水收集系統

對于規劃區建筑，建議設置屋面雨水收集系統，收集主要采用綠化屋面或者屋面雨水收集器，收集到的雨水通過雨水罐存儲，可作為綠化澆灑、景觀用水等。

3.4下凹式綠地

下凹式綠地是在城市綠地設置的下凹的綠化區域，利用下凹空間充分收集、下滲雨水、削減洪峰流量、減少地表徑流，有效增加了雨水調蓄容量、下滲時間的一種措施。針對規劃區，建議可在城市規劃綠地、公園等設置下凹式綠地。

3.5淺草溝、卵石溝及生態濾溝

可在綠地區域內修建淺草溝、卵石溝及生態濾溝，與市政雨水主管連通，并設置沉泥設施，優先收集雨水儲存，多余雨水排入城市雨水管道或城市規劃水系。收集的雨水可用作城市綠化、道路澆灑等市政用水。

淺草溝表面鋪設草坪，內填一定級配的礫石、卵石及種植土，利用這種近似自然植被的生態條件增強對雨水（尤其是初期雨水）的截流效果，起到減水減沙的過濾和水土保持作用。卵石溝是填有一定級配卵石的可滲濾排水溝，可促進初期雨水的入滲，并對后期雨水進行過濾并輸送。卵石溝能去除原雨水中大多數的懸浮顆粒，及部分有機物和氮磷。

3.6人工濕地

結合片區景觀綠化設計，建議在規劃區低洼綠化帶設置生態濕地，將雨水收集后排入生態濕地，利用生態系統將污染較嚴重的初期雨水進行自然凈化，處理后排放到片區規劃水系或進行資源化利用。人工濕地既起調蓄洪水作用，又為城市增加一道亮麗的風景線。

4　關鍵技術問題的處理

4.1洪水頂托問題

在洪水期，規劃區雨水管、渠雨水的排放均受到出口河道洪水的頂托作用，為盡量減小洪水頂托的影響，避免片區雨水內澇積水。本次規劃對規劃水系沿線洪水位進行了復核計算，對于溝渠超高較小、易發生內澇積水的路段，采取增大雨水管道管徑、減小雨水管道規劃坡度，以便減小頂托段水頭損失的方式避免產生內澇積水。

4.2污水管道與規劃水系高程交叉問題

本次規劃區規劃水系發達，污水管道難免會與規劃水系產生交叉，為避免交叉后增加污水管道埋深，增加工程投資，本次規劃考慮除必須與規劃水系交叉的污水管道外，其余盡量避免污水管道與規劃水系產生交叉。

5　結論

市政排水管道規劃的編制是十分必要的，本次從規劃階段對片區排水管道的相關參數進行了明確，提出了海綿城市建設的相關措施，規劃成果科學可行，可作為后續市政排水管道設計、建設的依據及指導性文件。

［1］《室外排水設計規范（GB50014-2006）（2014年版）》.中國計劃出版社，2014，3.

［2］《給水排水設計手冊第5冊——城鎮排水》（第二版）.中國建筑工業出版社，2004，4.

［3］《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》.住房城鄉建設部，2014，10.

李彥龍（1983-），男，工程師，大學本科，主要從事給排水工程設計工作。

TU991

A

2095-2066（2016）17-0051-02

2016-6-5