可克达拉市城西工业园道路雨水工程设计

赵 明 朱晓娟

（镇江市规划设计研究院,江苏 镇江 212003）

1 引言

可克达拉市是新疆维吾尔自治区直辖县级市，与新疆生产建设兵团第四师实行师市合一管理体制，由新疆生产建设兵团管理；东临伊犁州首府伊宁市，西接霍尔果斯市，南靠都拉塔口岸，北依天山北脉科古尔琴山；可克达拉市城西工业园位于可克达拉市西部，总用地面积26.74 km2，见图1。

图1 区域位置图

园区总体定位：依据可克达拉市工业园区整体建设思路，将城西工业园打造成以农副产品及食品加工、机械制造、精细化工等优势产业主导的重要工业园基地。

自城西工业园成立以来，大力进行了市政基础设施的建设。我们在道路雨水工程设计过程中，对传统设计方法中存在问题进行了深入剖析，综合初雨径流污染控制、雨水资源化利用、排水体制提升、内涝风险防控等多目标的要求，在降低工程费用的同时，有效地提升了园区排水系统建设水平。

2 传统雨水工程设计及存在问题

邻近城市和城西工业园已建道路的排水体制采用不完全分流制，排水管道采用截流式干管布置，生活污水、工业废水排入截流式干管；雨、雪就近排入边沟、边渠，浇灌人行道边的树木或绿化带，短期多余雨水径流排入截流式干管。该排水体制实质上仍然是雨污合流体制。

通过对相邻已建道路排水工程的建设和运行情况分析，采用上述排水体制的传统设计存在以下问题。①由于采用市政道路横断面设计，人行道高出车行道0.1 m～0.2 m，道路边没有设置边沟，树木或绿化带地面也没有下凹，“雨、雪就近排入边沟，浇灌人行道边树木或绿化带”没有充分体现，而是采用雨水篦等收水设施收集后排入截流式干管，进入污水处理厂。②大量雨水进入污水处理厂，导致进厂污水水质浓度明显偏低；强降雨时，进入污水处理厂的雨水量远超其承受能力，造成极大冲击，严重影响污水处理厂的正常运行。③由于年均降水量只有245.1 mm，雨水资源的稀缺性没有被充分认识，被当作废水，白白流失。

3 降雨特点及地表渗透能力分析

3.1 暴雨强度公式

采用暴雨强度公式为：

式中：P为设计重现期，取2年，t为降雨历时(min)。

3.2 降雨雨型

上述暴雨强度公式不能直观地反映该地区的降雨特点，为此，我们根据该公式，按P=2、t=60求出降雨雨型，如图2所示。

根据该雨型分析可知：①最大的雨峰突出S1，10 min的降雨量为7.07 mm，降雨强度为0.707 mm/min，之后迅速衰减；②第1小时的降雨量仅为11.2 mm，通过计算亦可知第2小时的总降雨量为0.65 mm。

3.3 地表渗透能力分析

建设基地的表层土壤土质情况如下。

风积细砂：黄色，层厚2.5 m～3.0 m；成分以石英、长石为主，表层含少许植物根系。

图2 1h降雨雨型图

根据上述地质情况，可见建设基地的地表土质颗粒较大，渗透性较强，渗透率在0.7 mm/min～3.5 mm/min[1]，考虑到有植物根系的因素，取其渗透率为0.8 mm/min，渗透能力与降雨强度关系见图2，当降雨量超出P=2时的雨峰降雨强度，因此，降雨能迅速渗透进土壤；但当地表被硬化后，如建设了沥青路面、停车场、房屋建筑等，则地表渗透能力大为降低，径流系数迅速提高，容易导致地表径流的产生。

4 雨水工程设计

4.1 总体方案

排水体制采用雨污分流制，遵循相关规范的要求，践行海绵城市设计理念[2]，按照“源头减排、过程控制、系统治理”的方法[3]，兼顾本地降雨（雪）特点和雨水资源化利用的要求，同时考虑强降雨可能造成的内涝灾害防治，统筹以上多目标和要求进行雨水工程设计。

园区道路排水系统构成：污水管网（收集园区所有生活污水和工业废水，截流化工区的初期雨水，不在本文讨论范畴）、源头控制系统（用于应对雪和小雨的下凹绿地，削减面源污染，能够滞蓄P=2降雨形成的路面径流）和内涝防治系统，用于有效应对P=20 强降雨导致的涝（积）水排放[4]。

4.2 源头控制系统

在道路两侧人行道行道树间设置下凹绿地，每3个树空设置2座下凹绿地。车行道路面雨水通过人行道路牙开口进入下凹绿地内,人行道雨水直接进入；进入下凹绿地的雨水滞蓄、下渗，通过下渗、沉淀、过滤、植物吸附等作用，对雨水中的SS（悬浮物）及其他污染物质进行净化处理（见图3、图4）。

经测算，主干道（宽32 m）的下凹绿地需下凹0.2 m，次干道（宽26 m）的下凹绿地需下凹0.16 m。经过雨水源头控制，路面雨水径流被全部滞蓄，不再有地表径流排出，因此，雨水管道无须再行设置，而下凹绿地内滞蓄的雨水，小部分被下凹绿地内植被吸收，大部分将下渗进入地下，涵养地下水源。

图3 下凹绿地布置平面图

图4 人行道下凹绿地横断面图

与传统设计方法相比，下凹绿地的设计便于积雪铲除时就近堆放，也更方便雪融水的及时排放。

4.3 内涝防治系统

当降雨强度增大，形成的路面径流量超出下凹绿地的滞蓄能力时，路面径流无法再进入下凹绿地，将漫溢路面，在重力作用下，沿道路纵坡由高处路面向低处路面流动，并最终在竖向凹点路面汇聚，形成涝（积）水区。因此，在道路的竖向凹点处，从该处向下游的排涝管道直到可靠受纳水体，按压力流状态、P=20标准强降雨排放要求进行设计涝（积）水收集系统。

整个园区虽然没有通常意义上的雨水排放管道，但针对易涝点的内涝风险已经得到妥善考虑和处理，整个园区就不会发生强降雨（P=20）形成涝（积）水区，并阻断交通的现象，能够保证园区交通安全有序的运行。

5 结语

在可克达拉城西工业园道路雨水工程设计过程中，我们改变了过去对雨水“一排了之”的简单做法，遵循海绵城市设计理念，统筹多目标和要求，构建了一套“源头控制+内涝防治”的雨水排水工程系统，有效满足了从小雨（雪）到大雨安全排放的要求，实现了环境保护、资源节约和利用、防涝风险管控的有机结合与统一。

该设计方法和思路对园区其他建设项目，乃至附近城市或园区建设项目雨水工程设计具有积极的参考意义。