暴雨來(lái)襲,如何對(duì)城市雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)？

1、暴雨來(lái)襲，如何對(duì)城市雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)化 設(shè)計(jì)？20XX年5月以來(lái)，廣州連續(xù)暴雨帶來(lái)的災(zāi)害讓人歷歷在 目，更給工業(yè)生產(chǎn)和人們生活帶來(lái)了嚴(yán)重的影響和巨大的經(jīng) 濟(jì)損失。城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的任務(wù)是及時(shí)可靠地匯集排除暴 雨形成的地面徑流，防止城市居住區(qū)與工業(yè)區(qū)受淹，保障城市人民的生命財(cái)產(chǎn)和生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)行。為了保證任務(wù) 的順利實(shí)現(xiàn)，必須對(duì)城市雨水排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.集流時(shí)間、降雨歷時(shí)的確定通常設(shè)計(jì)中，集流時(shí)間一般由雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)的房屋屋面流到最近雨水口的集流時(shí)間和管道中的流行時(shí)間組成。多數(shù)設(shè)計(jì)中采用的集水距離不超過(guò)150ml t1取值為1015min,而市政雨水管網(wǎng)系統(tǒng)往往以此為基礎(chǔ)進(jìn)行

2、計(jì)算，并不合理。原因如下：道路雨水起點(diǎn)，并不是計(jì)算雨水系統(tǒng) 的集流起點(diǎn)，真正的集流起點(diǎn)應(yīng)是廠、礦、企業(yè)、居住區(qū)內(nèi)雨水系統(tǒng)的起點(diǎn)，因此集流時(shí)間t1需考慮雨水在廠、礦、企業(yè)、居住區(qū)內(nèi)雨水系統(tǒng)的集流時(shí)間及管道內(nèi)的流行時(shí)間。市政雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，所用暴雨強(qiáng)度公式是以極限強(qiáng)度法 計(jì)算的雨水最大流量的基本原理為基礎(chǔ)。免費(fèi)論文網(wǎng)。但由 于該原理是以假設(shè)暴雨強(qiáng)度和面積增長(zhǎng)速度均為常數(shù)為前 提，沒(méi)有考慮實(shí)際的暴雨雨型與徑流面積隨暴雨歷時(shí)增長(zhǎng)的水文形態(tài)對(duì)計(jì)算流量的影響。對(duì)此分析如下：t2=匯 L/60V (1)式中L各管段的長(zhǎng)度；V各管段滿流時(shí)的水流速度。免費(fèi)論文網(wǎng)。考慮到由于管道的調(diào)蓄作用，引入折減系數(shù)mi由此得

3、由暴雨公式中降雨歷時(shí)的計(jì)算公式：t= r =t1+mx t2但在中小城市，因?yàn)檎麄€(gè)城區(qū)匯水面積較小，對(duì)于局部的雨 水系統(tǒng)而言，它的匯水面積就更小，可以認(rèn)為在匯水面積內(nèi) 雨型是相同的；而在特大、大型城市中，雨水系統(tǒng)的匯水面 積較大，雨型在匯水面積內(nèi)會(huì)有所差異，計(jì)算的雨量結(jié)果與 實(shí)際偏離相對(duì)較大。實(shí)踐表明：當(dāng)設(shè)計(jì)區(qū)域的地表滲水性較 好、集流時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)生區(qū)域最大徑流的造峰歷時(shí)tmax,往往會(huì)小于區(qū)域的集流時(shí)間。t o取m=2算由的時(shí)間已經(jīng)不是真實(shí)的集流時(shí)間，即不是全 面積徑流所產(chǎn)生最大流量，而是部分面積徑流所產(chǎn)生最大流 量。止匕外，畸形流域的最大流量也往往來(lái)自部分面積的徑流。部分徑流的最大流量公式

4、：Q=B x I x W x F式甲B 產(chǎn)生最大流量的徑流面積完全度系數(shù)。B =f/F W1, f為相應(yīng)造峰歷時(shí)tmax的最大徑流面積，當(dāng)徑流面積隨歷時(shí)不均勻增長(zhǎng)時(shí)割除的面積應(yīng)是流域的尖角部 分。造峰歷時(shí)t max的推理公式：tmax=WXb/(n- ¥)式中b與n為暴雨強(qiáng)度公式中的參數(shù)。根據(jù)以上分析，市政雨水系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，雨水集流時(shí)間應(yīng)增加 雨水在廠、礦、企業(yè)、事業(yè)、居住小區(qū)內(nèi)部雨水系統(tǒng)流行的 時(shí)間；在計(jì)算匯水面積較大的雨水系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算得由的集流 時(shí)間較大，應(yīng)與造峰歷時(shí)進(jìn)行比較， 集流時(shí)間大于造峰歷時(shí), 仍按計(jì)算所得集流時(shí)間正常計(jì)算，超過(guò)造峰歷時(shí)集流時(shí)間按 造峰歷時(shí)計(jì)算。2 .匯水面

5、積的確定較大的市政雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，主要管道的定線非常關(guān)鍵，原 則上使匯水面積內(nèi)的雨水盡快收集進(jìn)入管渠排走；匯水面積 劃分需考慮多方面因素影響，盡可能的平均劃分，使面積增 長(zhǎng)速度接近于常數(shù)。而通常設(shè)計(jì)中，往往將各個(gè)街區(qū)平均地劃分由匯水范圍，雨 水平均排入四周街道雨水管網(wǎng)，但在地勢(shì)非常平坦并且街區(qū) 規(guī)劃不完善的區(qū)域，這樣劃分是比較合理的。若街區(qū)地勢(shì)有 一定的坡度或該街區(qū)內(nèi)部有較詳細(xì)的規(guī)劃，匯水面積就不能 簡(jiǎn)單的平均劃分，應(yīng)根據(jù)該區(qū)域內(nèi)詳細(xì)規(guī)劃和地勢(shì)坡度來(lái)劃 分雨水的匯水面積。匯水面積確定后，影響雨水設(shè)計(jì)流量的另一重要因素就是徑 流系數(shù)。雨水降落到地面形成徑流，因匯水面積內(nèi)的地面覆 蓋情況不同而不同

6、。免費(fèi)論文網(wǎng)。此外影響徑流系數(shù)的因素 還有地面坡度、降雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度以及暴雨雨型。在其他 條件相同的情況下，地面坡度大的區(qū)域，雨水流動(dòng)較快，徑 流系數(shù)必然要大。降雨歷時(shí)長(zhǎng)的暴雨雨水在地面滲透損失減 少，隨著時(shí)間的推移，徑流系數(shù)也就相對(duì)大些。暴雨強(qiáng)度越 大和暴雨強(qiáng)度發(fā)生在前期的雨型徑流系數(shù)也大。但在平常設(shè)計(jì)中，在計(jì)算莫區(qū)域雨水量時(shí)，往往采用區(qū)域綜 合徑流系數(shù)，這樣會(huì)造成設(shè)計(jì)的每段雨水管線的流量、管徑、坡度準(zhǔn)確性不夠。在城市雨水流量計(jì)算過(guò)程中，若區(qū)域控制 性規(guī)劃已設(shè)計(jì)完成，徑流系數(shù)應(yīng)根據(jù)控制性規(guī)劃的用地比例 來(lái)計(jì)算由綠地的面積， 瀝青路面、混凝土路面、屋面的面積、 非鋪砌土路面的面積以及干砌便道

7、的面積，按照室外排水 設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014-20XX)中給定的各種地面種類的徑流系 數(shù)加權(quán)平均計(jì)算而得。3 .暴雨重現(xiàn)期的確定暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期的選擇，直接關(guān)系著雨水設(shè)計(jì)流量的大小。 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期選高了，雨量正常年份地面積水的可能性降低， 雨水管網(wǎng)系統(tǒng)安全性增高，同時(shí)雨水管渠斷面增大，投資增 大；如果重現(xiàn)期選低了，雨水管渠斷面降低，投資節(jié)省，但 加大了地面積水的可能，嚴(yán)重的會(huì)給人們的生活生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。在城市建設(shè)中，奧區(qū)域的地理位置重要性質(zhì)往往很難確定， 因此選擇一個(gè)合理的重現(xiàn)期也較困難。為解決這個(gè)難題，在 滿足各地區(qū)的要求及國(guó)家規(guī)范條件下，應(yīng)以以下兩條作參 考：(1)整個(gè)區(qū)域的暴雨重現(xiàn)期不統(tǒng)一的

8、原則：計(jì)算區(qū)域面積比 較大的雨水流量時(shí)，各區(qū)域干管交匯點(diǎn)的上游管渠，按各自 的重要性與地形特點(diǎn)選定不同重現(xiàn)期。對(duì)于干管交匯點(diǎn)的下游管道，因上游各區(qū)域所用暴雨重現(xiàn)期 不同，需假設(shè)上游地區(qū)中所用較高重現(xiàn)期設(shè)計(jì)暴雨來(lái)臨時(shí)， 此時(shí)上游較低重現(xiàn)期時(shí)所設(shè)計(jì)的管道，因泄水能力不夠而在 該地區(qū)產(chǎn)生積水，管道將產(chǎn)生壓力流，所以實(shí)際泄水能力約 為原設(shè)計(jì)流量的倍。因此全流域的設(shè)計(jì)流量，按照在較高重 現(xiàn)期時(shí)計(jì)算的設(shè)計(jì)暴雨雨力Amax下各地區(qū)的當(dāng)量泄量系數(shù)Ki=Ai/Amax ,所以全流域的流量 Q:Q= F1 ¥1+ F1 ¥1+ Amax(t+b)n(2)中小城市的暴雨設(shè)計(jì)重現(xiàn)期確定：在對(duì)城市不

9、同區(qū)域進(jìn) 行雨水計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的重要性所確定的設(shè)計(jì)重現(xiàn) 期做相應(yīng)的常規(guī)計(jì)算。在地面坡度不大于時(shí)，建議一般居住 區(qū)、一般道路重現(xiàn)期選擇年，中心區(qū)、干道、倉(cāng)庫(kù)區(qū)、廣場(chǎng) 重現(xiàn)期選擇年。如鐵路立交、公路立交、重要干道等重要地 區(qū)仍采用25年。4 .淹沒(méi)由流流速的確定由于城市多數(shù)雨水管道由口為淹沒(méi)由流，受河水頂托影響， 管道的實(shí)際排水能力能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要設(shè)計(jì)時(shí)加以考 慮。根據(jù)伯努利方程推導(dǎo)滿流雨水管道淹沒(méi)由流的流速公式 為：V=2 gd入 L(Z+V12g)而根據(jù)水力計(jì)算手冊(cè)公式，滿流、非淹沒(méi)由水的流速公式為：V=2gd入 LX Ah式中V為管內(nèi)流速、v1淹沒(méi)段上游流速、d管道直徑、L淹 沒(méi)段長(zhǎng)度、入沿程阻力系數(shù)、A h淹沒(méi)段水力坡降、Z河道 水面至上游管段地面的垂直距離。由式中得由，當(dāng)(Z+V212g) A A h時(shí)，即在排水管道上下游水 面高差大于或等于淹沒(méi)段水力坡降時(shí)，淹沒(méi)段的排水能力才 能達(dá)到設(shè)計(jì)要求?？梢?jiàn)，在雨水管道淹沒(méi)段由水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)校核其排水能力。當(dāng)不能滿足設(shè)計(jì)排水