文/王龍 大連港口設(shè)計研究院有限公司 遼寧大連 116001

針對城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的研究

文/王龍 大連港口設(shè)計研究院有限公司 遼寧大連 116001

由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和迅猛進步，城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計方法也有很大程度上的提高，國際上的先進做法是通過計算機技術(shù)建立城市室外雨水排水系統(tǒng)的模擬模型，再將模型效果應(yīng)用于具體的工程實踐當(dāng)中。我國在發(fā)展室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的同時，需要學(xué)習(xí)并借鑒國際先進理論經(jīng)驗和技術(shù)方法，結(jié)合我國城市發(fā)展建設(shè)的現(xiàn)實情況，促進城市發(fā)展規(guī)劃的實現(xiàn)，加快城市現(xiàn)代化建設(shè)的步伐。

城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計；降雨流量水力；重力流；暴雨洪災(zāi)周期計算

隨著全球氣候問題的日益嚴峻，城市面臨著災(zāi)害天氣與氣候變化所帶來的負面影響，為了緩解災(zāi)害天氣情況給城市居民生活帶來的不良影響和損失，有關(guān)設(shè)計單位、組織部門及其工作人員應(yīng)當(dāng)加強對自身專業(yè)知識與技能的學(xué)習(xí)，參考國際先進的室外雨水排水設(shè)計案例，并結(jié)合國內(nèi)城市建設(shè)的具體情況，切實提高室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計水平。

一、城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的情況概述

近年來，針對天氣災(zāi)害多發(fā)和頻發(fā)的問題，我國制定了室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，以期實現(xiàn)城市雨水排水系統(tǒng)對暴雨颶風(fēng)等災(zāi)害問題所引起不良后果的有效緩解。該規(guī)范對如何安排國內(nèi)城市室外雨水排水系統(tǒng)進行了規(guī)劃分析，提供了計算降雨量、降雨強度的相關(guān)公式和方法，并針對雨水洪澇災(zāi)害、降雨循環(huán)利用等項目制定了新修改的規(guī)定，保證城市室外雨水排水系統(tǒng)能夠起到降雨積水及時疏通和疏導(dǎo)的功能。同時，規(guī)范也增加了對城市排水工程設(shè)計、城市發(fā)展計劃和規(guī)劃等方面的規(guī)定，要求從城市長遠發(fā)展與建設(shè)的角度出發(fā)，將城市排水系統(tǒng)、園林綠化機制、污水處理系統(tǒng)聯(lián)系起來，共同建立在統(tǒng)一的城市排水系統(tǒng)當(dāng)中，以城市建設(shè)的具體情況和現(xiàn)實條件為基礎(chǔ)，將城市排水系統(tǒng)設(shè)計工作為城市實現(xiàn)發(fā)展規(guī)劃提供助力，發(fā)揮城市排水工程系統(tǒng)在自然雨水儲備、園林綠化水平提高、污水處理系統(tǒng)和城市排水系統(tǒng)正常運行等方面的效用。

新規(guī)范的出臺為我國室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計提供了指導(dǎo)和建議，其中涉及到降雨量計算、降雨強度計算的方法和公式，并寫明應(yīng)當(dāng)在何種具體條件下適用公式。舉例說明，如果城市降雨中的積水面積大于兩千平方米，此時應(yīng)當(dāng)思考存在的集中降雨情況的發(fā)生和排水管道網(wǎng)絡(luò)的水流集中交匯，使用相關(guān)數(shù)學(xué)模型公式計算降雨量比較合理。數(shù)學(xué)模型公式是國際上先進的降雨量計算和統(tǒng)計公式，我們的設(shè)計人員在應(yīng)用的時候，應(yīng)當(dāng)分析國際典型案例的同時，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?guī)律和城市建設(shè)現(xiàn)實情況，最終得到計算結(jié)果。除了需要對城市室外降雨量和降雨強度進行精確統(tǒng)計與計算之外，還應(yīng)當(dāng)將城市室外雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計與自然降雨儲備工作結(jié)合起來，保證城市在干旱季節(jié)和缺少降雨的氣候變化下，能夠擁有充足的水資源儲備。一方面將雨水儲備與水資源開發(fā)利用結(jié)合起來，將收集儲備的雨水用于城市景觀園林綠化、農(nóng)作物和植被灌溉等項目；另一方面，水資源儲備也可以通過儲存形式轉(zhuǎn)換的方式實現(xiàn)，將城市街道和路面上的降水通過草坪和路面的含水功能儲存起來，為城市和國家的自然資源保護與可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

二、國際的城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的要點

1.降雨量和降雨強度的計算

國際上對降雨量和降雨強度的計算方法有很多，其中包括歐聯(lián)盟根據(jù)適用地環(huán)境和使用地現(xiàn)實條件不同，所制定的降雨量和降雨強度計算公式。也包括美國根據(jù)城市排水系統(tǒng)所覆蓋的地面范圍與面積的不同，而制定的推理計算公式。

2.排水系統(tǒng)模型的設(shè)計

英國城市雨水排水系統(tǒng)設(shè)計過程中，綜合使用了多種公式、理論和推理方法，利用計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，將城市降雨情況和數(shù)據(jù)信息進行收集匯總和綜合分析，同時也可以保證城市室外雨水排水系統(tǒng)擁有最新、最詳盡的資料數(shù)據(jù)。

3.暴雨和洪災(zāi)的周期計算與統(tǒng)計

國際上的先進做法是不僅僅要考慮到城市所在地區(qū)的降雨量和降雨強度，還應(yīng)當(dāng)從理論上有所提高和進步，進一步考察城市室外雨水排水系統(tǒng)在特殊災(zāi)害天氣情況下的承受能力，防止城市發(fā)生的積水等洪澇災(zāi)害事故。城市的雨水排水系統(tǒng)需要根據(jù)天氣災(zāi)害的特征和其對城市造成影響損失的嚴重程度進行等級分類，其中比較特殊的暴雨天氣和洪災(zāi)天氣。前者是當(dāng)?shù)啬昃涤陻?shù)據(jù)統(tǒng)計與分析后的結(jié)果，代表著城市處于正常氣候條件下的降雨量最大值，并可以據(jù)以計算出暴雨天氣出現(xiàn)的周期，在城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計中所有防范；后者不能從正常的氣候與天氣數(shù)據(jù)分析中得到降雨量和降雨強度等數(shù)據(jù)，需要采取特殊考慮與排水設(shè)計方案進行風(fēng)險防范。

三、國內(nèi)的城市室外雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的要點

1.城市生態(tài)系統(tǒng)

水是生命之源，是人類賴以生存的資源，也是地球生態(tài)系統(tǒng)重要的環(huán)境因素。因此，保護城市生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展是城市室外雨水排水系統(tǒng)的最重要任務(wù)之一。在進行城市是生態(tài)建設(shè)時，應(yīng)該在綜合考慮城區(qū)降雨和地表徑流的影響，在排水系統(tǒng)設(shè)計和管理中充分考慮城市環(huán)境生態(tài)建設(shè)的要求。

2.水量調(diào)蓄與平衡

應(yīng)當(dāng)重視區(qū)域的和諧發(fā)展，當(dāng)城市經(jīng)濟發(fā)展良好的狀況下，不影響城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。這就要求我們重點利用雨水資源，綜合合理的利用雨水，根據(jù)城市水量調(diào)蓄與平衡的理念，優(yōu)化城市雨水和地表水徑流量，合理配置降雨徑流水資源，使經(jīng)濟和環(huán)境能和諧共進，達到雙贏的局面。

3.對城市污水的處理

隨著人們生活質(zhì)量越來越好，生活垃圾也不斷增多。其中污水排放就是垃圾處理中的一個方面，也是城市室外雨水排放系統(tǒng)中一個重點解決的方面。降雨能降低污水的濃度，從一定程度上緩解了污水排水污染指數(shù)。在不影響城市經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，在新版本的設(shè)計規(guī)范中指出污水排放應(yīng)該根據(jù)城市排水與污水處理規(guī)劃，并且與生態(tài)建設(shè)、城市防洪、河道水系等專項計劃相協(xié)調(diào)。

綜上所述，城市室外雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計工作關(guān)系到城市建設(shè)水平和未來的可持續(xù)發(fā)展情況，為了給城市居民創(chuàng)造更好的居住環(huán)境和工作環(huán)境，為了減少或者避免降雨自然現(xiàn)象或者天氣災(zāi)害給城市帶來財產(chǎn)損失，應(yīng)當(dāng)不斷學(xué)習(xí)并借鑒國際先進的雨水排水系統(tǒng)設(shè)計方案，并從國內(nèi)城市的現(xiàn)實情況出發(fā)，加強城市雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性。

[1]張世林，柳紅波，原利濤，劉杰.滲透結(jié)晶防水在大型地下車庫工程的應(yīng)用[J].工程質(zhì)量.2013(06)

[2]王旭，姜虹.基于案例推理理論估算市政排水工程造價的方法[J].經(jīng)濟師.2013(02)

[3]張麗麗.論建筑給排水設(shè)計及施工中的注重要點.中國房地產(chǎn)業(yè).2015.8