浅谈城市雨水排水系统的优化设计

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1、浅谈城市雨水排水系统的优化设计　　导读：为了保证任务的顺利实现,必须对城市雨水排水系统进行优化设计。　　关键词：雨水排水系统，优化设计　　XX年5月以来，广州连续暴雨带来的灾害让人历历在目,更给工业生产和人们生活带来了严重的影响和巨大的经济损失。城市雨水管网系统的任务是及时可靠地汇集排除暴雨形成的地面径流,防止城市居住区与工业区受淹,保障城市人民的生命财产和生产、生活的正常运行。为了保证任务的顺利实现,必须对城市雨水排水系统进行优化设计。　　　　1.集流时间、降雨历时的确定　　通常设计中，集流时间一般由雨水从汇水面积上最远点的房屋屋面流到最近雨水口的

2、集流时间和管道中的流行时间组成。多数设计中采用的集水距离不超过150m，t1取值为10～15min，而市政雨水管网系统往往以此为基础进行计算，并不合理。原因如下：①道路雨水起点，并不是计算雨水系统的集流起点，真正的集流起点应是厂、矿、企业、居住区内雨水系统的起点，因此集流时间t1需考虑雨水在厂、矿、企业、居住区内雨水系统的集流时间及管道内的流行时间。②市政雨水系统设计时，所用暴雨强度公式是以极限强度法计算的雨水最大流量的基本原理为基础。免费论文网。但由于该原理是以假设暴雨强度和面积增长速度均为常数为前提，没有考虑实际的暴雨雨型与径流面积随暴雨历时增长

3、的水文形态对计算流量的影响。　　对此分析如下：　　t2=∑L/60V(1)　　式中L——各管段的长度；　　V——各管段满流时的水流速度。免费论文网。　　考虑到由于管道的调蓄作用，引入折减系数m。由此得出暴雨公式中降雨历时的计算公式：　　t=τ=t1+m×t2　　但在中小城市，因为整个城区汇水面积较小，对于局部的雨水系统而言，它的汇水面积就更小，可以认为在汇水面积内雨型是相同的；而在特大、大型城市中，雨水系统的汇水面积较大，雨型在汇水面积内会有所差异，计算的雨量结果与实际偏离相对较大。实践表明：当设计区域的地表渗水性较好、集流时间较长，产生区域最大径流

4、的造峰历时tmax，往往会小于区域的集流时间。　　t。取m=2算出的时间已经不是真实的集流时间，即不是全面积径流所产生最大流量，而是部分面积径流所产生最大流量。此外，畸形流域的最大流量也往往来自部分面积的径流。　　部分径流的最大流量公式：　　Q=β×I×Ψ×F　　式中β——产生最大流量的径流面积完全度系数。　　β=f/F≤1，f为相应造峰历时tmax的最大径流面积，当径流面积随历时不均匀增长时割除的面积应是流域的尖角部分。　　造峰历时tmax的推理公式：　　tmax=Ψ×b/(n-Ψ)　　式中b与n为暴雨强度公式中的参数。　　根据以上分析，市政雨水系

5、统计算时，雨水集流时间应增加雨水在厂、矿、企业、事业、居住小区内部雨水系统流行的时间；在计算汇水面积较大的雨水系统时，计算得出的集流时间较大，应与造峰历时进行比较，集流时间大于造峰历时，仍按计算所得集流时间正常计算，超过造峰历时集流时间按造峰历时计算。　　　　2.汇水面积的确定　　较大的市政雨水系统设计时，主要管道的定线非常关键，原则上使汇水面积内的雨水尽快收集进入管渠排走；汇水面积划分需考虑多方面因素影响，尽可能的平均划分，使面积增长速度接近于常数。　　而通常设计中，往往将各个街区平均地划分出汇水范围，雨水平均排入四周街道雨水管网，但在地势非常平坦

6、并且街区规划不完善的区域，这样划分是比较合理的。若街区地势有一定的坡度或该街区内部有较详细的规划，汇水面积就不能简单的平均划分，应根据该区域内详细规划和地势坡度来划分雨水的汇水面积。　　汇水面积确定后，影响雨水设计流量的另一重要因素就是径流系数。雨水降落到地面形成径流，因汇水面积内的地面覆盖情况不同而不同。免费论文网。此外影响径流系数的因素还有地面坡度、降雨历时、暴雨强度以及暴雨雨型。在其他条件相同的情况下，地面坡度大的区域，雨水流动较快，径流系数必然要大。降雨历时长的暴雨雨水在地面渗透损失减少，随着时间的推移，径流系数也就相对大些。暴雨强度越大和暴

7、雨强度发生在前期的雨型径流系数也大。　　但在平常设计中，在计算某区域雨水量时，往往采用区域综合径流系数，这样会造成设计的每段雨水管线的流量、管径、坡度准确性不够。在城市雨水流量计算过程中，若区域控制性规划已设计完成，径流系数应根据控制性规划的用地比例来计算出绿地的面积，沥青路面、混凝土路面、屋面的面积、非铺砌土路面的面积以及干砌便道的面积，按照《室外排水设计规范》(GB50014-XX)中给定的各种地面种类的径流系数加权平均计算而得。　　　　3.暴雨重现期的确定　　暴雨强度重现期的选择，直接关系着雨水设计流量的大小。设计重现期选高了，雨量正常年份地面

8、积水的可能性降低，雨水管网系统安全性增高，同时雨水管渠断面增大，投资增大；如果重现期选低了，雨水管渠断面降低