城市雨水管道设计重现期采用的建议.docx

城市雨水管道设计重现期采用的建议（初稿）拟稿人 郭祥庄摘要：本文认为现有城市道路的积水是与雨水管道设计中采用的重现期偏低有直接相关，通过工程实例计算，适当提高设计重现期，投入有限的资金，产出的效益显著。 关键词：道路积水，雨水管道，暴雨强度公式，设计重现期，资金投入，效益产出城市雨水管道是城市主要的基础设施之一，对排除道路积水，维护道路正常运行起到了重要作用。可是，雨水设计流量 Qs=qF 式中 Qs 雨水设计流量（L/s）； q 设计暴雨强度L/(s.hm2）)；径流系数； F汇水面积（hm2）；设计暴雨强度按下列公式计算： 式中： q 设计暴雨强度L/(shm2)；P 设计重现期（a）；t 降雨历时（min）；A1、C、n、b参数，根据统计方法进行计算确定。雨水管道的有效断面面积计算公式： = / 式中 水流有效断面面积（）； 设计雨水量（）； 流速（m/s）。流速计算公式： 式中 流速（m/s）； 水力半径（）； 水力坡降； 粗糙系数。上式水力坡度可结合道路纵坡调整计算确定。按以上计算公式推算得出雨水管道的有效断面面积与水力坡降，转换成标准管道的直径与管道敷设坡度。只要标准管道直径的断面面积大于等于有效断面面积、管道敷设坡度大于等于计算坡度，设计的雨水管道就能满足雨水设计流量的通水需求。在设计过程中各县市的暴雨强度计算公式可查寻：福建省城市及部分县城暴雨强度公式。历年来修订的对设计重现期的采用，在逐步提高，在2011年版排除地面积水的能力作了设计要求但是历年修订的规范对雨水管道设计重现期的提高并不明显。 重现期一般选用0.53a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用25a；重现期一般采用0.53年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用35年；雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、重要程度、地形特点和气候特征等因素确定，同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。重现期应采用1年3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，应采用3年5年，并应与道路设计协调。经济条件较好或有特殊要求的地区宜采用规定的上限。特别重要地区可采用10年或以上；在3.2.4B还规定，应校核城市道路雨水系统排除地面积水的能力，一般校核排除地面积水的能力，重现期应采用3年5年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区应采用5年10年, 经济条件较好或有特殊要求的地区宜采用规定的上限，目前不具备条件的地区可分期达到标准。特别重要地区可采用50年或以上。重现期进行雨量计算和管径、坡度设计分析。计算过程及结论详见附图1与附表1。实例2、上杭县*路桥工程，由北京*设计院2013年2月编制，道路红线宽度30m和50m的城市主干路，雨水管道设计长度810m许，重现期进行雨量计算和管径、坡度设计分析。计算过程及结论详见附图2与附表2。实例3、福安市*路网工程，由厦门*设计院2012年11月编制，路网共八条路段，总长度3.8km，雨水管道划分九个独立管段排出，管道坡度与道路纵坡相同。采用重现期进行雨量计算和管径、坡度设计分析。计算过程及结论详见附图3与附表3。通过以上3个实例分析，得出的结论是重现期按10年计算比重现期按1年计算得出的雨量大66%，相应的投资造价增加19%，就是说，雨水管道工程增加一倍的资金投入，可得到3.5倍效益产出。如下表：不同重现期计算雨水量与投资比较重现期雨水总流量资金投入例1例2例3综合例1例2例3综合11.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 31.36 1.33 1.24 1.30 1.12 1.00 1.08 1.06 51.52 1.45 1.35 1.55 1.161.07 1.15 1.12 101.76 1.64 1.55 1.66 1.22 1.15 1.19 1.19 经过上述计算论证，城市道路雨水管道工程建设所采用的设计重现期，依据国家当前经济实力可以提高，为了排除道路积水，维护道路正常运行也有必要提高。建议雨水管道的设计重现期一般道路采用5年10年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，应采用15年或更大，并在今后修订的相关设计规范中予以明确规定。附图1：长乐市*道路工程*路段雨水管道示意图附图2：上杭县*路桥工程*路段雨水管道示意图附图3：福安市*路网工程*路段雨水管道示意图长乐市*道路工程*路段雨水管道水力计算成果表（重现期1、3、5及10年）附表2、上杭县*路桥工程*路段雨水管道水力计算成果表（重现期1、3、5及10年）附表3、福安市*路网工程*路段雨水管道水力计算成果表（重现期1、3、5及10年）参考文献福建省城市道路雨水设计标准（征求意见稿）2013.01年福建省住房和城乡建设厅任附图1：长乐市*道路工程*路段雨水管道示意图 1.14ha 4 3 出口 2 5 港 1 6 7 16 15 14 汊 13 12 11 10 9 8 13.91ha 4.98ha图例： 雨水干管 水流流向 6 管段编号 干管出口 汇水面积范围线 附图2：上杭县*路桥工程*路段雨水管道示意图 1.1ha 13 14 15 16 17 18 8 9 10 11 12 19 20 1.0ha 21 河 图例：同附图1 0.6ha 22 流附图3：福安市*路网工程*路段雨水管道示意图附表11 长乐市*道路工程*路段雨水管道（重现期1年）水力计算成果表 管段起管段止管长（m）本段汇水面积（ha)累计汇水面积（ha)径流系数重现期（年）强度q（L/s.ha）本段设计Q设（L/s）管径(m)（满流）通水能力（m3/s）坡度（满）流速(m/s)Q设/Q实估算比价管径(m)单价(元/米)总价（元）12600.50.50.751253.2 95.0 0.500 0.169 0.0020 0.484 0.563 0.59015406023601.21.70.751215.3 274.5 0.600 0.274 0.0020 0.971 1.001 0.611146684034600.52.20.751201.3 332.1 0.700 0.414 0.0020 1.075 0.803 0.713287968045300.23.540.751190.5 505.8 0.800 0.590 0.0020 1.175 0.857 0.815414623056300.33.840.751186.0 535.8 0.800 0.590 0.0020 1.175 0.908 0.815414623067300.54.340.751181.8 591.9 0.800 0.590 0.0020 1.175 1.003 0.81541462307出77.70.515.050.751177.9 2007.7 1.350 2.381 0.0020 1.664 0.843 1.352745213287 89301.31.30.751253.2 246.9 0.600 0.274 0.0020 0.970 0.900 0.6111433420910301.32.60.751242.2 472.3 0.800 0.590 0.0020 1.175 0.800 0.81541462301011301.13.70.751234.0 649.3 0.900 0.808 0.0020 1.271 0.804 0.91749524701112301.14.80.751227.0 817.2 1.000 1.070 0.0020 1.363 0.764 11956586801213301.15.90.751220.9 977.7 1.000 1.070 0.0020 1.363 0.914 11956586801314301.170.751215.3 1130.3 1.100 1.194 0.0015 1.258 0.946 1.12182654601415301.18.10.751209.6 1273.3 1.200 1.506 0.0015 1.332 0.845 1.22407722101516301.19.20.751204.6 1411.4 1.200 1.506 0.0015 1.332 0.937 1.2240772210167301.0110.210.751199.8 1530.1 1.350 2.062 0.0015 1.441 0.742 1.35274582350合计1094267附表12 长乐市*道路工程*路段雨水管道（重现期3年）水力计算成果表 管段起管段止管长（m）本段汇水面积（ha)累计汇水面积（ha)径流系数重现期（年）强度q（L/s.ha）本段设计Q设（L/s）管径(m)（满流）通水能力（m3/s）坡度（满）流速(m/s)Q设/Q实估算比价管径(m)单价(元/米)总价（元）12600.50.50.753333.3 125.0 0.50.1687 0.0020 0.64 0.74 0.590154060 23601.21.70.753293.6 374.4 0.70.4135 0.0020 0.97 0.91 0.7132879680 34600.52.20.753273.5 451.3 0.80.5903 0.0020 1.17 0.76 0.8154192460 45300.23.540.753259.3 688.6 0.90.8080 0.0020 1.27 0.85 0.9174952470 56300.33.840.753253.4 729.8 0.90.8080 0.0020 1.27 0.90 0.9174952470 67300.54.340.753247.8 806.6 0.90.8080 0.0020 1.27 1.00 0.9174952470 7出77.70.515.050.753242.5 2737.6 1.53.1522 0.0020 1.78 0.87 1.53169246231 89301.31.30.753333.3 325.0 0.70.4135 0.0020 1.08 0.79 0.7132839840 910301.32.60.753320.2 624.3 0.90.8080 0.0020 1.27 0.77 0.9174952470 1011301.13.70.753310.0 860.3 11.0699 0.0020 1.36 0.80 1195658680 1112301.14.80.753301.3 1084.6 1.11.3793 0.0020 1.45 0.79 1.1218265460 1213301.15.90.753293.6 1299.3 1.11.3793 0.0020 1.45 0.94 1.1218265460 1314301.170.753286.5 1504.0 1.21.5062 0.0015 1.33 1.00 1.2240772210 1415301.18.10.753279.2 1695.9 1.352.0616 0.0015 1.44 0.82 1.35263378990 1516301.19.20.753272.8 1882.5 1.352.0616 0.0015 1.44 0.91 1.35263378990 167301.0110.210.753266.8 2043.4 1.352.0616 0.0015 1.44 0.99 1.35263378990 合计1220931 附表13 长乐市*道路工程*路段雨水管道（重现期5年）水力计算成果表 管段起管段止管长（m）本段汇水面积（ha)累计汇水面积（ha)径流系数重现期（年）强度q（L/s.ha）本段设计Q设（L/s）管径(m)（满流）通水能力（m3/s）坡度（满）流速(m/s)Q设/Q实估算比价管径(m)单价(元/米)总价（元）12600.50.50.755370.6139.00.50.16870.00200.710.820.59015406023601.21.70.755330.3421.10.80.59030.00200.840.710.815419246034600.52.20.755303.9501.50.80.59030.00201.170.850.815419246045300.23.540.755288.2765.10.90.80800.00201.270.950.917495247056300.33.840.755281.6811.00.90.80800.00201.271.000.917495247067300.54.340.755275.4896.411.06990.00201.360.8411956586807出77.70.515.050.755269.93046.61.53.15220.00201.780.971.5316924623189301.31.30.755370.6361.30.70.41350.00201.080.870.7132839840910301.32.60.755355.9694.10.90.80800.00201.270.860.91749524701011301.13.70.755344.6956.411.06990.00201.360.8911956586801112301.14.80.755334.91205.81.11.37930.00201.450.871.12182654601213301.15.90.755326.41444.51.21.73920.00201.540.831.22407722101314301.170.755318.91674.31.352.06160.00151.440.811.352745823501415301.18.10.755311.41891.51.352.06160.00151.440.921.352745823501516301.19.20.755304.32099.31.42.27140.00151.480.921.4285885740167301.0110.210.755297.72279.71.42.27140.00151.481.001.4285885740合计1273671附表14 长乐市*道路工程*路段雨水管道（重现期10年）水力计算成果表 管段起管段止管长（m）本段汇水面积（ha)累计汇水面积（ha)径流系数重现期（年）强度q（L/s.ha）本段设计Q设（L/s）管径(m)（满流）通水能力（m3/s）坡度（满）流速(m/s)Q设/Q实估算比价管径(m)单价(元/米)总价（元）12600.50.50.7510421.1 157.9 0.50.16869 0.0020 0.80 0.94 0.590154060 23601.21.70.7510380.1 484.6 0.80.59029 0.0020 0.96 0.82 0.8154192460 34600.52.20.7510352.9 582.3 0.80.59029 0.0020 1.17 0.99 0.8154192460 45300.23.540.7510334.0 886.9 11.06987 0.0020 1.36 0.83 1195658680 56300.33.840.7510326.7 940.9 11.06987 0.0020 1.36 0.88 1195658680 67300.54.340.7510319.7 1040.7 11.06987 0.0020 1.36 0.97 1195658680 7出77.70.515.050.7510313.2 3534.8 1.63.74379 0.0020 1.86 0.94 1.63479270318 89301.31.30.7510421.1 410.6 0.70.41354 0.0020 1.08 0.99 0.7132839840 910301.32.60.7510404.5 788.7 0.90.80796 0.0020 1.27 0.98 0.9174952470 1011301.13.70.7510391.7 1086.8 1.11.37925 0.0020 1.45 0.79 1.1218265460 1112301.14.80.7510381.3 1372.6 1.11.37925 0.0020 1.45 1.00 1.1218265460 1213301.15.90.7510371.6 1644.2 1.21.73920 0.0020 1.54 0.95 1.2240772210 1314301.170.7510363.0 1905.6 1.352.06159 0.0015 1.44 0.92 1.35274582350 1415301.18.10.7510354.4 2152.7 1.42.27140 0.0015 1.48 0.95 1.4285885740 1516301.19.20.7510346.4 2390.5 1.52.72989 0.0015 1.55 0.88 1.5316995070 167301.0110.210.7510339.3 2598.2 1.52.72989 0.0015 1.55 0.95 1.5316995070 合计1339008 附表21 上杭县*路桥工程*路段雨水管道（重现期1年）水力计算成果表 管段起管段止管长（m）本段汇水面积（ha)累计汇水面积（ha)径流系数重现期（年）.强度q（L/s.ha）本段设计Q设（L/s）管径(m)（满流）通水能力（m3/s）坡度（满）流速(m/s)Q设/Q实估算比价管径(m)单价(元/米)总价（元）131436 0.080.080.651283.99 14.77 0.30 0.053 0.0030 0.21 0.28 0.30 47417064 141540 0.240.320.651232.01 48.26 0.40 0.081 0.0015 0.38 0.60 0.40 68727480 151640 0.320.640.651209.98 87.35 0.50 0.146 0.0015 0.45 0.60 0.50 90136040 161740 0.240.880.651194.53 111.27 0.50 0.160 0.0018 0.57 0.70 0.50 90136040 171823 0.080.960.651184.14 114.90 0.50 0.160 0.0018 0.59 0.72 0.50 90121083 181932 0.161.120.651178.81 130.17 0.50 0.177 0.0022 0.66 0.74 0.50 90128832 8933 0.080.080.651283.99 14.77 0.30 0.053 0.0030 0.21 0.28 0.30 47415642 91040 0.240.320.651235.49 48.98 0.40 0.081 0.0015 0.39 0.61 0.40 68727480 101140 0.360.680.651213.02 94.16 0.50 0.146 0.0015 0.48 0.64 0.50 90136040 111240 0.240.920.651198.13 118.48 0.50 0.160 0.0018 0.60 0.74 0.50 90136040 121923 0.0810.651187.91 122.14 0.50 0.160 0.0018 0.62 0.76 0.50 90121083 19204 0.012.120.651172.83 238.17 0.60 0.324 0.0028 0.84 0.73 0.60 11144456 20出32 0.022.780.651172.27 311.29 0.80 0.417 0.0010 0.62 0.75 0.80 154149928