李妙伶
塔里木大學(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進入雨水溝渠和水體,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間內,來勢猛烈,若不能及時排除,便會造成極大的危害。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,保障城市生活、生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)的安全,需要修建城市雨水排除系統(tǒng),及時排除暴雨形成的地面徑流。然而,隨著城市化進程的加快,很多城市出現(xiàn)路面積水嚴重、排水不暢的現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)洪澇災害,對人們的生命財產(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,嚴重影響行人和車輛通行。因此,《室外排水設計規(guī)范》(GB 50014—2014)(后簡稱規(guī)范)規(guī)定,道路橫坡坡度不應小于1.5%。雨水管內的最小坡度,街區(qū)內一般不小于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,道路兩側通常每隔一定距離處設置雨水口。雨水口的型式、數(shù)量和布置應按匯水面積產(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高、過低,或數(shù)量過少,雨水很難快速順利進入雨水溝渠。
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水量,宜為25~50 m,且連接管長度不宜超過25 m,串聯(lián)雨水口個數(shù)不宜超過3個。平箅式雨水口的箅面標高應比周圍路面標高低3~5 cm,立箅式雨水口進水處路面標高應比周圍路面標高低5 cm。當設置于下凹式綠地中時,雨水口的箅面標高應根據(jù)雨水調蓄設計要求確定,且應高于周圍綠地平面標高。雨水口及其連接管設計時,其流量應為雨水管渠設計重現(xiàn)期計算流量的1.5~3倍。另外,進水箅條的方向與進水能力也有很大關系,箅條與水流方向平行比垂直的進水效果好,因此有些地方將進水箅設計成縱橫交錯的形式,以便排泄路面上從不同方向流來的雨水。
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)濟性考慮,很多地方在雨水工程規(guī)劃設計時,采用較小的設計重現(xiàn)期。而在雨水量的計算公式中,雨水量與lgP成正比,據(jù)此設計的雨水管徑較小。美國、日本等國城鎮(zhèn)的雨水管渠設計重現(xiàn)期是5~10年,而我國的城市重現(xiàn)期取值為1~2年。重現(xiàn)期可以分區(qū)域分別取值設計,如有條件形成獨立的排水系統(tǒng),可采用暴雨重現(xiàn)期。
越來越多硬質路面導致徑流系數(shù)降低,多余的降水過載了原有的雨水管渠。如何有效降低進入雨水管渠的水量,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字準則,成為市政設計師們應重點關注的問題。