可克達(dá)拉市城西工業(yè)園道路雨水工程設(shè)計(jì)

趙 明 朱曉娟

（鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

1 引言

可克達(dá)拉市是新疆維吾爾自治區(qū)直轄縣級(jí)市，與新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第四師實(shí)行師市合一管理體制，由新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)管理；東臨伊犁州首府伊寧市，西接霍爾果斯市，南靠都拉塔口岸，北依天山北脈科古爾琴山；可克達(dá)拉市城西工業(yè)園位于可克達(dá)拉市西部，總用地面積26.74 km2，見圖1。

圖1 區(qū)域位置圖

園區(qū)總體定位：依據(jù)可克達(dá)拉市工業(yè)園區(qū)整體建設(shè)思路，將城西工業(yè)園打造成以農(nóng)副產(chǎn)品及食品加工、機(jī)械制造、精細(xì)化工等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)的重要工業(yè)園基地。

自城西工業(yè)園成立以來，大力進(jìn)行了市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。我們?cè)诘缆酚晁こ淘O(shè)計(jì)過程中，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中存在問題進(jìn)行了深入剖析，綜合初雨徑流污染控制、雨水資源化利用、排水體制提升、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)防控等多目標(biāo)的要求，在降低工程費(fèi)用的同時(shí)，有效地提升了園區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)水平。

2 傳統(tǒng)雨水工程設(shè)計(jì)及存在問題

鄰近城市和城西工業(yè)園已建道路的排水體制采用不完全分流制，排水管道采用截流式干管布置，生活污水、工業(yè)廢水排入截流式干管；雨、雪就近排入邊溝、邊渠，澆灌人行道邊的樹木或綠化帶，短期多余雨水徑流排入截流式干管。該排水體制實(shí)質(zhì)上仍然是雨污合流體制。

通過對(duì)相鄰已建道路排水工程的建設(shè)和運(yùn)行情況分析，采用上述排水體制的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在以下問題。①由于采用市政道路橫斷面設(shè)計(jì)，人行道高出車行道0.1 m～0.2 m，道路邊沒有設(shè)置邊溝，樹木或綠化帶地面也沒有下凹，“雨、雪就近排入邊溝，澆灌人行道邊樹木或綠化帶”沒有充分體現(xiàn)，而是采用雨水篦等收水設(shè)施收集后排入截流式干管，進(jìn)入污水處理廠。②大量雨水進(jìn)入污水處理廠，導(dǎo)致進(jìn)廠污水水質(zhì)濃度明顯偏低；強(qiáng)降雨時(shí)，進(jìn)入污水處理廠的雨水量遠(yuǎn)超其承受能力，造成極大沖擊，嚴(yán)重影響污水處理廠的正常運(yùn)行。③由于年均降水量只有245.1 mm，雨水資源的稀缺性沒有被充分認(rèn)識(shí)，被當(dāng)作廢水，白白流失。

3 降雨特點(diǎn)及地表滲透能力分析

3.1 暴雨強(qiáng)度公式

采用暴雨強(qiáng)度公式為：

式中：P為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，取2年，t為降雨歷時(shí)(min)。

3.2 降雨雨型

上述暴雨強(qiáng)度公式不能直觀地反映該地區(qū)的降雨特點(diǎn)，為此，我們根據(jù)該公式，按P=2、t=60求出降雨雨型，如圖2所示。

根據(jù)該雨型分析可知：①最大的雨峰突出S1，10 min的降雨量為7.07 mm，降雨強(qiáng)度為0.707 mm/min，之后迅速衰減；②第1小時(shí)的降雨量僅為11.2 mm，通過計(jì)算亦可知第2小時(shí)的總降雨量為0.65 mm。

3.3 地表滲透能力分析

建設(shè)基地的表層土壤土質(zhì)情況如下。

風(fēng)積細(xì)砂：黃色，層厚2.5 m～3.0 m；成分以石英、長石為主，表層含少許植物根系。

圖2 1h降雨雨型圖

根據(jù)上述地質(zhì)情況，可見建設(shè)基地的地表土質(zhì)顆粒較大，滲透性較強(qiáng)，滲透率在0.7 mm/min～3.5 mm/min[1]，考慮到有植物根系的因素，取其滲透率為0.8 mm/min，滲透能力與降雨強(qiáng)度關(guān)系見圖2，當(dāng)降雨量超出P=2時(shí)的雨峰降雨強(qiáng)度，因此，降雨能迅速滲透進(jìn)土壤；但當(dāng)?shù)乇肀挥不螅缃ㄔO(shè)了瀝青路面、停車場(chǎng)、房屋建筑等，則地表滲透能力大為降低，徑流系數(shù)迅速提高，容易導(dǎo)致地表徑流的產(chǎn)生。

4 雨水工程設(shè)計(jì)

4.1 總體方案

排水體制采用雨污分流制，遵循相關(guān)規(guī)范的要求，踐行海綿城市設(shè)計(jì)理念[2]，按照“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”的方法[3]，兼顧本地降雨（雪）特點(diǎn)和雨水資源化利用的要求，同時(shí)考慮強(qiáng)降雨可能造成的內(nèi)澇災(zāi)害防治，統(tǒng)籌以上多目標(biāo)和要求進(jìn)行雨水工程設(shè)計(jì)。

園區(qū)道路排水系統(tǒng)構(gòu)成：污水管網(wǎng)（收集園區(qū)所有生活污水和工業(yè)廢水，截流化工區(qū)的初期雨水，不在本文討論范疇）、源頭控制系統(tǒng)（用于應(yīng)對(duì)雪和小雨的下凹綠地，削減面源污染，能夠滯蓄P=2降雨形成的路面徑流）和內(nèi)澇防治系統(tǒng)，用于有效應(yīng)對(duì)P=20 強(qiáng)降雨導(dǎo)致的澇（積）水排放[4]。

4.2 源頭控制系統(tǒng)

在道路兩側(cè)人行道行道樹間設(shè)置下凹綠地，每3個(gè)樹空設(shè)置2座下凹綠地。車行道路面雨水通過人行道路牙開口進(jìn)入下凹綠地內(nèi),人行道雨水直接進(jìn)入；進(jìn)入下凹綠地的雨水滯蓄、下滲，通過下滲、沉淀、過濾、植物吸附等作用，對(duì)雨水中的SS（懸浮物）及其他污染物質(zhì)進(jìn)行凈化處理（見圖3、圖4）。

經(jīng)測(cè)算，主干道（寬32 m）的下凹綠地需下凹0.2 m，次干道（寬26 m）的下凹綠地需下凹0.16 m。經(jīng)過雨水源頭控制，路面雨水徑流被全部滯蓄，不再有地表徑流排出，因此，雨水管道無須再行設(shè)置，而下凹綠地內(nèi)滯蓄的雨水，小部分被下凹綠地內(nèi)植被吸收，大部分將下滲進(jìn)入地下，涵養(yǎng)地下水源。

圖3 下凹綠地布置平面圖

圖4 人行道下凹綠地橫斷面圖

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，下凹綠地的設(shè)計(jì)便于積雪鏟除時(shí)就近堆放，也更方便雪融水的及時(shí)排放。

4.3 內(nèi)澇防治系統(tǒng)

當(dāng)降雨強(qiáng)度增大，形成的路面徑流量超出下凹綠地的滯蓄能力時(shí)，路面徑流無法再進(jìn)入下凹綠地，將漫溢路面，在重力作用下，沿道路縱坡由高處路面向低處路面流動(dòng)，并最終在豎向凹點(diǎn)路面匯聚，形成澇（積）水區(qū)。因此，在道路的豎向凹點(diǎn)處，從該處向下游的排澇管道直到可靠受納水體，按壓力流狀態(tài)、P=20標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)降雨排放要求進(jìn)行設(shè)計(jì)澇（積）水收集系統(tǒng)。

整個(gè)園區(qū)雖然沒有通常意義上的雨水排放管道，但針對(duì)易澇點(diǎn)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)得到妥善考慮和處理，整個(gè)園區(qū)就不會(huì)發(fā)生強(qiáng)降雨（P=20）形成澇（積）水區(qū)，并阻斷交通的現(xiàn)象，能夠保證園區(qū)交通安全有序的運(yùn)行。

5 結(jié)語

在可克達(dá)拉城西工業(yè)園道路雨水工程設(shè)計(jì)過程中，我們改變了過去對(duì)雨水“一排了之”的簡單做法，遵循海綿城市設(shè)計(jì)理念，統(tǒng)籌多目標(biāo)和要求，構(gòu)建了一套“源頭控制+內(nèi)澇防治”的雨水排水工程系統(tǒng)，有效滿足了從小雨（雪）到大雨安全排放的要求，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約和利用、防澇風(fēng)險(xiǎn)管控的有機(jī)結(jié)合與統(tǒng)一。

該設(shè)計(jì)方法和思路對(duì)園區(qū)其他建設(shè)項(xiàng)目，乃至附近城市或園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目雨水工程設(shè)計(jì)具有積極的參考意義。