淺談露天公交場站雨水排水設計及簡便計算方法

洪英強

（廈門公共交通場站有限公司，福建 廈門 361000）

一、工程概況

某綜合性公交樞紐站總用地面積約1.9hm2，總建筑面積約1399m2，共分公交車停靠區、社會停車場、休閑廣場和服務配套設施四個部分，其中，候車島8座，可容納10多條公交線路停靠；社會車輛停車位120個（大巴車位12個，小車位108個）；休閑廣場和服務配套設施包括中心花園、步行街、2幢商業建筑、2幢公廁。

二、雨水系統的組成及平面布置

1 組成：雨水系統主要由雨水管、檢查井和雨水口（含雨水口接入管）等組成。

2 平面布置：

雨水管：該樞紐站呈長條形、地勢平坦、功能分區清晰，因此匯水面積宜以中心花園為界劃分為左右兩個區，并共用主干管排出，遵循就近排放的原則，接入會展南路綠化帶市政雨水檢查井SY12（接入管管底標高為4.48，管徑800）。根據總平地面標高布置管道走向，排水管道沿場地內部道路路中布置，共設7條雨水支管：5條布置于圖中5條車道路中、2條布置于1、2號商業樓背后；其中支3、支4、支5、支6匯合后排入干2，支1、支2匯合后排入干1，干1、干2與支7再經匯合后由匯出總管排入市政雨水檢查井接口。

檢查井：規范規定在管線交匯處、轉彎處、管徑或坡度改變處、跌水處以及直線管段上每隔一定距離處應設檢查井，包括終端井、支管接入井、管徑變化井、底標高突變井、轉彎井（轉角大于30度）、以及按間距要求布置的井。檢查井在直線管段的最大間距應根據疏通方法等具體情況確定，300~400管徑的雨水檢查井最大間距不超過50 m。此外，檢查井還和雨水口的位置有關，雨水口的連接管是一定要排入檢查井連通排出的，因此，管道連接處及轉彎處等都要加檢查井。本工程主要就是根據雨水口支管接入要求，根據雨水口的位置及間距進行布置（詳見表1）。

表1 檢查井最大間距

雨水口：雨水口的型式、數量和布置，應按匯水面積所產生的流量、雨水口的泄水能力及道路型式確定。本工程沿道路兩側成對布置，有兩種類型: 一種是按正常路線的間距，規范要求為25~50m，比較平的路面要多設間距要短些，一般按25~35米，坡度大的路面可以大些但不能超50米，本工程雨水口間距按不大于25 m進行布置；另一種是根據匯水面積劃分及集水點進行布置，在單體建筑的雨水管接入處、候車島的最低點、交叉口、凹形路口范圍及附近的匯水面及集水點等處進行布置或適當加密。

三、雨水管線設計的簡便計算方法

（一）匯水面積計算的簡化

采用面積管長比法[1]計算各管段所服務的匯水面積。面積管長比法是指將匯水面積按管線長度分配的方法，其劃分原理和形狀與樹相似—管線為樹、匯水面積為樹冠，因此也可以簡稱為“樹分法”，其最佳適用條件是均勻布置的管網，本工程管網布置均勻，滿足此條件。

本工程管線總長度為945m，總匯水面積為1.9hm2，則“面積管長比”=1.9/945=0.00201 hm2/m，相當于每m管線所服務的匯水面積為20.1m2。

（二）利用EXCEL具有的表格處理和計算能力，編制具有自動計算功能的電子表格

1 設計暴雨強度

P：設計重現期取2年。

t1：從匯水面積最遠點流到第1個雨水口的地面集水時間，根據場地條件取10min

t2：雨水在管內流行時間

m：延緩系數，雨水管道取m=2.0

EXCEL計算式：

N8=D8/（S8*60）、

O8 ==1432.348*（1+0.582*LOG（L8））/POWER（（10+2*M8+4.56），0.633）。

2 雨水設計流量：Q=ψ.q廈門.F

ψ:徑流系數，根據場地條件取0.60；F：管段所服務的面積（匯水面積），采用“面積管長比法”劃分匯水面積。

EXCEL計算式：

J8= =G8*I8、K8=H8*H8。

3 管內流速v=1/n*R2/3i1/2

n：管壁粗糙系統（雙壁波紋管取0.010）；R：水力半徑，對滿流圓管，R=D/4（D:管徑）；i：水力坡度

EXCEL計算式：

S8 =POWER（（Q8/4），2/3）*SQRT（R8/1000）/0.01

4 計算管段流量Q=vA（A:過水斷面積）= 1/0.010*（D/4）2/3i1/2*3.14*（D/2）2

[注：此公式是水力計算圖或水力計算表編制的理論依據]

EXCEL計算式：

T 8=POW E R（Q 8/2，2）*3.14*S8*1000

5 坡降：管段長度與水力坡度的乘積

EXCEL計算式：

U8= D8*R8/1000

［注:使用EXCEL復制柄可自動將第8行公式復制到以下各行單元格中，不必每行依次輸入公式，十分方便且不易出錯］

（三）根據管網布置，按照各匯水面積進行逐段計算：

1 在填入徑流系數等常數及管長后，只剩下三個未知數管徑D、流速v、敷設坡度i。

2 從管線起點到終點，根據設計管段，逐段將參數輸入計算表中，其中t2必須逐段累計。起點結合所在地坪標高的覆土要求確定控制管線高程，本工程由于管線位于車行道下，因此起點覆土深度為1m。

3 試算：管徑、坡度、流速，只要假設三者之二，就能求出另外一個參數，試算結果根據《室外排水設計規范》相關規定（設計流速最小0.75m/s、最大4m/s，雨水管道最小管徑為300mm，相應的最小坡度為0.003），以及計算表中設計流量與允許流量的差值進行判斷是否合理可行。本工程起點管徑按DN300代入計算。若設計流量與允許流量的差值為負值，則放大管徑一級代入試算，直至滿足條件為止，詳見表2所示：

表2 Excel 雨水管線計算表

四、結論

1 露天公交場站建筑密度小、場地坡度變化較緩，管網布置均勻，最適宜采用這種簡化計算方法。在本工程及其他數個公交場站中，此簡化計算方法與正常計算方法計算結果相比較，結果基本相同，但發現個別設計單位不經計算，將管徑定得太大，構成一定程度的浪費。

2 露天場站面積一般都在8千平左右（占廈門公交場站總量的80%以上），且管網布置均勻，在有足夠排水坡度條件下場內支管管徑用最小管徑DN300即可滿足流量要求，基本不用計算。這樣就能把主要精力投入到優化露天場站管線優化布置上。

3 特別重要的露天場站，為提高管網的安全及可靠度，可將重現期適當提高。

[1]施建剛，蔡波妮.面積管長比法劃分匯水面積的探討[J].中國給水排水，2006（08）.

[2]張連東.利用Excel進行雨水管線和水力計算[J].當代建設，2003（06）.

[3]室外排水設計規范GB50014-2006，北京：中國計劃出版社，2006，04.

[4]孫慧修等編，排水工程上冊（第四版），北京：中國建筑工業出版社，1999.