浅谈城市道路排水系统

称为设计降雨历时, 单位以 m in 计。
4 雨水管渠的水力计算
雨水管渠的水力计算, 主要是根据已求得的设 计流量, 计算确定雨水管的管径和明渠的断面尺寸 或校核管渠坡度和流速, 从而定出各管道的管底标 高和埋设深度, 以便于施工。
5 雨水管道的设计
5. 1 雨水管道布置的基本原则 雨水管道的总体布置, 是根据城市总体规划、居
雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的 构筑物。地面上、街道上的雨水首先进入雨水口, 再 经过连接管流入雨水管道。
( 1) 雨水口的布设形式 玛曲县的雨水排水系统由于街道较窄都采用单 幅式( 见图 6) 。
3. 2. 2 检查井 检查井又名窨井, 是设在主干管( 涵) 上的一种
井状构造物。为了对管道进行检查和疏通, 管道系 统上必须设置检查井; 同时检查井还起连接沟管的 作用。相邻两个检查井之间的管道应该在一条直线 上, 以便于检查和疏通操作。检查井一般设置在管 道上容易沉积污物以及经常需要检查的地方, 直线 管段上每隔一定距离都应布设检查井。检查井在直 线段上的最大间距根据!城市排水设计规范∀ 见表 2。
2 城市排水系统概述
2. 1 城市排水系统的制度 为了保证车辆和行人的正常交通, 改善城市卫
生条件, 以及避免路面的过早损坏, 这就要求迅速将 地面雨、雪排除, 因此城市道路排水设计是城市建设 中一个重要的工作方面。
城市道路排水是城市排水系统的一部分。为了 保障生产和人民生活, 城市中除需要排除雨、雪水以 外, 还需要排除工业污( 废) 水和生活污水。由于废、 污水和雨水的水质不同, 对环境的影响也不同, 应分 别组织不同的管道系统来排除。
时, 必须予以巩固。加固长度不应小于生活给水管道的外径加 0. 4m。∋ 与乔木中心距离不小于 1. 5m; 如遇高大乔木时, 则不小于 2. 0m。(穿
越铁路时应尽量垂直通过。沿单行铁路铺设时应距路堤坡脚或路堑坡顶不小于 5m。
雨水管与其他管线发生平交时其他管线一般可
g 重力加速度, g = 9. 80m/ s2;
第 24 卷 第 5 期 2008 年 3 月
甘肃科技 Gansu Science and T echnolo gy
Vol . 24 N o. 5 M ar. 2008
浅谈城市道路排水系统
张正文
( 甘肃wenku.baidu.com测绘工程院, 甘肃 兰州 730050)
摘 要: 城市道路排水工程从各规划阶段 到具体项 目实施, 确定 其水量 规模是 首要内 容, 规 模预测 是否符 合发展 趋 势和实际需要, 将对水资源的合理利用、工程 总体布 局、实 施步骤 和工程 费用产 生重大 影响。笔者 就自己 对城市 道 路排水系统设计的理解, 分析自己测绘的玛曲县城 地形图中所反映的该县 城市道路排 水系统的 特点, 从 测绘角度 对 城市道路排水系统设计具体工作提出了一些建议。 关键词: 城市道路; 雨水排水; 系统 中图分类号: T U 992. 02
排水系统的制度分为合流制和分流制。 ( 1) 合流制。将污水和雨水用同一管道汇集输 送的称为合流制排水系统。过去我国很多旧城市多
采用合流制, 污水未经处理直接排入天然水体。这 是由于以往工业不发达, 城市人口少, 生活污水和工 业污( 废) 水量不大, 但是随着工业的高速发展, 生活 污水和工业污( 废) 水量急剧增加, 水质日趋复杂, 这 样的合流制对环境卫生造成的危害更严重。为了保 护环境, 需将合流的污、雨水流经污水处理厂后, 再 行排放, 由于天然降水量大, 导致合流制的污水处理 厂的污水处理量很大。
1 引言
随着西部大开发的深入, 西部地区的城市化水 平也在不断的发展和提 高。地处 青藏高原 东部边 缘 甘肃省西南部的甘南藏族自治州玛曲县, 近 年来城市建设得到了前所未有的发展。原有地形图 资料已不能真实的反映现势地形、地貌特征, 更无法 满足进一步进行城市建设、规划和管理的需要。为 此, 受玛曲县城乡建设局委托, 笔者单位承担了该县 城区 1 1000 数字化地形图的测绘工作。通过在该 县城区地形图的测绘中, 依据!城市测量规范∀的要 求, 对各种管线的详细测绘和在内业编辑成图中对 该县城市道路雨水排水系统的全面了解, 笔者结合 该县的城市道路雨水排水系统对城市规划中城市道 路雨水排水系统的原则和要求, 进行了分析和总结。
玛曲县多数街道都采用分流制排水系统, 如图 3。
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及护面材料不同, 用砖石铺砌或混凝土块护面时, 一 般用 1: 0. 5~ 1: 1 的边坡。有些城市采用上面加盖 板的矩形明沟。
( 2) 暗式系统。由街沟、雨水口、连接支管、主干管 ( 或箱涵) 、检查井、出水口等部分组成的埋置在地下的 排水系统称作暗式系统。道路上及其相邻地区的地面 水依靠道路设计的纵横坡度, 流向行车道两旁的雨水口 ( 雨水篦子) , 再由地下与雨水井相连的连接支管流向主 干管, 排入的附近的河流或其他水体中去。
玛曲县的雨水排水系统很好的利用了上面的原
由上式知: 当由降雨强度算出需要排泄的流量,
则, 将雨水分别排入城市西面、东面以及南面的小河 并规定了允许积水深度后就可计算每个雨水口所需
中。玛曲县的雨水排水系统及地势见图 5。
的进水面积, 从而决定了进水篦的数量。
( 2) 雨水口的构造形式及适用地点
雨水口的构造包括进水篦、井身和连接管。根
排水, 在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵 管等构造物。明沟可设在路面的两边或一边, 也可 在车行道的中间。
明沟的排水断面尺寸, 可按照汇水面积经水力 计算确定。一般也可根据当地实际经验来安排。明 沟通常采用梯形断面, 底宽至少 0. 3m, 边坡视土质
3. 1 雨水管道的布置 城市道路的雨水管线应平行于道路的中心线或
( 2) 分流制。将雨水和污水分别设置管道系统 排除, 称为分流制排水系统, 如图 2。其中汇集和处 理生活污水或工业污( 废) 水的系统称为污水排除系 统; 汇集和排泄雨水的系统称为雨水排除系统。分 流制排水系统又可分为两种情况: 一种是分别设置 污水和雨水管道系统; 另一种是只有污水管道系统, 不设雨水暗管, 雨水沿着地面、街道边沟和明渠泄入 天然水体。
表 3 不同地面的径流系数 值
地面种类
值 地 面种 类 值
各种屋面、混凝土和沥青 路面 0. 9 干砌砖 石路面 0. 4
大块石路面和沥青路面表面处治路面 0. 60 非铺砌的土地面 0. 3
级配碎石路面
0. 45 公园和草地 0. 15
( 2) 汇水面积 F 每条管道都有它所服务的汇水面积, 单位以 h ㎡计( 1 h ㎡= 10000 ㎡) 。 当地势平坦、街坊、四周的道路都有沟管时, 可 用各街角的分角线划分汇水面积, 各汇水面积内的 雨水分别流入相邻的雨水沟管( 如图 7) 。
表 2 雨水管道检查井最大间距
管径或暗渠净高( mm) ﹤ 700
最大间距( m) 75
700~ 1500
12 5
﹥ 1500
20 0
图 6 单幅式排水系统
雨水口的泄水能力 雨水口的泄水能力按下式计算: Q= ) ∗C ∗ ( 2g h ) k) 式中 Q 雨水口排泄的流量, m 3/ s;
雨水口进水面积, ㎡; C 孔口系数, 圆角孔用 0. 8, 方角孔用 0. 6;
据进水篦布置的不同, 雨水口可分为平式、立式和联 合式 3 种。
# 平式雨水口, 又分为缘石平篦式及地面平篦 式两种。
玛曲县一般都采用缘石平篦式。 ∃ 立式雨水口: 有立孔式和立篦式两种。 % 联合式雨水口: 在水平和垂直方向上均有雨 水篦子。
图 5 玛曲县城市排水系统流向及城市地势
3. 2 雨水口和检查井的位置 3. 2. 1 雨水口
图 1 合流制排水 系统
玛曲县个别街道的排水系统为合流制, 如图 1 所示: 街道两旁的污水井汇集两旁的污水后通过连 接管道汇集到路中央的雨水井内, 通过雨水管流入 天然水体。
由于玛曲县位于黄河上游, 所有地面水流都最 终流入黄河, 所以生活污水和工业污( 废) 水必须经 过净化才能再行排放。所以这种 排水系统 必须改 造, 以免给下游造成污染。
基础时, 按计算确定, 但不小于 2. 5。&与给水管水平净距: 给水管管径小于或等于 200m m 时, 不小于 1. 5m ; 给水管管径 大于 200mm 时, 不 小
于 3m, 与生活给水管道交叉时, 污水管道、合流管道在生活给水管道 下面的垂 直净距不 应小于 0. 4m。当不能 避免在生 活给水管 道上面穿 越
用倒吸虹管的办法。由于雨水在管道内是靠自身重
h 雨水口上允许储 存的水头, 一般 认为街
力流动, 所以雨水管道应由上游向下游倾斜。雨水 沟的水深不宜大于侧石高 度的 2/ 3, 一般 采用 h=
管道的纵断面设计应尽量与街道地形相适应, 所以 0 02~ 0. 06m;
管道纵坡要与街道纵坡相一致。
k 孔口阻塞系数, 一般 k= 2/ 3。
表 1 排水管道与其他管线( 构筑物) 的最小净距
注: # 表列数字除注明外, 水平净距均指外壁净距, 垂直净距系指下面 管道的外顶与上 面管道基础底间 净距。∃ 采取充分措施 ( 如结构 措
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施) 后, 表列数字可以减少。 % 与建筑物水平净距: 管道埋深浅于建筑物基础时, 一般不小于 2. 5m( 压力管不小于 5. 0m ) ; 管道埋深深于建筑 物
玛曲县的雨水排水系统均为暗式系统。如图 4:
图 4 暗式排水系统
( 3) 混合式系统。 这是明沟和暗管相结合的一种形式。
3 排水系统及其构造物的布设
2. 2 城市道路排水系统的类型 城市道路路面排水系统, 根据构造特点, 可分为
明式、暗式和混合式 3 种。 ( 1) 明式系统。公路和一般乡镇道路采用明沟
图 7 平坦地区汇水面积划分示意图
当地势向一边倾斜时, 则街坊的雨水流入低侧 街道下的管道内( 如图 8) 。
图 8 地形 倾斜地区汇水面积划分示意图
玛曲县的雨水流向如图 5 所示, 一般为流入街 坊西侧或( 和) 南侧的雨水管道内。
( 3) 暴雨强度 q 暴雨强度取决于设计重现期和设计降雨历时。 设计重现期是指在一个较长的统计期限内, 设 计暴雨强度的降雨重新出现一次的平均间隔, 单位 为年。 设计降雨历时: 设计暴雨所取的某一连续时段
玛曲 县的 雨 水井 在 直线 段 上的 间 距 一般 为 40 m 。 3. 3 雨水管渠设计流量计算
雨水管渠的设计流量一般按下式计算: Q= q) ) F 式中 Q 雨水设计流量, L/ s; q 设计暴雨强度, L / ( s ) h ∗ ㎡) ;
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径流系数; F 流域汇水面积, h ∗㎡。 ( 1) 径流系数 某段时间内的径流量( 流入雨水管渠的雨水) 与 同一时段全部降雨量的比值, 称为径流系数。不同 地面的径流系数 值见表 3。
规划红线。雨水干管一般设在街道中央或一侧, 并 宜设在快车道以外, 当道路红线宽度大于 60m 时, 可考虑沿街道两侧作双线布设。
由于雨水管道施工及检修对道路交通的影响, 雨水管道尽可能埋设在行车道以外的绿化带或人行 道下。雨水管与其他如河流、铁路、其他管线相交时 应尽量正交。并保证一定的竖向距离。雨水管道离 开房屋及其他管道的最小距离见表 1。
住区的详细规划, 结合地形、现状、道路网规划来确 定, 力求做到工程经济合理, 管网疏密恰当, 避免埋 深过大或过小, 坡度过陡或过缓。一般着重考虑以 下问题。
( 1) 充分利用地形, 分区就近排入水体 规划雨水管道时, 尽量利用自然地形坡度, 以最 短的距离, 靠重力流入附近的池塘、河流、湖泊或郊 区灌溉系统。只有当水体位置较远, 且地形平坦或 地形不利的情况下, 才需要考虑设置水泵站, 当天然 水体的水位高于管道出口时, 可以设置出口泵站, 这 时要尽可能使 经泵站排泄的雨水量减 少到最低限 度, 以节约泵站设施的投资。 ( 2) 雨水干管应沿排水地区低处布置 在地形起伏较大的地区, 雨水干管应结合主要 道路走向沿山谷低处布置, 两侧斜坡地可借支管连 接。具体布置时, 应先根据地形划分地面水径流的 分水岭线, 然后在相邻分水线之间, 分别沿谷线低处 布置。 ( 3) 合理选择和布置出水口 出水口结合地形、水体具体情况可以分散或适 当集中布置。管道通向池塘和河流的出水口的构造 比较简单, 造价不高时, 宜考虑分散布置。若河流水 位变化很大, 管道出水口离常水位很远时, 出水口的 建筑费用就很大, 此时不宜采用过多的出水口, 宜适 当集中选择合适位置。 玛曲县城市雨水排水系统根据以上三个原则很 好的利用了实际地形。玛曲县城市雨水排水系统的 流向及出水口布置方式见图 9。 5. 1 雨水管道设计步骤 ( 1) 在 1 2000~ 1 5000 比例尺并且绘有规划 总图的地形图上, 划分汇水面 积, 规划 雨水管道路 线, 确定水流方向。 ( 2) 划分各段管道的汇水 面积, 并 确定水流方