雨水泵站规模对区域排水的影响

雨水泵站规模对道路排水的影响摘要：本文通过实例从积水深度和排水时间两个角度直观论述了雨水泵站建设规模对道路排水的影响，对建设单位更具有说服力。关键词：雨水泵站、道路排水、积水深度、排水时间雨水泵站的特点是汛期运行，洪峰水量大，泵站规模大，投资额大，雨水能否及时排除的社会影响大。《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定，雨水泵站的设计流量应按泵站进水总管的设计流量计算确定，且宜按远期规模设计，水泵机组可按近期规模配置。雨水管渠设计重现期一般选用0.5年~3年。天津市采用的重现期为1年，即除局部地势低洼处外，当降雨强度小于1年1遇暴雨强度时，地面雨水径流均能即时汇入市政雨水管道，路面没有积水。但是，为节约投资，建设单位经常要求设计单位减小雨水泵站设计规模，若如此，必然降低区域雨水排水系统的排水能力。在城市道路和建筑高程设计时，一般路面侧石高150mm，小区路面高于市政路面100~300mm，建筑入口高于小区路面300mm以上，而绿化设计高程也高于道路侧石，故道路为城市主要积水部位，可暂不考虑其他部位积水的可能性。基于上述原因，本文通过实例论述了雨水泵站不同建设规模对道路排水的影响，以便直观理解雨水排水系统的设计标准。1概述1.1实例介绍天津某区域面积为5.5km2，，地势平坦，路面设计标高为大沽高程系3.0~3.1m。根据该区域的规划用地平衡表，为便于计算，本文按照径流系数相似性原则，将该区域用地性质简化为绿地、建设区和道路3类，不同性质用地所占比例及径流系数如下表1所示。表1不同性质用地情况用地性质比例径流系数绿地29.9%0.15建设区54.0%0.6道路16.1%0.9综合考虑该区域的径流系数：Ψ=29.9%*0.15+54.0%*0.6+16.1%*0.9=0.5138≈0.521.2雨水量计算方法雨水设计流量计算公式如下：Q=q·F·式中：Q——雨水量（m3/h）；q——降雨强度（m/h）；——径流系数；F——汇水面积(m2)。2雨水泵站排水能力计算该区域按1年重现期和3年重现期计算的雨水泵站规模分别为20m3/s和33m3/s。本文通过积水深度和排水时间两个指标来衡量雨水泵站的排水能力。2.1积水深度和排水时间计算方法根据天津市排水管理处的数理统计资料，该区域1年重现期降雨强度为34.4mm/h，由此推算区域1小时降雨量为：Q=5500000*0.0344=18.92万m3，则雨水径流需排出的雨水量为：Q=18.92万m3*0.52=9.85万m3，另外管网存储能力为：Q1=2.2万m3。如果雨水泵站规模按照20m3/s建设，1小时雨水排放量为：Q2=20m3/s*3600=7.20万m3/h，则区域积水量Q积=9.85万m3-2.2万m3-7.20万m3=0.45万m3。考虑道路面积为0.88km2，则道路平均积水深度H=2.22万m3/0.88km2=0.005m将路面雨水排净所需时间为：T=0.45万m3/（7.20万m3/h）=0.06h2.2不同规模雨水泵站排水能力计算在区域径流系数、管网存储能力、道路面积一定的情况下，根据天津市排水管理处的数理统计资料，按照上述方法，本文计算了雨水泵站规模分别为16m3/s、20m3/s、33m3/s，遭遇重现期分别为1a、3a、5a、10a及近20年最大降雨强度时的道路积水深度和排除积水时间，如表2、表3、表4所示。假设与16m3/s和20m3/s泵站对应的雨水管渠的设计标准为1年重现期，与33m3/s泵站对应的管渠的设计标准为3年重现期。表2雨水泵站规模16m3/s重现期(a）1351020降雨强度（mm/h）34.4550.9058.5468.90178.00降雨量（万m3）18.9528.0032.1937.9097.90径流量（万m3）9.8514.5616.7419.7150.91积水量（万m3）1.896.608.7811.7542.95积水深度（m)0.0220.0750.1000.1330.488排除积水时间(h)0.331.151.522.047.46表3雨水泵站规模20m3/s重现期(a）1351020积水量（万m3）0.455.167.3410.3141.51积水深度（m)0.0050.0590.0830.1170.472排除积水时间(h)0.060.721.021.435.77表4雨水泵站规模33m3/s重现期(a）1351020积水量（万m3）00.482.665.6336.83积水深度（m)00.0050.0300.0640.419排除积水时间(h)——0.040.220.473.103结论由于降雨的特殊性，一般特大暴雨的高峰期也在1~2小时中降落，由此，以上计算考虑最大一小时的降雨量而不再考虑降雨的延续性有一定的实际意义。通过以上比较，本文得出以下结论：（1）道路积水深度和排除积水时间与降雨强度是正相关关系。（2）若泵站建设规模为16m3/s，则该区域遇1年1遇降雨即会积水；若泵站建设规模为20m3/s，则该区域遇1年1遇以上强度降雨会积水；若泵站建设规模为33m3/s，则该区域遇3年1遇以上强度降雨会积水。泵站建设规模过小，区域经常发生排水不畅，地面积水而影响交通。泵站规模过大，虽可增加区域排水能力，但增加了工程造价，故天津市选用1年重现期设计标准是合理的。（3）若降雨强度按20年一遇计算，雨水积水会向小区蔓延，但室内不会进水。但这仅是基于区域地坪标高基本一致分析，实际情况中地势必然会有高低起伏，在这种情况下，低洼低区必然会进水。（4）小区建设应与道路设计相协调，以避免在遇到超出设计标准的降雨时区内积水。（5）建设单位若单纯出于经济考虑而过大减小泵