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建筑塑料及给水排水分会 |专家讲堂:源头雨水控制项目外排雨水水力计算(一)

  源头雨水控制项目外排雨水水力计算(一)

      高俊斌      杨大巍     赵世明

1 中国建筑设计研究院有限公司 2 中关村海绵城市工程研究院有限公司

 

【摘要】源头雨水控制项目中外排雨水管道的设计流量及水力计算,应考虑雨水控制设施对雨水径流的折损作用,否则会产生诸多弊端;雨水管道起点集水时间为上游雨水控制系统的降雨历时,可取 15min;外排雨水的径流系数应为下垫面径流总量扣减有效截留雨量后与下垫面降雨总量之比;有效截留雨水量应根据蓄(储)水设施的有效容积、汇水面积、日径流量、日渗透量、3 日回用雨水量进行水力平衡计算确定。

【关键词】源头雨水控制 溢流雨水排除 外排雨水径流系数 降雨历时

     源头雨水控制项目包括建筑小区、公园绿地、城市公共空间等,其中绝大部分的占地面积集中在建筑小区中。此类建设项目仍然设有外排雨水管道,尽管业内有些观点认为外排雨水管道可以取消,且有少量的工程案例在运行。对于外排雨水管道,仍然需要进行水力计算,其计算主要包括外排雨水的流量计算和管径计算。

1. 目前的水力计算方法

     在源头雨水控制项目中建设了雨水控制及利用设施后,其中雨水收集回用系统的雨水蓄存、调蓄排放系统的雨水蓄存以及入渗系统的雨水蓄存,对建设项目的雨水径流均形成了折减或损耗,使得选定设计重现期对应的雨水外排径流减小。但在目前的水力计算方法中,外排雨水的水力计算仍在执行传统的计算方法,这些折损的雨水径流除了透水铺装外其余均未体现,即没有考虑雨水控制及利用设施对雨水径流的影响。这导致了建设项目中有建设雨水控制设施的外排雨水管径同没有建设雨水控制设施的管径计算相同,没有因外排径流减小而缩小。

目前的水力计算方法主要体现在国家标准《建筑与小区雨水控制及利用工程

技术规范》GB50400-2017 和《建筑给水排水设计规范》GB50015 中。其中《建筑给水排水设计规范》GB50400 的 5.4.9 条规定:外排雨水管道的水力计算应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015 的规定。即将实施的GB50015-2019 中,5.3.10 条~5.3.16 条仍按照传统的水力计算进行了规定。

2. 目前水力计算方法的弊端

     外排雨水按传统的水力计算方法导致管径维持原尺寸不缩小,造成如下弊端。

2.1 浪费管道投资 。针对设计重现期的雨水排水系统,其径流计算不扣除项目场地内由雨水控制设施拦截的雨水,计算的流量值是偏大的,大于设计重现期对应的实际流量值。而管径根据计算流量值选取,因而管径也是偏大的。室外埋地管道的单位造价主要由管径决定,选管径的流量计算不合理造成管径偏大从而导致投资加大,是投资的浪费。经济与安全,是选择管径时缺一不可的两个制衡因素,忽视了经济性,就造成浪费。

2.2 没有把雨水控制的效果客观体现出来 。对于源头雨水控制的项目,空间尺度都是较小的,占地面积多是几个公顷以内。每个具体项目的雨水控制建设效果很难用水生态、水安全等来体现。而雨水就地拦截控制,减少外排雨水径流是最直接的效果体现方法,也是我们最为关注的效果。外排雨水管道的管径缩小,是这一方法最直接、客观的体现。而管径不缩小,很难再用其他的指标体现这样的客观效果。甚至有管理者认为,建设雨水控制的小区,室外雨水排水管道应该取消,标准以内的雨水进入控制及利用设施,超标雨水以溢流方式通过地面及路面外排。这相当于把外排雨水管的管径缩小为零,效果体现异常突出。

2.3 为把雨水控制工程作为摆设而建造提供了空间或退路 。建设了源头雨水控制的项目,其雨水外排的管径可以不缩小,这意味着不管雨水控制设施是否运行、是否发挥作用,场地中的雨水都能正常排放。这将导致雨水控制的运行管理机构或人员疏于管理甚至走过场式的管理,源头雨水控制设施发挥不出应有的作用。并最终传导到建造者,把源头雨水控制工程建造为一种摆设。

2.4 增加监测 监管 的投资和难度 。外排雨水的管径不缩小,源头雨水控制的效果将无法用管径做衡量,这导致需要寻找其他的手段监测或监管源头雨水控制工程的建造效果或运行效果。目前多数人考虑的手段是在建筑小区中的最下游雨水检查井(其出水管与市政雨水管连接)中,设置雨水流量测量或监测设施。这无疑要大面积区域增加投资,同时,测量中还要捕捉到设计重现期的降雨,以及推求判别方法,以便判断监测到的雨水流量是否合格,复杂程度大为增加。

     以上几点对现行水力计算方法的分析显示,有必要探寻新的计算方法。

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【建筑塑料及给水排水分会】是由从事塑料管道、铸铁管道、不锈钢管道产品生产厂家、管件配件、阀门生产厂家、经销商、检测机构、科研机构、房产开发机构、装饰装修施工单位、消防安全生产等企事业单位组成的我国较早、较权威的社会团体组织。

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