雨水泵站規(guī)模對區(qū)域排水的影響

雨水泵站規(guī)模對道路排水的影響摘要：本文通過實例從積水深度和排水時間兩個角度直觀論述了雨水泵站建設(shè)規(guī)模對道路排水的影響，對建設(shè)單位更具有說服力。關(guān)鍵詞：雨水泵站、道路排水、積水深度、排水時間雨水泵站的特點是汛期運行，洪峰水量大，泵站規(guī)模大，投資額大，雨水能否及時排除的社會影響大?！妒彝馀潘O(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定，雨水泵站的設(shè)計流量應(yīng)按泵站進(jìn)水總管的設(shè)計流量計算確定，且宜按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計，水泵機組可按近期規(guī)模配置。雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期一般選用0.5年~3年。天津市采用的重現(xiàn)期為1年，即除局部地勢低洼處外，當(dāng)降雨強度小于1年1遇暴雨強度時，地面雨水徑流均能即時匯入市政雨水管道，路面沒有積水。但是，為節(jié)約投資，建設(shè)單位經(jīng)常要求設(shè)計單位減小雨水泵站設(shè)計規(guī)模，若如此，必然降低區(qū)域雨水排水系統(tǒng)的排水能力。在城市道路和建筑高程設(shè)計時，一般路面?zhèn)仁?50mm，小區(qū)路面高于市政路面100~300mm，建筑入口高于小區(qū)路面300mm以上，而綠化設(shè)計高程也高于道路側(cè)石，故道路為城市主要積水部位，可暫不考慮其他部位積水的可能性?；谏鲜鲈颍疚耐ㄟ^實例論述了雨水泵站不同建設(shè)規(guī)模對道路排水的影響，以便直觀理解雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。1概述1.1實例介紹天津某區(qū)域面積為5.5km2，，地勢平坦，路面設(shè)計標(biāo)高為大沽高程系3.0~3.1m。根據(jù)該區(qū)域的規(guī)劃用地平衡表，為便于計算，本文按照徑流系數(shù)相似性原則，將該區(qū)域用地性質(zhì)簡化為綠地、建設(shè)區(qū)和道路3類，不同性質(zhì)用地所占比例及徑流系數(shù)如下表1所示。表1不同性質(zhì)用地情況用地性質(zhì)比例徑流系數(shù)綠地29.9%0.15建設(shè)區(qū)54.0%0.6道路16.1%0.9綜合考慮該區(qū)域的徑流系數(shù)：Ψ=29.9%*0.15+54.0%*0.6+16.1%*0.9=0.5138≈0.521.2雨水量計算方法雨水設(shè)計流量計算公式如下：Q=q·F·式中：Q——雨水量（m3/h）；q——降雨強度（m/h）；——徑流系數(shù)；F——匯水面積(m2)。2雨水泵站排水能力計算該區(qū)域按1年重現(xiàn)期和3年重現(xiàn)期計算的雨水泵站規(guī)模分別為20m3/s和33m3/s。本文通過積水深度和排水時間兩個指標(biāo)來衡量雨水泵站的排水能力。2.1積水深度和排水時間計算方法根據(jù)天津市排水管理處的數(shù)理統(tǒng)計資料，該區(qū)域1年重現(xiàn)期降雨強度為34.4mm/h，由此推算區(qū)域1小時降雨量為：Q=5500000*0.0344=18.92萬m3，則雨水徑流需排出的雨水量為：Q=18.92萬m3*0.52=9.85萬m3，另外管網(wǎng)存儲能力為：Q1=2.2萬m3。如果雨水泵站規(guī)模按照20m3/s建設(shè)，1小時雨水排放量為：Q2=20m3/s*3600=7.20萬m3/h，則區(qū)域積水量Q積=9.85萬m3-2.2萬m3-7.20萬m3=0.45萬m3。考慮道路面積為0.88km2，則道路平均積水深度H=2.22萬m3/0.88km2=0.005m將路面雨水排凈所需時間為：T=0.45萬m3/（7.20萬m3/h）=0.06h2.2不同規(guī)模雨水泵站排水能力計算在區(qū)域徑流系數(shù)、管網(wǎng)存儲能力、道路面積一定的情況下，根據(jù)天津市排水管理處的數(shù)理統(tǒng)計資料，按照上述方法，本文計算了雨水泵站規(guī)模分別為16m3/s、20m3/s、33m3/s，遭遇重現(xiàn)期分別為1a、3a、5a、10a及近20年最大降雨強度時的道路積水深度和排除積水時間，如表2、表3、表4所示。假設(shè)與16m3/s和20m3/s泵站對應(yīng)的雨水管渠的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為1年重現(xiàn)期，與33m3/s泵站對應(yīng)的管渠的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為3年重現(xiàn)期。表2雨水泵站規(guī)模16m3/s重現(xiàn)期(a）1351020降雨強度（mm/h）34.4550.9058.5468.90178.00降雨量（萬m3）18.9528.0032.1937.9097.90徑流量（萬m3）9.8514.5616.7419.7150.91積水量（萬m3）1.896.608.7811.7542.95積水深度（m)0.0220.0750.1000.1330.488排除積水時間(h)0.331.151.522.047.46表3雨水泵站規(guī)模20m3/s重現(xiàn)期(a）1351020積水量（萬m3）0.455.167.3410.3141.51積水深度（m)0.0050.0590.0830.1170.472排除積水時間(h)0.060.721.021.435.77表4雨水泵站規(guī)模33m3/s重現(xiàn)期(a）1351020積水量（萬m3）00.482.665.6336.83積水深度（m)00.0050.0300.0640.419排除積水時間(h)——0.040.220.473.103結(jié)論由于降雨的特殊性，一般特大暴雨的高峰期也在1~2小時中降落，由此，以上計算考慮最大一小時的降雨量而不再考慮降雨的延續(xù)性有一定的實際意義。通過以上比較，本文得出以下結(jié)論：（1）道路積水深度和排除積水時間與降雨強度是正相關(guān)關(guān)系。（2）若泵站建設(shè)規(guī)模為16m3/s，則該區(qū)域遇1年1遇降雨即會積水；若泵站建設(shè)規(guī)模為20m3/s，則該區(qū)域遇1年1遇以上強度降雨會積水；若泵站建設(shè)規(guī)模為33m3/s，則該區(qū)域遇3年1遇以上強度降雨會積水。泵站建設(shè)規(guī)模過小，區(qū)域經(jīng)常發(fā)生排水不暢，地面積水而影響交通。泵站規(guī)模過大，雖可增加區(qū)域排水能力，但增加了工程造價，故天津市選用1年重現(xiàn)期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是合理的。（3）若降雨強度按20年一遇計算，雨水積水會向小區(qū)蔓延，但室內(nèi)不會進(jìn)水。但這僅是基于區(qū)域地坪標(biāo)高基本一致分析，實際情況中地勢必然會有高低起伏，在這種情況下，低洼低區(qū)必然會進(jìn)水。（4）小區(qū)建設(shè)應(yīng)與道路設(shè)計相協(xié)調(diào)，以避免在遇到超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的降雨時區(qū)內(nèi)積水。（5）建設(shè)單位若單純出于經(jīng)濟(jì)考慮而過大減小泵