城市雨水管道的设计系统分析

王日芹

青岛水务集团有限公司排水分公司，山东青岛 266000

随着我国雨水管道设计水平的不断提高，在设计中对计算机信息技术的应用，促进了雨水管道系统设计水平的进一步提高，在计算机程序中，运用科学、合理的计算程序，进一步规范了城市雨水管道设计的体系，为加强程序化设计城市雨水管道提供了有效的支持。

1 雨水管道系统

城市化进程中，城市雨水管道系统是指在城市建设的过程中其雨水口、雨水管道检查井、出水口等一些构筑物共同组成的一个整套的基础工程设施。在城市雨水管道系统的设计中主要是为了及时的汇集并且排放暴雨形成的地面径流，最终保证城市交通以及人们的日常生活不受任何影响。本文在研究城市雨水管道系统设计中，主要针对管道的组成部分进行设计、促进管道的有效使用、提高雨水的排放及时性。

2 暴雨强度公式和设计参数

2.1 暴雨强度公式确定

城市雨水管道设计中，首先需要确定暴雨强度公式、流量公式以及设计参数。其中暴雨强度公式是在城市雨水管道设计中，通过研究雨水口、雨水管道、检查井、出水口等相关参数进行计算的公式。雨水管道设计流量的公式主要是确定雨水流量，其主要的目的是为了确定雨水管道断面尺寸，这就需要根据城市雨水排出管道中，对汇集雨水径流的面积进行计算以后，进一步推算出流量设计。管道设计参数的确定中，雨水管道设计流量包含的设计参数有：设计重现期P、径流系数、集水时间等，以此来确定流量的结果。在雨水管道设计重现期的选用中，主要是根据汇水面积地区建设的性质、地形的特点及气象特点来具体的规划，通常在选用中需要与道路设计相协调。

2.2 确定地表径流量以及其他参数

地面径流系数的确定，需要根据汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度以及地貌的分布情况进行具体规定，在参数的确定中，由于地形坡度比较大的地方，雨水的流速就比较快，还需要对地面覆盖的种类进行具体的分析，确定好设计的参数，当遇到了强度较大的暴雨或历时较长的降雨时，就需要从地面点径流过程的变化考虑。最终总结到：在雨水管道设计流量中，需要用汇水面积的最远点的雨水流至设计的断面时间来判断，在设计降雨历时时，采用集水时间的符号来表示，能够对排水流域划分、管道定线、调节池以及泵站位置的确定，最终设计好雨水管到的径流量。

在城市雨水管道设计中，主要的目的是能够及时的排走地面的暴雨径流量，因此这就需要对排水的走向、以及现场的地形进行详细的了解。确定排水区域、划分排水流域中，以及排水系统的界线，但是由于排水区界是排水系统的界线，其设计依据是根据城市的规模进行具体实施的，对丘陵地区以及地形起伏较大的地区，按照高线划出分水线，保持分水线与流域分界线一致。在地面平坦的地方，可以根据地面的面积对相邻的管道排水进行划分，遵循的原则是：雨水能够以自流排水进行，及时的排放城市的暴雨。

城市雨水管道系统的设计体系中，其管道的定线是根据城市总体图来详细的确定雨水管道的位置和走向的，在设计中管道定线一般是按照主干管、干管以及支管按照顺序排放的，其遵循的原则是：最大限度的在管线较短和埋深较小的情况下，保证最大面积的排放雨水。在管道定线的设计中需要结合地形、线路条数、排水体制、出水口的位置、水文地质、道路宽度等指标来确定管道定线。除此之外，还需要对调节池的位置以及高程控制点进行具体的确定，将调节池来调蓄洪峰径流量，降低下游雨水干管的断面尺寸。在高程控制点中，需要根据城市竖向规划进行，合理的安排管道系统的深埋情况。

3 雨水管道设计的程序

针对雨水管道的设计，首先，通过对城市的整体地形以及详细的规划进行了解，具体的分析水文、地质以及暴雨的流量，做好设计的准备。其次，对排水流域、管道定线、划分设计管段、计算汇水面积、排水流域的平均径流系数、设计重现期以及集水时间、计算单位径流量、计算干管水力，最终获得各个管段设计的流量和控制点的深埋状况，根据上述的计算结果来绘制雨水管道平面图，确定设计的结果。

4 排水流域划分、管道定线以及调节池、泵站位置

雨水管道设计的核心要求是可以对暴雨径流量进行通畅地排出。因此，设计人员在接受到任务之后需要对现场进行深入的调研，对地形进行勘察，更要了解排水走向。

对排水区域进行确定，之后对其进行划分。排水系统设置的界限就是排水区界，排水区界是依据城镇设计规模来进行确定的。

管道定线和雨水管道平面布置原则。管道定线的原则是：按主干管、干管、支管的顺序进行。尽量在埋深比较小，管线比较短的状况下，使最大区域的雨水可以自动地排出。而定线需要考虑到以下几个方面：水文地质条件、排水体制和线路数目、地形、道路宽度以及污水厂出水口的位置。

调节池位置以及高程控制点的确定。我们可以把将较大容积的调节池设置在雨水管道系统上，将雨水径流的洪峰径流量短时间内存储在其中，等到洪峰径流量下降到设计排泄流量之后，可以把存储在池中的水排出。调节池的作用是对洪峰径流量进行了调蓄，对洪峰起到了削减的作用，因此下游雨水干管的断面尺寸就可以被大幅度的削弱。假如调节池后没有泵站，那么可以降低装机容量。在对控制点的标高一方面进行确定时，需要参考城市的竖向规划，在此基础上可以保证排水区域内各点的雨水都能得到及时的排除，此外在埋深上要适当留些余地，也不能因重视个别控制点而对全部管道系统的埋深进行增加。

5 结论

通过了解城市规划中地表径流后，对城市暴雨量以及地表的径流进行详细的设计规划，根据暴雨强度公式、地表径流量以及设计的其他参数进行确定，全面系统的分析了城市排水流域的划分以及管道定线的位置，并将调节池和泵站进一步规划，在参数的分析中，结合城市地形、地貌、径流量、平均径流系数等，合理的设计了城市雨水管道。将雨水口、雨水管道以及检查井等多个构筑物进行了统一的规划，在科学的设计方案中，保证城市雨水能够及时的排放流走，避免出现大面积的聚水现象，保障城市居民的日常生产、生活，同时也促进了雨水管道设计的程序化进程。

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