浅谈城市雨水口设计
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浅谈城市雨水口设计
摘要:随着社会的发展,城市化建设的深入,城市日益拥挤,在城市雨水排放系统中,如果雨水口布置不合理,容易造成市政道路积水。本文分别从雨水口的位置和长直路面雨水口设置间距2个方面介绍了城市雨水口的设置。
关键词:雨水排放系统;雨水口;设计
中图分类号: s611 文献标识码: a 文章编号:
在城市排水设计中,需要科学的、合理的布置雨水口。雨水口是地面雨水排放系统中收集雨水的构筑物,它们就在路边栅条状铸铁篦子下,起截流并泄除雨水的作用,是收集地面雨水的重要设施,数量不足或容易堵塞等均可造成暴雨时路面积水,给生产、生活带来很大的不便,而科学合理地设置雨水口可以在一定程度上解决道路积水问题。
1 雨水口的型式
常见雨水口型式有平篦式、立式和联合式等。平篦式雨水口又分为有缘和地面2种,其中有缘平篦式适用于有路缘石的道路,而地面平篦式则适用于无路缘石的路面、广场、地面低洼聚水处等。立式雨水口有立孔式和立篦式2种,也是适用于有缘石的道路,其中立孔式适用于篦隙容易被杂物堵塞的地方。联合式雨水口是平篦式与立式的综合型式,适用于路面较宽、有路缘石、径流量较集中且有杂物处。在路面较差、地面积秽很多的街道或菜市场等地方,可以考虑设置有沉泥槽的雨水口。
2 雨水口位置设置
雨水口的设置应根据暴雨强度、道路宽度、路面种类、道路纵横坡度、周围建筑地形、排水情况及雨水口的泄水能力等因素决定。道路上的排水汇合点、凹竖曲线的低洼处、道路转弯半径切点附近(分水点除外)、人行横道线上游位置均应设置雨水口,但应避免在沿街建筑物的门口、停车站、分水点及其他地下管道顶上设置,而建筑物门口、停车站等处应在其上游设雨水口进行截水。
2. 1 道路交叉口
城市道路交叉口是行人、车流密集的场所。道路转弯时,雨水水流也转向,流速降低,形成壅水,在此处设置雨水口,可以保证足够的篦前水深,充分发挥雨水口的排水能力。该处雨水口设置位置见图1。
a)一路汇水三路分水 b)两路汇水两路分水 c)三路汇水uilu分水
图1 十字路口雨水设置位置图
在四路分水的情况下,可以不设雨水口;四路汇水时,对排水最为不利,应尽量避免,如果不能避免,则应在各来水方向都设置雨水口,以尽快排出所汇集雨水;在丁字路口及道路拐角处的来水方向也应设置雨水口。
2. 2 大型广场
广场为大型户外人员活动场所,面积大、特点鲜明,有较强的美学外观及使用功能要求,所以广场排水需与广场造型及铺装等景
观相结合。广场的排水雨水口主要有3种:1)雨水沟:其盖板采用与铺装材料相同的石材,上面设排水洞口,排水沟起点深300 mm,以 0.5 %的坡度排向排水点,末端设雨水沉砂池,雨水经沉砂池后再排入雨水井。2)u 型线性排水沟[1]:沟顶采用的是不锈钢盖板,因此具有漏水面积大,美观耐用等特点。3)缝隙式地沟:又分为地面和侧墙2种,表现在地面和墙角处的仅为1条美观的线条,因此具有防盗、防堵塞、时尚美观等特点。
2. 3 景观绿地
随着生活水平提高,人们对生活居住环境的要求也越来越高,城市大片景观绿地也随之增多。在绿地内,为了美观,往往设计很多土丘造型。暴雨时,雨水会夹带一些泥沙,因此建议绿地内的雨水口增设沉泥槽,并且在雨水口周边 2~4 m 内尽量使坡度减缓,以减少雨水对绿地的冲刷。
2. 4 立体交叉道路
城市的迅速发展使道路上的立交工程日益增多。立交工程中位于下部的道路的最低点,往往比周围干道低 2~3 m,再加上立交处道路纵坡一般都比较大,导致雨水径流很容易快速汇集至立交最低点,形成积水。
由于立交道路在交通上具有特殊性,为保证交通不受影响,排水设计标准应高于一般道路,暴雨强度的设计重现期一般取规范的高限。为提高雨水口的收水效果,应采用“线形”雨水口,即在道路纵坡大、低洼、树枝杂物多的路段等,将“点式”雨水口改为连
续多篦式、平篦式雨水口,以形成“线形”收水。
2. 5 高架道路
对于高架道路[2],影响其雨水排水的因素有暴雨强度、道路的纵向坡度、横向坡度、路面粗糙度、道路的宽度和长度、雨水口的形式及其大小、排水短管的大小和进出口高差、悬吊管的大小和坡度及立管的大小等。在实际工程设计时,应根据实际情况进行详细的计算,以保证安全排水又经济合理。
3 直线段道路雨水口距离设置
3. 1 雨水口间距计算
除特殊位置需设置雨水口外,长直路面也应设置,以便雨水迅速排出。《室外排水设计规范》中给出了建议设置距离,但没有明确计算方法,下面就雨水口间距设计及计算作详细说明。图2为一段道路雨水口汇水区域示意图,其雨水口设置间距为:=
式中:为雨水口的设计间距;为雨水口截流率(下漏流量与进水口处流量之比);为雨水口服务区域纵坡方向道路单位长度的汇集流量,l/sm;为雨水口泄水能力,l/s,计算时建议按理论值的 70 %~80 %[3]计算。
图 2道路雨水口汇水区域示意图
雨水口服务区域纵坡方向道路单位长度的汇集流量为:
式中:为纵坡方向单位长度雨水设计流量,l/sm;ψ为径流系数,根据路面形式不同,选择的系数也不同,混凝土及沥青路面一
般取0.9;q为设计降雨强度,l/(s104m2);d 为雨水口服务区域路段的宽度,m为设计降雨强度:
式中:为设计暴雨强度,l/(s104m2);为设计重现期,a;t 为降雨历时,长短是根据坡度及所服务区域大小而定的,一般取8~10 min;a1、c、b、n为地方参数。
3. 2 计算公式中参数取值的说明
3. 2. 1 重现期
《室外排水设计规范》中要求管渠重现期采用 0.5~3.0 年;重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区,则采用 3~5 年;《城市道路设计规范》中规定,大城市主干道重现期为 1~3 年,高速路为2~5 年。
3. 2. 2 雨水口泄水能力 q
雨水口的泄水能力与道路的坡度、雨水口型式、篦前水深等因素密切相关。常见的几种雨水口设计泄水能力[4]见表 1:其他型式的雨水口,其泄水能力按下式计算:
式中:为雨水口泄水流量,l/s;c为孔口系数,圆角孔时为 0.8,方角孔时为0.6;a为雨水篦进口有效面积,m2;g 为重力加速度,取 g =9.8 m/s2;h为进水孔口上允许积存的水深,一般采用 0.02~0.06 m;k 为孔口阻塞系数,可采用 0.67。
如果雨水口是可进行雨水利用的渗透井式,考虑到其下部滤网的过水能力较低,在设计时就应严格按照其泄水能力来计算其排水