四川某片区市政排水管道的规划

李彦龙（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610000）



四川某片区市政排水管道的规划

李彦龙（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610000）

市政排水管道为城市雨水、污水排水的主要通道，其对保证片区雨水、污水的顺利排放，推进雨、污分流工作及环境保护工作具有重要意义。经排水管道规划明确的排水体制、排水管道排向、服务面积、管径、标高等参数，对指导城市排水管道的设计、建设具有重要意义。

排水管道规划；海绵城市建设；洪水顶托

1　项目概述

1.1片区概况

本次规划片区为四川某市规划新区，规划区以居住用地、商业用地、现代农业产业用地为主，规划区面积约 11km2，其中建设用地约9km2，规划居住人口约10万人。

1.2现状排水情况

规划区总体地势为北高南低，西高东低。规划区西侧边界外以山地为主，东侧、北侧边界外为江河及其防洪堤，片区南侧江河上设置有水电站，雨水出口位于南侧水电站坝后。片区水系发达，现状水系一般自北向南、自西向东排放，水系主要以片区南侧水电站坝后河道为出口。

片区分布有少量居民自建房及工厂等，由于片区污水处理厂暂未建成，片区污水主要以化粪池、沼气池等简易设施处理后就近排入沟渠、水系，给当地水环境造成污染。

1.3片区地质情况

片区现状用地以农业用地为主，除西侧少量山地外，其余均为平原地带。片区地质自上而下依次为耕植土、粉质粘土、砂卵石层等。其中砂卵石层透水性良好。

1.4现有相关规划

规划区已有总体规划及片区控制性详细规划、片区水系规划等。

总体规划及片区控制性详细规划：对片区用地、片区水系、市政管线、污水处理厂等已有相应阶段的规划方案。

片区水系规划：对片区水系做了详细规划，明确了设计洪水位、沟底高程、渠道断面、渠道汇水面积等内容。

1.5规划内容及期限

本次规划主要内容为片区排水管道规划，规划期限与片区总体规划规划相一致，为2015～2020年。

1.6排水体制选择

根据《室外排水设计规范》及环境保护的要求，片区排水体制为分流制。

2　排水管道规划

2.1雨水管道规划

2.1.1雨水系统分区规划

本次规划雨水系统分区需结合片区规划水系，根据片区水系规划，可供片区雨水管道排入的规划水系共有8条排洪沟渠，因此，片区雨水分区亦分为8个分区，每个分区对应一条规划水系作为分区雨水排出口，片区规划水系最终均排入片区南侧水电站坝后。

2.1.2雨水管道平面规划在结合片区道路规划的基础上，雨水管道平面位置一般布置在规划道路下，同时根据道路坡向及规划水系位置考虑雨水管道排向，雨水排水采用就近排放的原则，规划雨水管道就近排入片区规划水系。

2.1.3雨水管道竖向规划

考虑到与其它地下管道交叉的需要，雨水管道起端覆土一般按2m考虑，为合理控制管道埋深，管道坡向与道路坡向一致的路段，一般取道路坡度为管道坡度，相反的路段，一般取规范允许的较小坡度为管道坡度，以便尽量减小管道埋深。除此之前，雨水管道高程还需与沿线涵洞、地下管线、地下构筑物、管道出口水系、沟渠等相协调。规划雨水管道采用管顶平接。

2.1.4雨量计算

本次雨量的计算主要采用了推理公式计算法 （用于集雨面积在2km2以内的雨水管渠）计算。

推理公式计算法：Q=q×φ×F

式中：Q——雨水流量（L/s）；

q——设计暴雨强度［L/（s*ha）］；

φ——综合径流系数；

F——汇水面积（ha），根据规划地形高程划分管道汇水面积。

暴雨强度公式采用当地暴雨强度公式：

式中：P——设计降雨重现期（年）；

t——降雨历时（min），t=t1+t2，t1为地面集水时间：取5～10min。t2为管渠内流行时间。

2.1.5管渠水力计算公式

雨水管道水力计算按满流计算。

流量Q=v·A（m3/s）

式中：A-水流有效断面面积（m2）；v-水流断面的平均流速（m/s）。

式中：R——水力半径（m），R=A/P，P-湿周（m）；

I——水力坡降，重力流管渠按管渠底坡降计算，I= h/l（管渠起终点高差与该段长度之比）；

n——粗糙系数，其取值与管道材料相关。

2.1.6主要参数规划标准

（1）设计暴雨重现期

根据片区控规及 《室外排水设计规范》（2014年版）的要求，雨水重现期取值为：

一般地区重现期采用P=2～3年。

重要干道、重要地区重现期P=5年。

（2）综合径流系数

综合径流系数ψ：对于建筑密集、城市化面积较高的城区采用ψ＝0.65，其余地区采用ψ＝0.60，绿地采用ψ＝0.25。

2.1.7雨水管道规划成果

经过上述规划过程，得出片区雨水管道规划管径为d600～d1600，规划雨水箱涵尺寸为BXH=1.5×1.0m～BXH=2.5× 1.5m。规划雨水管渠总长约47km，采用钢筋混凝土管及现浇钢筋混凝土箱涵，总投资约1.67亿元。

2.2污水管道规划

2.2.1污水系统分区规划

本次规划污水系统分区需结合片区污水处理厂规划及道路平面、竖向规划，根据片区控制性详细规划，片区规划有一座污水处理厂，布置于片区南侧地块。根据片区道路平面、竖向规划，自北向南贯穿整个片区的道路主要有两条，同时上述两条道路地势较低，因此本次规划考虑将片区污水主干管布置于上述两条道路。根据污水主干管的走向，本次规划区污水系统共分为两个分区，片区污水最终均进入污水处理厂。

2.2.2污水管道平面规划

在结合片区道路竖向规划的基础上，污水管道平面位置一般布置在规划道路下，污水主干管布置尽量靠近排水大户及城市主干道，考虑到片区规划水系发达，本次污水管道布置时尽量避免穿越规划水系，以便优化污水管道埋深。片区污水主管道最终进入城市污水处理厂，经处理达标后进入片区规划水系排放，城市污水也可经深度处理为中水，供城市绿化、浇洒等用水。

2.2.3污水管道竖向规划

考虑到与其它地下管道交叉的需要，污水管道起端覆土一般按3.0m左右考虑，竖向总体上污水管道置于雨水管道之下。为合理控制管道埋深，管道坡向与道路坡向一致的路段，一般取道路坡度为管道坡度，相反的路段，一般取规范允许的较小坡度为管道坡度，以便尽量减小管道埋深。除此之前，污水管道高程还需与沿线涵洞、地下管线、地下构筑物、沟渠等相协调。污水管道采用管顶平接或水面平接。

2.2.4污水管道水量计算

污水量计算采用面积比流量计算的方式，根据相似城市经验，确定污水支管面积比流量q0取值为1.0L/s·ha（平均日平均时），污水干管面积比流量q0取值为0.8L/s·ha（平均日平均时）。

Qz=q0×F×Kz

式中：Qz-设计管道污水量（L/s）；q0-面积比流量（L/s·ha），F-管道汇水面积（ha）；Kz-总变化系数。总变化系数Kz由Kz= 2.7/Q平0.11计算而得，其中：Q平-平均日平均时污水量（L/s）。

2.2.5管渠水力计算公式

污水管道水力计算公式同雨水管道公式。污水管道按非满流考虑，其充满度根据《室外排水设计规范》（2014年版）要求确定。

2.2.6污水管道规划成果

经过上述规划过程，得出片区污水管道规划管径为d400～d1200，规划污水管道总长约52km，采用钢筋混凝土管，总投资约0.8亿元。

3　海绵城市建设措施

为响应国家关于建设海绵城市的要求，大力推进建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”，结合片区用地规划、规划区地质条件等因素，提出了规划区可采用的海绵城市建设措施主要有以下几个方面：

3.1透水铺装

规划区的人行道、广场等需要硬质铺装的地面可采用透水性良好的材料，停车场等使用可渗透地面，将雨水充分下渗形成地下水，补充地下水源，减少地面径流量。

3.2雨水调蓄池

与片区规划水系相结合，在水系周边绿地设置雨水调蓄池，既可起到调整洪峰流量的作用，减缓洪峰排洪压力，又可将贮存的雨水用作城市道路、绿地浇洒用水。

3.3屋面雨水收集系统

对于规划区建筑，建议设置屋面雨水收集系统，收集主要采用绿化屋面或者屋面雨水收集器，收集到的雨水通过雨水罐存储，可作为绿化浇洒、景观用水等。

3.4下凹式绿地

下凹式绿地是在城市绿地设置的下凹的绿化区域，利用下凹空间充分收集、下渗雨水、削减洪峰流量、减少地表径流，有效增加了雨水调蓄容量、下渗时间的一种措施。针对规划区，建议可在城市规划绿地、公园等设置下凹式绿地。

3.5浅草沟、卵石沟及生态滤沟

可在绿地区域内修建浅草沟、卵石沟及生态滤沟，与市政雨水主管连通，并设置沉泥设施，优先收集雨水储存，多余雨水排入城市雨水管道或城市规划水系。收集的雨水可用作城市绿化、道路浇洒等市政用水。

浅草沟表面铺设草坪，内填一定级配的砾石、卵石及种植土，利用这种近似自然植被的生态条件增强对雨水（尤其是初期雨水）的截流效果，起到减水减沙的过滤和水土保持作用。卵石沟是填有一定级配卵石的可渗滤排水沟，可促进初期雨水的入渗，并对后期雨水进行过滤并输送。卵石沟能去除原雨水中大多数的悬浮颗粒，及部分有机物和氮磷。

3.6人工湿地

结合片区景观绿化设计，建议在规划区低洼绿化带设置生态湿地，将雨水收集后排入生态湿地，利用生态系统将污染较严重的初期雨水进行自然净化，处理后排放到片区规划水系或进行资源化利用。人工湿地既起调蓄洪水作用，又为城市增加一道亮丽的风景线。

4　关键技术问题的处理

4.1洪水顶托问题

在洪水期，规划区雨水管、渠雨水的排放均受到出口河道洪水的顶托作用，为尽量减小洪水顶托的影响，避免片区雨水内涝积水。本次规划对规划水系沿线洪水位进行了复核计算，对于沟渠超高较小、易发生内涝积水的路段，采取增大雨水管道管径、减小雨水管道规划坡度，以便减小顶托段水头损失的方式避免产生内涝积水。

4.2污水管道与规划水系高程交叉问题

本次规划区规划水系发达，污水管道难免会与规划水系产生交叉，为避免交叉后增加污水管道埋深，增加工程投资，本次规划考虑除必须与规划水系交叉的污水管道外，其余尽量避免污水管道与规划水系产生交叉。

5　结论

市政排水管道规划的编制是十分必要的，本次从规划阶段对片区排水管道的相关参数进行了明确，提出了海绵城市建设的相关措施，规划成果科学可行，可作为后续市政排水管道设计、建设的依据及指导性文件。

［1］《室外排水设计规范（GB50014-2006）（2014年版）》.中国计划出版社，2014，3.

［2］《给水排水设计手册第5册——城镇排水》（第二版）.中国建筑工业出版社，2004，4.

［3］《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》.住房城乡建设部，2014，10.

李彦龙（1983-），男，工程师，大学本科，主要从事给排水工程设计工作。

TU991

A

2095-2066（2016）17-0051-02

2016-6-5