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城市排水系统发展对雨季排水的影响

2013-10-30周欣荣

科技致富向导 2013年17期
关键词:排水系统内涝城市

周欣荣

【摘 要】雨水排水系统作为城市的一项重要基础设施,其在汛期发挥着重要的排涝作用。良好的雨水排水系统可避免发生城市内涝,减少经济损失,保障城市的正常生产生活。就目前的城市排水系统发展情况而言,受经济、技术等方面的限制,普遍存在着流量计算不合理、设计标准不高、空隙容量利用不充分、施工质量差等问题。本文从当前雨水排水系统的现状出发,分析了排水系统存在的问题,并针对问题提出了解决对策。

【关键词】城市;排水系统;汛期;内涝

0.前言

城市是工商业发达、人口密集的地区,其是周边地区的经济、文化政治中心,它在社会发展中具有十分重要的地位。随着城市化进程的不断加快,城市规模的日益扩大,对城市基础设施建设也有了更多更高的要求。排水系统是组成城市基础设施的重要部分,其在市政建设、城市发展中具有重要意义。城市排水系统由污水处理系统和排水管网所组成,主要用于收集、处理城市雨水、生活废水及污水。雨水排水系统在汛期发挥着重要的排涝作用。良好的雨水排水系统可避免发生城市内涝,减少经济损失,保障城市的正常生产生活。

1.雨水排水系统发展现状分析

雨水排水系统,是指收集、处理城市径流的排水设施,它主要由雨水管道、明渠、滞留池、排水泵、雨水入口等设施组成。目前,城市人口的高度集中,城市规模的不断扩大,不但加大了城市(人工流域)面积,同时也改变了资产结构、地貌特征,城市的成灾机制、水文特性都出现了明显的变化。城市面积的增大,加大了径流系数、增加了洪峰流量、加快了洪峰的出现时间。但就目前的城市排水系统发展情况而言,受经济、技术等方面的限制,普遍存在着流量计算不合理、设计标准不高、保守利用空隙容量、施工质量差等问题。

1.1设计标准不高

城市排水系统设计标准,通常以系统可排泄的暴雨的发生频率(或重现期)来表示。受土地利用、地形、气候、经济发展水平、城市化进程等情况的影响,不同国家或同一国家不同城市的排水设计标准也会有所不同。我国城市排水的设计标准多为0.33~1a,通常不超过5a(特殊地区不超过10a),相较于其他国家,我国的设计标准较低。

1.2流量计算公式不合理

在雨水排水系统设计中,雨水流量计算是重要的依据和基础。我国的排水系统流量计算基本上都应用推理公式法,即根据城市的暴雨强度公式计算出雨水流量。该方法中,对暴雨强度、计算公式都进行了一定程度的假定和简化,其与实际情况可能会有较大偏差,所以该方法获得的设计流量难以符合实际的雨水产汇流情况。

1.3保守利用空隙容量

在排水系统设计中,我国引入了折减系数,通过空隙容积调洪,来减小设计流量、管渠断面直径,该方法有效降低了工程造价,但相应地也降低了安全性。在按照满流设计时,还考虑到了空隙容量的利用,这必将使部分管段发生超载,但是在设计规范中,并未对此进行明确的规定。理论上来说,在设计雨水排水系统时,利用空隙容量进行调洪是合理的,但同时也是保守的。

2.雨水排水系统的建设对策

2.1选择合理的设计标准

在确定设计标准时,采用成本效益分析法。设计标准较高的系统,有利于防止地面积水,但其工程造价也相对较高;设计标准较低的系统,工程造价相对更低,但更容易发生地面积水,情况严重者还会带来较大的经济损失。所以在确定设计标准时,要从我国国情出发,综合考虑政治、经济、技术等方面影响,选择合理的设计标准。目前常采用的重现期有:0.25a、0.33a、0.5a、1a、2a、3a、5a、10a八个标准。从实践情况来看,我国排水系统的设计标准存在偏低而单一的问题。较之于欧美国家根据最大径流法设计的5~15a的重现期,我国的重现期为0.5~3a,同时还考虑了空隙容积调洪,二者有着很大差距。所以有必要提高降雨重现期,以降低因地面积水导致的各种损失。笔者认为从现代化、城市化发展需要来看,重现期有必要扩大至1.5a以上,对20a以下的重现期雨强进行重点分析。

2.2使用科学的流量计算方法

近年来,随着计算机技术的飞速发展,对推理公式法局限性认识的不断深入,一些发达国家已经在众多排水系统设计中采用了计算机模型,仅在小型排水系统中沿用推理公式法。计算机模型系统设计,对雨水管渠的设计指标、水利状况的要求更加细致、科学,设计方法和标准更加严谨、科学。我国的《室外排水规范》中规定,雨水管渠设计要使用推理公式法。与计算机模型相比,推理公式法更简便、实用,但其本身的缺陷,更容易导致地面积水、内涝现象。因此,我国的城市排水系统设计,也应当研究应用计算机模式,提高设计流量的精度,提高雨水排水能力。

2.3合理利用空隙容量

推理公式法下计算出的设计流量,在考虑折减系数后,设计流量就会比计算所得值更小,利用管渠空隙来平衡最大径流量,以降低工程造价。然而,该种做法假定了管渠的运行能力等于设计能力,也就是洪灾频率等于设计暴雨频率,设计暴雨频率越高,洪灾的发生频率就越高。另外,排水管渠内的水力状况复杂,推理法无法明确管渠会不会超过满管水位,设计规范也未对此加以规定。这都是导致我国城市频繁发生内涝、积水的主要原因。因此,空隙容量的利用必须具有合理性,对于空隙容积加大的系统,适当的利用是合理的、可行的,但对于空隙容积较小的系统,则不应当利用空隙容积调洪,若仍要采用此方法,就可降低暴雨频率,从而达到合理的排水能力。

【参考文献】

[1]张怀宇,杨逢乐,李树苑等.城市排水系统的雨季COD溢流控制示范研究[J].中国给水排水,2010,26(22):23-25,42.

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[3]马俊花,李婧菲,徐一剑等.暴雨管理模型(SWMM)在城市排水系统雨季溢流问题中的应用[J].净水技术,2012,31(3):10-15,19.

[4]郭小东.城市排水系统发展与研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2013,(1):44-46.

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