淺談市政雨水工程設(shè)計

張慧琴

深圳市西倫土木結(jié)構(gòu)有限公司 廣東 深圳 518000

正文：

1、合理的設(shè)計重現(xiàn)期

我國雨水管道設(shè)計重現(xiàn)期，多以規(guī)劃為依據(jù)。而規(guī)劃多依托于《室外排水設(shè)計規(guī)范》。由于近些年來，我國多地方遭受暴雨襲擊，《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014）2006年后至今進行了三次修訂，2011版、2014版和2016年版。其主要對雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期和內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期的標(biāo)準(zhǔn)進行了提高。

《室外排水設(shè)計規(guī)范》（2016年版）雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期（年）

以深圳為例，按照《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）一般地區(qū)的雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期為0.5年～3年，而2016年版深圳屬于超大城市，一般區(qū)域重現(xiàn)期提升為2年～3年，最小重現(xiàn)期由0.5年提升至2年?！渡钲谑信潘ㄓ晁┓罎尘C合規(guī)劃》（2015）雨水管渠、泵站及附屬設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)如下。

《深圳市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》（2015）雨水管渠、泵站及附屬設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《深圳市水務(wù)局排水行政許可技術(shù)審查指引》（2016）規(guī)定排水管渠重現(xiàn)期不小于5年。

那么是不是不小于5年重現(xiàn)期就夠了呢？深圳相鄰城市香港對暴雨重現(xiàn)期的規(guī)定則為：高度利用的農(nóng)業(yè)用地重現(xiàn)期2年～5年；農(nóng)業(yè)排水，包括開拓地項目的內(nèi)部排水系統(tǒng)10年；城市排水支線系統(tǒng)為50年。

深圳全市面積1997.47平方公里，1979年1月深圳建市后人口增長迅速,截至2017年末，常住人口1252.83萬人，比上年末增加55.08萬人，增長4.6%。2017年GDP(全市生產(chǎn)總值)22438.39億元，比上年增長（下同）8.8% 。香港全市面積1106.34平方公里，2017年約有739萬人口，2017年GDP香港23034.97億人民幣（GDP 26610億港元，按照2017年人民幣兌港幣平均匯率1.1552折算），比上年增長3.8%。

2017年深圳GDP雖未超過香港，但深港GDP差距進一步縮小，且近年來深圳經(jīng)濟增速遠(yuǎn)大于香港，深圳有經(jīng)濟條件且有需求參考鄰市香港的雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。

深圳暴雨強度公式一覽表

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相同降雨歷時不同重現(xiàn)期與5年重現(xiàn)期暴雨強度對比表

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相同歷時，10年重現(xiàn)期、20年重現(xiàn)期、50年重現(xiàn)期、100年重現(xiàn)期下的暴雨強度與5年重現(xiàn)期下的暴雨強度進行了比較。比較發(fā)現(xiàn)50年重現(xiàn)期較5年重現(xiàn)期雨水量增加最大僅35.87%（60分鐘歷時）。市政雨水工程新建項目通常是道路工程的子工程，道路工程中，雨水工程投資行比例較小，通常僅僅占5～10%，如雨水提高重現(xiàn)期，增加管道斷面，對整個道路工程投資增加比例僅僅增加1～5%，反觀由于早期建設(shè)道路時，雨水重現(xiàn)期取值較小，而后做提高雨水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，改造雨水工程時，由于多數(shù)市政雨水管道在2～4m埋深，在機動車道下的雨水管道改造涉及到機動車道路面的破除與恢復(fù)，交通疏解，施工圍擋，管道支護等投資費用，同時還需考慮施工期間對道路交通的影響。雨水管道改造施工周期均遠(yuǎn)大于道路工程的路面修復(fù)，因此建議在投資允許的情況下，下列幾種地點建議取較大重現(xiàn)期：（1）特別重要地區(qū)，主要指政治、經(jīng)濟重要地位的區(qū)域，人口密度大的區(qū)域；（2）雨水管道設(shè)置在機動車道下的主干路；（3）相對于給水、電力、通訊的環(huán)狀管網(wǎng)，雨水管網(wǎng)為樹枝狀，雨水排水通常的單向性的，因此整個雨水系統(tǒng)中，下游雨水管道，特別是其上游有易撈點、或特別重要地區(qū)的下游雨水管道應(yīng)取較大暴雨重現(xiàn)期。

2、設(shè)計雨水管道坡度的思考

隨著城市路網(wǎng)日趨完善，市政雨水管道系統(tǒng)也多數(shù)建設(shè)完成。在下游管道已經(jīng)建設(shè)完成的情況下，如僅僅提高設(shè)計范圍內(nèi)雨水管道斷面，在遇到強降雨時，會使得下游雨水管道超負(fù)荷，出現(xiàn)溢流現(xiàn)象，我們知道考驗雨水系統(tǒng)的通常是暴雨峰值時的雨水量，而雨水在雨水管道中是有流水時間的，在強降雨來臨時，應(yīng)避免上游雨水與下游雨水集中在下游雨水管道中過流，其中減緩上游雨水的流速，是一種降低下游管道雨量峰值的方法。流量一定時，減小坡度，增大管徑，可以減緩流速，有效延長雨水過流時間，較大斷面的雨水管道本身也是一個很好的蓄流容積，降低暴雨峰值對下游雨水管道的影響，設(shè)計道路坡度過大的路段，可采用設(shè)計小坡度雨水管道，分段跌水以起到減緩流速的作用，此外設(shè)計道路坡度起伏明顯的的路段，應(yīng)避免管徑不變的情況下大坡度突變?yōu)樾∑露?，而造成下游的涌水，可通過跌水消能平復(fù)上下游的坡度。

3、第一道收水設(shè)施的合理布置

雨水口、排水路緣石是的雨水進入雨水系統(tǒng)的常見第一道收水設(shè)施，其雖小，但是對整個雨水系統(tǒng)的收集也是至關(guān)重要的。常見的雨水口有平箅式雨水口，立箅式雨水口，聯(lián)合箅式雨水口，根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）（2016版）4.7.1A條“雨水口和雨水連接管流量應(yīng)為雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期計算流量的 1.5 倍～3 倍?！睏l文說明平箅雨水口在設(shè)計中應(yīng)考慮 50%被堵塞，立箅式雨水口應(yīng)考慮10%被堵塞。以深圳一路幅寬30m城市次干道（A號路）為例，雙向四車道，機動車道總寬15m，徑流系數(shù)取0.9，人行道及自行車道總寬12m，采用透水鋪裝，徑流系數(shù)取0.3，綠化帶總寬3m，徑流系數(shù)取0.15，按照重現(xiàn)期：5年；路面集流時間：5min計算，100m道路長度設(shè)計雨量計算為78L/s，雨水口間距采用40m，沿道路兩側(cè)道牙布置平箅式雙雨水口（過水能力35 L/s），100m過水能力為175 L/s，平箅雨水口在設(shè)計中考慮 50%被堵塞，過水能力折減后為87.5 L/s，仍滿足設(shè)計雨水量要求，考慮到對初期雨水的處理，海綿城市建設(shè)的需要，可采用國標(biāo)圖集《15MR105 城市道路與開放空間低影響開發(fā)雨水設(shè)施》中環(huán)保型雨水口（雙箅）。但是如果路幅較寬的道路則無法選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)保型雨水口。以深圳一路幅寬60m城市主干道（B號路）為例，雙向八車道，機動車道總寬31.5m，人行道及自行車道總寬15m，綠化帶總寬13.5m(兩側(cè)各兩條綠化帶（2 m + 3m）×2，中分帶3.5m)，徑流系數(shù)與A號路一致，按照重現(xiàn)期：5年；路面集流時間：5min計算，100m道路長度設(shè)計雨量計算為155L/s，雨水口間距采用30m，如沿道路兩側(cè)道牙布置平箅式雙雨水口，100m過水能力為233.33L/s，過水能力折減后為116.67L/s，不滿足設(shè)計雨量，如改用聯(lián)合式雙箅雨水口，100m過水能力為333.33L/s，過水能力折減后為166.67L/s，可滿足設(shè)計。然而聯(lián)合式雙箅雨水口無對應(yīng)國標(biāo)環(huán)保型雨水口可選擇，僅可用國標(biāo)圖集《16S518雨水口》常規(guī)聯(lián)合式雙箅雨水口。近年來海綿城市設(shè)計的全面推廣下，在機動車道側(cè)綠化帶寬度2m以上的道路，通常采用排水路緣石加綠化帶內(nèi)雨水口的方式收集路面雨水，排水路緣石相較雨水口在收水方面的優(yōu)勢是可以沿著立道牙密集設(shè)置，使雨水盡快流出機動車道，其間距不受檢查井距離的限制。但是當(dāng)?shù)缆房v坡大于橫坡（通常為1.5%）時，其收水能力有限，建議補充設(shè)計平箅雨水口，避免過多雨水路面徑流至下游。所以雨水口、排水路緣石雖小，每條道路都應(yīng)根據(jù)其道路特征，做相應(yīng)的計算，雨水系統(tǒng)才能有效的收集雨水。

結(jié)束語

綜上所述，設(shè)計重現(xiàn)期、管道坡度選擇、第一道收水設(shè)施布置是市政設(shè)計要點，不僅僅關(guān)系著設(shè)計范圍內(nèi)的雨水排放，對上下游雨水排水也有著一定的影響，只有做好這幾點設(shè)計，才能使市政雨水設(shè)計更加合理。