李妙伶
塔里木大學(xué)(843300)
降落到地面上的雨水,除植物截留、滲入土壤和填充洼地之外,其余部分沿地面流動(dòng)進(jìn)入雨水溝渠和水體,這部分雨水稱為地面徑流[1]。暴雨徑流因常集中在極短的時(shí)間內(nèi),來(lái)勢(shì)猛烈,若不能及時(shí)排除,便會(huì)造成極大的危害。為了防止暴雨徑流的危害,保證城市居住區(qū)和工業(yè)企業(yè)不被洪水淹沒(méi),保障城市生活、生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,需要修建城市雨水排除系統(tǒng),及時(shí)排除暴雨形成的地面徑流。然而,隨著城市化進(jìn)程的加快,很多城市出現(xiàn)路面積水嚴(yán)重、排水不暢的現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)洪澇災(zāi)害,對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了很大的傷害和威脅。
雨水工程規(guī)劃同污水一樣,通常采用重力流排除。若要使降水能夠迅速排除,采用的坡度不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的最小坡度。生活中很多道路的縱橫坡太小,有些路面高低起伏,雖整體中間高兩邊低,但高低不平的路面加上不足的縱向坡度,使得降雨不能迅速流入雨水口排走,嚴(yán)重影響行人和車輛通行。因此,《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014—2014)(后簡(jiǎn)稱規(guī)范)規(guī)定,道路橫坡坡度不應(yīng)小于1.5%。雨水管內(nèi)的最小坡度,街區(qū)內(nèi)一般不小于4‰,街道下一般不宜小于2.5‰,雨水口連接管的最小坡度不小于10‰[2]。
為了保障雨水快速順暢排出,道路兩側(cè)通常每隔一定距離處設(shè)置雨水口。雨水口的型式、數(shù)量和布置應(yīng)按匯水面積產(chǎn)生的流量、雨水口的泄水能力及道路型式確定。很多地方雨水口位置過(guò)高、過(guò)低,或數(shù)量過(guò)少,雨水很難快速順利進(jìn)入雨水溝渠。
規(guī)范規(guī)定,雨水口的間距主要取決于街道縱坡、路面積水情況及雨水口的進(jìn)水量,宜為25~50 m,且連接管長(zhǎng)度不宜超過(guò)25 m,串聯(lián)雨水口個(gè)數(shù)不宜超過(guò)3個(gè)。平箅式雨水口的箅面標(biāo)高應(yīng)比周圍路面標(biāo)高低3~5 cm,立箅式雨水口進(jìn)水處路面標(biāo)高應(yīng)比周圍路面標(biāo)高低5 cm。當(dāng)設(shè)置于下凹式綠地中時(shí),雨水口的箅面標(biāo)高應(yīng)根據(jù)雨水調(diào)蓄設(shè)計(jì)要求確定,且應(yīng)高于周圍綠地平面標(biāo)高。雨水口及其連接管設(shè)計(jì)時(shí),其流量應(yīng)為雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期計(jì)算流量的1.5~3倍。另外,進(jìn)水箅條的方向與進(jìn)水能力也有很大關(guān)系,箅條與水流方向平行比垂直的進(jìn)水效果好,因此有些地方將進(jìn)水箅設(shè)計(jì)成縱橫交錯(cuò)的形式,以便排泄路面上從不同方向流來(lái)的雨水。
現(xiàn)在很多老城市,未建雨水排水系統(tǒng),雨水沿天然地面、街道邊溝、水渠等排泄,采用不完全分流制排水系統(tǒng),路面易積水。可選擇具有污水和雨水兩套系統(tǒng)的完全分流制,也可以建造海綿城市,修建滲水路面,以便達(dá)到雨水資源綜合利用的目的,而且不增加徑流量。
出于經(jīng)濟(jì)性考慮,很多地方在雨水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),采用較小的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。而在雨水量的計(jì)算公式中,雨水量與lgP成正比,據(jù)此設(shè)計(jì)的雨水管徑較小。美國(guó)、日本等國(guó)城鎮(zhèn)的雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期是5~10年,而我國(guó)的城市重現(xiàn)期取值為1~2年。重現(xiàn)期可以分區(qū)域分別取值設(shè)計(jì),如有條件形成獨(dú)立的排水系統(tǒng),可采用暴雨重現(xiàn)期。
越來(lái)越多硬質(zhì)路面導(dǎo)致徑流系數(shù)降低,多余的降水過(guò)載了原有的雨水管渠。如何有效降低進(jìn)入雨水管渠的水量,平衡地上地下徑流,使地表徑流能夠遵循“管線最短、埋深最小、最大區(qū)域、自流排除”的16字準(zhǔn)則,成為市政設(shè)計(jì)師們應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。