浅谈市政雨水工程设计

张慧琴

深圳市西伦土木结构有限公司 广东 深圳 518000

正文：

1、合理的设计重现期

我国雨水管道设计重现期，多以规划为依据。而规划多依托于《室外排水设计规范》。由于近些年来，我国多地方遭受暴雨袭击，《室外排水设计规范》（GB50014）2006年后至今进行了三次修订，2011版、2014版和2016年版。其主要对雨水管渠设计重现期和内涝防治设计重现期的标准进行了提高。

《室外排水设计规范》（2016年版）雨水管渠设计重现期（年）

以深圳为例，按照《室外排水设计规范》（GB50014-2006）一般地区的雨水管渠设计重现期为0.5年～3年，而2016年版深圳属于超大城市，一般区域重现期提升为2年～3年，最小重现期由0.5年提升至2年。《深圳市排水（雨水）防涝综合规划》（2015）雨水管渠、泵站及附属设施设计标准如下。

《深圳市排水（雨水）防涝综合规划》（2015）雨水管渠、泵站及附属设施设计标准

根据《深圳市水务局排水行政许可技术审查指引》（2016）规定排水管渠重现期不小于5年。

那么是不是不小于5年重现期就够了呢？深圳相邻城市香港对暴雨重现期的规定则为：高度利用的农业用地重现期2年～5年；农业排水，包括开拓地项目的内部排水系统10年；城市排水支线系统为50年。

深圳全市面积1997.47平方公里，1979年1月深圳建市后人口增长迅速,截至2017年末，常住人口1252.83万人，比上年末增加55.08万人，增长4.6%。2017年GDP(全市生产总值)22438.39亿元，比上年增长（下同）8.8% 。香港全市面积1106.34平方公里，2017年约有739万人口，2017年GDP香港23034.97亿人民币（GDP 26610亿港元，按照2017年人民币兑港币平均汇率1.1552折算），比上年增长3.8%。

2017年深圳GDP虽未超过香港，但深港GDP差距进一步缩小，且近年来深圳经济增速远大于香港，深圳有经济条件且有需求参考邻市香港的雨水管渠设计重现期标准。

深圳暴雨强度公式一览表

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相同降雨历时不同重现期与5年重现期暴雨强度对比表

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相同历时，10年重现期、20年重现期、50年重现期、100年重现期下的暴雨强度与5年重现期下的暴雨强度进行了比较。比较发现50年重现期较5年重现期雨水量增加最大仅35.87%（60分钟历时）。市政雨水工程新建项目通常是道路工程的子工程，道路工程中，雨水工程投资行比例较小，通常仅仅占5～10%，如雨水提高重现期，增加管道断面，对整个道路工程投资增加比例仅仅增加1～5%，反观由于早期建设道路时，雨水重现期取值较小，而后做提高雨水重现期标准，改造雨水工程时，由于多数市政雨水管道在2～4m埋深，在机动车道下的雨水管道改造涉及到机动车道路面的破除与恢复，交通疏解，施工围挡，管道支护等投资费用，同时还需考虑施工期间对道路交通的影响。雨水管道改造施工周期均远大于道路工程的路面修复，因此建议在投资允许的情况下，下列几种地点建议取较大重现期：（1）特别重要地区，主要指政治、经济重要地位的区域，人口密度大的区域；（2）雨水管道设置在机动车道下的主干路；（3）相对于给水、电力、通讯的环状管网，雨水管网为树枝状，雨水排水通常的单向性的，因此整个雨水系统中，下游雨水管道，特别是其上游有易捞点、或特别重要地区的下游雨水管道应取较大暴雨重现期。

2、设计雨水管道坡度的思考

随着城市路网日趋完善，市政雨水管道系统也多数建设完成。在下游管道已经建设完成的情况下，如仅仅提高设计范围内雨水管道断面，在遇到强降雨时，会使得下游雨水管道超负荷，出现溢流现象，我们知道考验雨水系统的通常是暴雨峰值时的雨水量，而雨水在雨水管道中是有流水时间的，在强降雨来临时，应避免上游雨水与下游雨水集中在下游雨水管道中过流，其中减缓上游雨水的流速，是一种降低下游管道雨量峰值的方法。流量一定时，减小坡度，增大管径，可以减缓流速，有效延长雨水过流时间，较大断面的雨水管道本身也是一个很好的蓄流容积，降低暴雨峰值对下游雨水管道的影响，设计道路坡度过大的路段，可采用设计小坡度雨水管道，分段跌水以起到减缓流速的作用，此外设计道路坡度起伏明显的的路段，应避免管径不变的情况下大坡度突变为小坡度，而造成下游的涌水，可通过跌水消能平复上下游的坡度。

3、第一道收水设施的合理布置

雨水口、排水路缘石是的雨水进入雨水系统的常见第一道收水设施，其虽小，但是对整个雨水系统的收集也是至关重要的。常见的雨水口有平箅式雨水口，立箅式雨水口，联合箅式雨水口，根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2016版）4.7.1A条“雨水口和雨水连接管流量应为雨水管渠设计重现期计算流量的 1.5 倍～3 倍。”条文说明平箅雨水口在设计中应考虑 50%被堵塞，立箅式雨水口应考虑10%被堵塞。以深圳一路幅宽30m城市次干道（A号路）为例，双向四车道，机动车道总宽15m，径流系数取0.9，人行道及自行车道总宽12m，采用透水铺装，径流系数取0.3，绿化带总宽3m，径流系数取0.15，按照重现期：5年；路面集流时间：5min计算，100m道路长度设计雨量计算为78L/s，雨水口间距采用40m，沿道路两侧道牙布置平箅式双雨水口（过水能力35 L/s），100m过水能力为175 L/s，平箅雨水口在设计中考虑 50%被堵塞，过水能力折减后为87.5 L/s，仍满足设计雨水量要求，考虑到对初期雨水的处理，海绵城市建设的需要，可采用国标图集《15MR105 城市道路与开放空间低影响开发雨水设施》中环保型雨水口（双箅）。但是如果路幅较宽的道路则无法选择适当的环保型雨水口。以深圳一路幅宽60m城市主干道（B号路）为例，双向八车道，机动车道总宽31.5m，人行道及自行车道总宽15m，绿化带总宽13.5m(两侧各两条绿化带（2 m + 3m）×2，中分带3.5m)，径流系数与A号路一致，按照重现期：5年；路面集流时间：5min计算，100m道路长度设计雨量计算为155L/s，雨水口间距采用30m，如沿道路两侧道牙布置平箅式双雨水口，100m过水能力为233.33L/s，过水能力折减后为116.67L/s，不满足设计雨量，如改用联合式双箅雨水口，100m过水能力为333.33L/s，过水能力折减后为166.67L/s，可满足设计。然而联合式双箅雨水口无对应国标环保型雨水口可选择，仅可用国标图集《16S518雨水口》常规联合式双箅雨水口。近年来海绵城市设计的全面推广下，在机动车道侧绿化带宽度2m以上的道路，通常采用排水路缘石加绿化带内雨水口的方式收集路面雨水，排水路缘石相较雨水口在收水方面的优势是可以沿着立道牙密集设置，使雨水尽快流出机动车道，其间距不受检查井距离的限制。但是当道路纵坡大于横坡（通常为1.5%）时，其收水能力有限，建议补充设计平箅雨水口，避免过多雨水路面径流至下游。所以雨水口、排水路缘石虽小，每条道路都应根据其道路特征，做相应的计算，雨水系统才能有效的收集雨水。

结束语

综上所述，设计重现期、管道坡度选择、第一道收水设施布置是市政设计要点，不仅仅关系着设计范围内的雨水排放，对上下游雨水排水也有着一定的影响，只有做好这几点设计，才能使市政雨水设计更加合理。