山地型建筑室外给排水设计与分析

杨 玲

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海 200092）

山地型建筑室外给排水系统是否完善密切关系到当地居民的生活质量和安全保障，也关系到当地的经济发展。由于山地城市地形地质的特殊性，山地型建筑室外给排水设计面临这三大问题：第一，山地地区经济一般较为落后，市政配套设施及综合管网多处于末端，性能和效率都不到位；第二，山地地形高低起伏，道路纵坡较大，加大了管网敷设的工程量，带来更大的经济压力；第三，山地地质较为复杂，大量的挖方填方，可能会造成安全隐患，例如地表的不均匀沉降。面对这些问题，本文提出了一些应对措施。

1 山地型建筑室外给水设计

山地地区通常处于城市给水系统的末端，管网设施有时候会不完善或者给水压力不足，使得山地型建筑无法正常用水，因此，山地型建筑室外给水设计时，应充分考虑地形因素，采用二次加压的方式或者建设自备水源，例如采用变频恒压供水设施，并且配备加压罐，以满足山地建筑用水的需求。根据自来水厂或者水务集团提供的资料，了解市政管网能提供的最大压力，根据地形标高对给水管网进行合理的分区，可以划分成高区和低区。

1.1 低区加压给水系统

低区加压泵站可以设置在地下车库，供给多层建筑、高层建筑的低区的生活用水、景观用水、室外消火栓系统用水等，并且为高区的加压泵水池补充水，水源来自市政管网。由变频恒压供水系统供给山地居民日常生活用水，火灾发生时，由室外消防加压泵向低区给水管网供水。低区加压管网采用的是环状管网，局部呈树枝状。

1.2 高区加压给水系统

高层建筑高区的生活用水、室内消防用水由高区加压泵提供，高区加压泵站用水由低区加压泵提供，管网为环状管网，整体采用串联的供水方式。每栋楼的消防系统相对独立，将倒流防止器与管网相连。

1.3 加压泵位置布置

因为低区加压给水系统水源由市政管网提供，所以低区加压泵站应设在市政管网压力能辐射的地方，为了最大限度利用市政管网的压力，低区加压泵位置不应设置太低。并且考虑经济性和安全性，加压泵应结合建筑布置。另外利用山地地形天然高差的优势和建筑物布局方式，合理布置加压泵的位置，以减少能耗和工程量。尽量将加压泵设置在用水量大的建筑内，以减少给水管网的压力。

1.4 生活和消防储水池

生活和消防储水池可以采用合建或分建的方式。合建和分建的原则是是保证生活用水不受外来水源的污染，即居民生活用水在水池停留的时间不宜超过两天，并且要控制水池的造价不宜过高。在实际设计中要测算生活用水量和消防用水量的比例，通过这个比例来分析采用合建还是分建的方式。

2 山地型建筑室外排水设计

2.1 工程技术层面

2.1.1 排水管网控制要点在于落差处理，管网系统要能衔接上、下游排水管道及水流，具有一定的消能和稳流功能，避免下游管道被过度冲刷。

1）当地面坡度不太大但又需要进行落差处理时，可以将排水管线上每个检查井的跌水落差控制在2米内，虽然检查井的数量增加一些，但这样不必设跌水井，大大节省造价。

2）当地面跌落纵向距离短时，一般应设跌水井。

3）当地面坡度较大，纵向长度较长并且要做高差处理时，可采用阶梯状的排水沟渠，这种方法是将较大的高差分为多段分别进行分级消化，既能起到消能的效果，又能衔接上游和下游的雨水、污水管道，这样可以避免使用较深、较大的跌水井，为山地建筑室外排水工程大大地节省了成本。

2.1.2 山地建筑室外排水管网坡道坡度要考虑流速，排水管道的敷设坡度一般尽量与道路坡度接近。

1）一般先了解道路的坡度和走向，排水管道的敷设坡度一般尽量与道路坡度接近，再根据这个坡度进一步细化管道的坡度、走向，在此基础上选择合适管径的雨水、污水管道。

2）水往低处流，山地地形的高差为排水提供了天然的优势，在相同流量情况下，山地建筑室外排水可用性选择管径较小的管道，这也为排水工程节省了一定的成本。

3）如果道路纵坡过大，参照道路坡度确定的管道纵坡偏大，以至流速超过最大设计流速。如果不减小流速，会引起管道被冲刷破坏，减少了管道的使用寿命，所以此时应适当调小坡度，采取一些跌水消能措施，这样既可以达到消能效果，同时也可以利用跌水减小地形落差的影响。

2.1.3 山地建筑室外排水场区盲沟系统应遵循治坡先治水的原则。

盲沟一般敷设在需要排除地下渗水的场合，山地建筑场区盲沟系统应设置在建筑物周围，底标高比建筑基础底标高低。

1）盲沟设置前提条件需有水文地质资料；

需确定建筑总平面及单体；需确定基础形式及埋深；

需确定室外管线综合布置图；

2）盲沟设计要点

将地下渗流水由无组织变为有组织；

在建筑物周边进行引流；

盲沟引流的水可作为人工湖的补充水源或引入雨水井。

2.2 设计制度层面

2.2.1 水工程规划与城市规划的互动协调

在山地城市规划编制中，由于现状地形复杂，需要城市规划专业人员与其他专项规划人员（包括给排水专业人员）加强沟通协调，在城市规划编制中遇到的一些重大问题需要专项规划人员提出科学合理的解决方法，同时专项规划人员也应深入了解规划，认识城市发展与专项规划必不可分的重大意义，这不仅有利于城市的发展，也有利于专项规划的实施。

2.2.2 高排水设计方案的可操作性

排水工程关系到国计民生，也日益受到国家政府和老百姓的关注，高排水计划也不再是挂在墙上的蓝图，而应该成为可以实施落地、真正为人民造福的工程。为了加强这项工程的可实施性，政府及其他相关部门可以从以下两个方面提出相应的策略：

1）加强规划前期规划条件分析

工程规划是一项系统的、多领域的工作，这项工作必须是有计划地进行。在计划中，需要考虑到各方面的影响，如：地形地貌，水资源、水利条件等，还需要结合城市当地的总体规划，将排水工程和交通规划、燃气管道规划、电力规划、环境保护等同时考虑，相互协调，相互配合，避免出现其中一项已经规划建成，再重新考虑排水工程，这样不仅会延长工期，也会增加投资成本，更不利于这些基础工程的有效使用。

2）山地建筑室外排水工程应注重技术经济分析

整个排水工程的规划实施都应该进行投资成本预算、运营效益评估、风险评估等技术经济分析。在山地城市排水工程规划中，由于其地形复杂，受到制约的因素较多，往往有多方案的比选，增加方案比选的技术经济分析，为规划实施奠定基础，同时为规划管理部门提供决策依据。

3）增强流域规划意识

山地城市具有明显的流域特点：许多河流、小溪自然形成闭合流域。排水工程规划需要增强流域排水意识。从流域的角度合理规划城市排水系统是排水工程规划的首要目标，在做整个城市的排水工程规划时，既要放眼大区域，又要着眼于正在规划的小片区。放眼大区域是指可以将整个城市甚至整个流域都纳入到规划范围，进行综合考虑，要有大局观；着眼小片区是指要梳理清楚小到城市各片区之间的排水相关设施关系，细节也不可忽视。这样才能合理布局各级排水管网、排水沟渠、污水处理厂、雨水收集池等，才能有效安全地为城市排水提供保障，才能处理好城市排水与其他各项工程的关系。

3 结语

相对于城市地区，山地地区有着空气质量好、噪声污染小、人口密度低的优势，但是山地地形起伏大，地质复杂，为山地建筑室外给排水设计和建设带来了较大的难度，一方面要考虑山地地区的用水便捷，另一方面要考虑工程成本、安全等方面的问题。设计人员应结合国内外的先进经验和技术，明确管网布置原则，合理的布置山地建筑室外的给排水管网，注意山地的场地规划标高和道路的设计标高，充分利用山地高差重力的优势和山地道路的优势，在满足安全、实用、美观、经济的前提下，尽量减少开挖量，减少对原有山地地形地貌和地质的破坏。在山地建筑室外给排水设计过程中，应将工程技术和设计制度紧密结合，制度先行，在有合理的制度计划的作为指导依据的前提下，运用先进的技术，才能使整个工程有条不紊地进行，并且制度的编制要注重系统性、经济性、可实施性，保证水体不受污染，水环境能够不断改善，山地地区居民生活质量得到提高，让城市走绿色环保、可持续的发展道路。

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