雨水泵站規(guī)模對(duì)區(qū)域排水的影響

雨水泵站規(guī)模對(duì)道路排水的影響摘要：本文通過(guò)實(shí)例從積水深度和排水時(shí)間兩個(gè)角度直觀論述了雨水泵站建設(shè)規(guī)模對(duì)道路排水的影響，對(duì)建設(shè)單位更具有說(shuō)服力。關(guān)鍵詞：雨水泵站、道路排水、積水深度、排水時(shí)間雨水泵站的特點(diǎn)是汛期運(yùn)行，洪峰水量大，泵站規(guī)模大，投資額大，雨水能否及時(shí)排除的社會(huì)影響大?！妒彝馀潘O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定，雨水泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按泵站進(jìn)水總管的設(shè)計(jì)流量計(jì)算確定，且宜按遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)，水泵機(jī)組可按近期規(guī)模配置。雨水管渠設(shè)計(jì)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(shì)低洼處外，當(dāng)降雨強(qiáng)度小于1年1遇暴雨強(qiáng)度時(shí)，地面雨水徑流均能即時(shí)匯入市政雨水管道，路面沒(méi)有積水。但是，為節(jié)約投資，建設(shè)單位經(jīng)常要求設(shè)計(jì)單位減小雨水泵站設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，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(jì)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。基于上述原因，本文通過(guò)實(shí)例論述了雨水泵站不同建設(shè)規(guī)模對(duì)道路排水的影響，以便直觀理解雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。1概述1.1實(shí)例介紹天津某區(qū)域面積為5.5km2，，地勢(shì)平坦，路面設(shè)計(jì)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(jì)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(jiǎn)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(jì)算方法雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式如下：Q=q·F·式中：Q——雨水量（m3/h）；q——降雨強(qiáng)度（m/h）；——徑流系數(shù)；F——匯水面積(m2)。2雨水泵站排水能力計(jì)算該區(qū)域按1年重現(xiàn)期和3年重現(xiàn)期計(jì)算的雨水泵站規(guī)模分別為20m3/s和33m3/s。本文通過(guò)積水深度和排水時(shí)間兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量雨水泵站的排水能力。2.1積水深度和排水時(shí)間計(jì)算方法根據(jù)天津市排水管理處的數(shù)理統(tǒng)計(jì)資料，該區(qū)域1年重現(xiàn)期降雨強(qiáng)度為34.4mm/h，由此推算區(qū)域1小時(shí)降雨量為：Q=5500000*0.0344=18.92萬(wàn)m3，則雨水徑流需排出的雨水量為：Q=18.92萬(wàn)m3*0.52=9.85萬(wàn)m3，另外管網(wǎng)存儲(chǔ)能力為：Q1=2.2萬(wàn)m3。如果雨水泵站規(guī)模按照20m3/s建設(shè)，1小時(shí)雨水排放量為：Q2=20m3/s*3600=7.20萬(wàn)m3/h，則區(qū)域積水量Q積=9.85萬(wàn)m3-2.2萬(wàn)m3-7.20萬(wàn)m3=0.45萬(wàn)m3?？紤]道路面積為0.88km2，則道路平均積水深度H=2.22萬(wàn)m3/0.88km2=0.005m將路面雨水排凈所需時(shí)間為：T=0.45萬(wàn)m3/（7.20萬(wàn)m3/h）=0.06h2.2不同規(guī)模雨水泵站排水能力計(jì)算在區(qū)域徑流系數(shù)、管網(wǎng)存儲(chǔ)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(jì)資料，按照上述方法，本文計(jì)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(qiáng)度時(shí)的道路積水深度和排除積水時(shí)間，如表2、表3、表4所示。假設(shè)與16m3/s和20m3/s泵站對(duì)應(yīng)的雨水管渠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1年重現(xiàn)期，與33m3/s泵站對(duì)應(yīng)的管渠的設(shè)計(jì)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(qiáng)度（mm/h）34.4550.9058.5468.90178.00降雨量（萬(wàn)m3）18.9528.0032.1937.9097.90徑流量（萬(wàn)m3）9.8514.5616.7419.7150.91積水量（萬(wàn)m3）1.896.608.7811.7542.95積水深度（m)0.0220.0750.1000.1330.488排除積水時(shí)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(wàn)m3）0.455.167.3410.3141.51積水深度（m)0.0050.0590.0830.1170.472排除積水時(shí)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(wàn)m3）00.482.665.6336.83積水深度（m)00.0050.0300.0640.419排除積水時(shí)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(shí)中降落，由此，以上計(jì)算考慮最大一小時(shí)的降雨量而不再考慮降雨的延續(xù)性有一定的實(shí)際意義。通過(guò)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(shí)間與降雨強(qiáng)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(huì)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(qiáng)度降雨會(huì)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(qiáng)度降雨會(huì)積水。泵站建設(shè)規(guī)模過(guò)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(guò)大，雖可增加區(qū)域排水能力，但增加了工程造價(jià)，故天津市選用1年重現(xiàn)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是合理的。（3）若降雨強(qiáng)度按20年一遇計(jì)算，雨水積水會(huì)向小區(qū)蔓延，但室內(nèi)不會(huì)進(jìn)水。但這僅是基于區(qū)域地坪標(biāo)高基本一致分析，實(shí)際情況中地勢(shì)必然會(huì)有高低起伏，在這種情況下，低洼低區(qū)必然會(huì)進(jìn)水。（4）小區(qū)建設(shè)應(yīng)與道路設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，以避免在遇到超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的降雨時(shí)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(guò)大減小泵