馬巨寶 侯 劍

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081）

通過分析設(shè)計細(xì)節(jié)的問題以及改進的方法，希望可以使雨水管網(wǎng)設(shè)計不斷的進步完善，進而使城市的防淹防澇能力得到顯著的提高。

1 把握雨水管道設(shè)計與道路設(shè)計的關(guān)系

國家對雨水量的計算還有雨水管渠的設(shè)計進行了原則性的規(guī)定，一般不同城市都有自己相對應(yīng)的暴雨強度公式，這個公式中的種種參數(shù)都是有設(shè)計人員進行科學(xué)合理的設(shè)置的。一般雨水系統(tǒng)設(shè)計中的理論計算一般不會存在問題，所以要重視與道路設(shè)計的關(guān)系問題。雨水管網(wǎng)進行常規(guī)設(shè)計的時候，上游的匯水量和管徑比較小而下游的匯水面積和管徑大，會比較符合常理。一般雨水排向道路交叉口主排水管或是河流[1]。而道路設(shè)計的時候，河流處往往有橋梁，而道路交叉口處要將車流以及人流過多考慮其中，所以將會抬高路面，進而導(dǎo)致道路的坡向會呈現(xiàn)和雨水管道坡向相反的情況。這種情況在設(shè)計過程中會經(jīng)常出現(xiàn)也是需要進行科學(xué)合理的改進的。

2 重視管道坡度和水利坡度的關(guān)系

管道坡度代表管道敷設(shè)的實際坡度，即設(shè)計圖紙上標(biāo)明的坡度或者就是施工結(jié)束后的管道坡度。按照規(guī)范，雨水管運用滿流設(shè)計，屬于均勻流的范疇，是充滿度為1 的一種重力流，同樣的管徑，一種坡度一般會對應(yīng)一種流量，想要使管道的排水量增大，要增加管道的坡度。但是那些已經(jīng)完工的排水管道自然其管道坡度是改變不了的。若是降水量非常大的時候，管道的來水量會遠(yuǎn)遠(yuǎn)的多于管道的排水能力，那么管道會由重力流變?yōu)閴毫α?，管道水力坡度的加大，會增加排水量，伴隨著雨水量的增大，水力坡度線也會變陡，甚至高過路面，造成路面積水。以往在設(shè)計的時候一般用均勻流的流態(tài)進行雨水管的設(shè)計，壓力流一般運用的很少，但是在城市一般地面很是平穩(wěn)所以雨水管在容易發(fā)生壓力流的情況，尤其是出現(xiàn)地面積水的時候更是如此[2]。一樣材質(zhì)的管道，其管徑越是小，則其阻力系數(shù)會越大，水力坡度線也會更陡。并且出現(xiàn)壓力流的時候，一般大管徑的比阻會小于小管徑的比阻，并且小管徑的水力坡度相比較大管徑會更陡，在排水能力大過負(fù)荷的時候，小管徑的水力坡度線會更容易超過地面，造成地面積水，因此在設(shè)計的時候工作人員要非常注意小管徑。通過以下的措施可以將以上的問題很好的解決。其一，注意管道起點的管徑不可以過小，并且小管徑要注意新型管材的選用，有效的降低管道比阻和水力坡降，也使通水能力也顯著提高。其次不可人為地使小管徑管道的局部阻力增大，像是保證管線的順直并且減少倒虹的運用，運用流槽式的檢查井等等

3 注重出水口

一般雨水管出水口有兩種，一種是自由出流以及淹沒出流。自由出流及時說管道超過河水的水面進行排水，而淹沒出流就是說河水水面高于管道進行排水。一般出水口的出水量會被管道內(nèi)部計算點的能量以及出水口處的實際能量差值來決定的，總之能量的差值越大，一般流速也越大，所以排水量也會更大[3]。自由出流，雨水管網(wǎng)排水動力是排水管網(wǎng)相比較于出水口的水位置，管道的坡度越大，一般排石的能力也會越大，而且排水的能力同河水位是沒有關(guān)系的。而淹沒出流，雨水管網(wǎng)排水動力則是排水管網(wǎng)相比較于河面水位的水位差，一旦管道低于河水位，那么排水能力就只會同水位差值有關(guān)，不會和管道坡度有關(guān)。

自由出流時的出水口的出流量一般會比淹沒出流的出流量更大，但是在地勢平坦的城市，一般自由出流的狀況比較少，淹沒出流比較多。淹沒出流的時候，一般河水位越高則出水量就會越少，而相反河水位越低則出流量則會越大。并且還要重視出水口的局部阻力系數(shù)，因為其與流速的平方成正比，所以通過出水口流速的減小可以使出水口局部阻力損失有效的降低?？梢酝ㄟ^將最后一個井段的管徑加大，降低出水口的流速，添加一個緩沖段在管道以及河流之間，將兩者之間的水流差值進行有效的較小，進而改善出水口的通水能力。除此之外，出水口的水流也要保持平緩順暢，減少出水口出現(xiàn)漩渦，這樣可以減少耗能。河水有一定的流速的時候，出水口方向設(shè)計為斜向出水，并且出水口要朝著河水水流的下游方向，可以使出水口的出流量顯著的提高。

4 重視雨水倒虹管

在雨水管同污水管的標(biāo)高出現(xiàn)矛盾的時候，雨水管設(shè)倒虹通過。在實際中雨污水管道標(biāo)高上還有很多的矛盾，一般雨水倒虹，而污水不倒虹，所以雨水管倒虹的運用會更為頻繁一些[4]。有些城市的雨水管往往會淹于河水面之下，所以相關(guān)工作這者在進行設(shè)計的時候，雨水倒虹管前后不會像污水管一樣設(shè)計前后落差，這是因為淹沒于水面之下的倒虹就算設(shè)計了落差也不會有什么效果。

雨水管過于頻發(fā)的倒虹，可以跨越污水管，使標(biāo)高矛盾得到很好的解決，但是會在很大程度上影響雨水水流。有些急彎的矩形管渠，會有比較大的阻力系數(shù)，進而導(dǎo)致更多能量的損耗。所以急彎相比較緩彎水頭會有更大的損失，倒虹管會有更多水流能量的損失。一般水流流經(jīng)一個倒虹，會經(jīng)過大概4 個急彎，這就相當(dāng)于消耗了四次，使很多的水流動力被消耗了，雨水經(jīng)過多個倒虹之后，其消耗的能量會非常的高。一般雨水水流能量是一定的，倒虹可以將管道系統(tǒng)的阻力系數(shù)增大，并降低流速，使通水能力減小[5]。可以運用以下的方法來解決這些問題：其一是使倒虹管以及倒虹管兩側(cè)的管道增加一級管徑，并將井徑增大，從而將水流速度有效的減小，也使水流轉(zhuǎn)彎半徑加大，將豎向的問題很好的解決，同時平面上也可以減少或避免雨水主干管產(chǎn)生急彎，增多檢查井，使管道運用45 度的轉(zhuǎn)彎，在進行大管徑雨水管設(shè)計的時候也要非常的注意。其二是不運用倒虹處理，而是提前一個井段增大或是減少坡度，從而實現(xiàn)跨越與能耗降低的木塑。這兩種的方式都是比較值得推薦的。

5 跌水井設(shè)計的改變

一些城市的排水管的檢查井運用的是跌水井，這雖然在一定程度上可以實現(xiàn)沉沙的目的，但是運用跌水井會將原有的水流流態(tài)給改變，導(dǎo)致水流會不斷的擴大收縮，使水流會不斷的重組，也導(dǎo)致能量的損失。除此之外，雨水到達檢查井之后，水流的斷面也會變大，致使流速會降低，更容易造成沉淀。當(dāng)前的很多城市的排水系統(tǒng)設(shè)計中，已經(jīng)逐步減少了跌水井的運用，越來越注重流槽式檢查井的運用。流槽式檢查井的流態(tài)更加的穩(wěn)定，也更加的順暢，流速也更大通水能力更強，所以在雨污水主干管比較提倡運用流槽式檢查井[6]。但是還是有很多設(shè)計者在設(shè)計排水管道的時候選擇跌水井，想要推廣流槽式是需要很長的路要走的，從而有效的改變流水流態(tài)的減小，并且不會對整個排水系統(tǒng)的性能造成很大的變化。

6 結(jié)語

以上的闡述就是具體的雨水排水系統(tǒng)設(shè)計中進行細(xì)節(jié)改善的具體策略和看法，希望可以促進該工作的不斷進步發(fā)展。