现阶段城市道路给水排水工程设计探析

【摘 要】现阶段我国城市化进程在不断加快,对水资源需求又有了新的挑战,但现阶段我国对雨水没有做到充分的利用,而一排了之的做法越来越使人们觉得是一种资源上的浪费,因此,在城市新区块的开发和设计中,如何使雨水得到更好地综合利用,是一件很有意义的工程.本文从排水设计新思路、储水设计新功能和城市道路储水功能设计相关问题来对现阶段城市道路给水排水工程设计进行了探讨.

【关 键 词】城市道路；给水排水工程；雨水利用

1排水设计新思路

传统的排水设计思路是通过路面纵、横坡度形成路面径流,雨水口集水,经由雨水支管汇总到干管后排至天然水体,为了使雨水能作为一种可贵的资源得到最大程度的利用,雨水应当收集和储存待用.难点在于在什么地方用什么方式储存,就道路设计范围而言,设计者完全可以转变设计思路,把用于排水目的设置的排水管道作为蓄水管道来考虑,管道纵坡可以设计为水平,以检查井为界的相邻管段管底纵坡可以保持相同标高的水平坡度,也可以通过检查井设计为跌水式台阶,甚至还可以设计为反向跌水台阶,形成上游管段的储水高度大于下游管段的储水高度,这样形成的设计,大部分管道是作为储水管的功能使用,只在需要排水至天然水体的末端管道仍作为排水管道,并保持管道排水的纵坡度.

2储水设计新功能

2.1雨水管是储水的主要设施

自然界的降水,对一个城市区域来说,其影响和作用通常多以负面为主,对道路来说,会严重影响通行与环境,显著降低了交通的畅通程度和安全性,降雨量大时还会造成城市水灾等一系列次生灾害.在整个市政设施体系中,道路本身的路面排水特别是埋置在道路路基的雨水管排水设施是解决整个城市区域雨水排水的主要载体,雨水管排水系统在不下雨时虽处于空闲状态,但下雨时需要及时发挥有效排水功能,当排水能力低于短时降水形成的雨水流量时,便会出现路面积水,严重时还会造成社会问题.而当道路在晴天维护,如洒水消除灰尘以及绿化浇灌时有需要取水、运水,排走的雨水没有得到很好的利用,并且对排水系统的排水功能要求较高,如果能够把排水管的排水功能转变为储水为主的功能,虽然加大了储水的负担以及工程成本,但却保护了水资源,为雨水的二次利用提供了水源条件.排水管道转变为储水管道进行设计时,加大管径,提高储水容量.目前,由于排水管道管材的更新(应用新材料),材料的强度提高,柔韧性更好,更便于施工,加大管径的成本增加并不显著.

2.2道路储水的其他措施

2.2.1路面储水.路面储水的措施主要有道路表面储水、路面结构储水和路侧下凹式街沟储水等多种方式.第一种是道路表面储水,主要是指块体储水结构路面,具体做法是石块或者混凝土预制块铺砌的块体间隔凸起路面、竖向空心块体路面和异型预制块空隙结构路面,利用凹槽、空心的空间或者结构内部制造的空间实现聚水和储水的功能,在降雨量不大时可以起到储水作用,降雨量较大时会形成径流借助坡度在表面排水,这种方式主要适用于人行道和城市休闲区散步道以及城市停车场路面等.第二种是透水性路面,如透水性沥青混凝土路面和透水性水泥混凝土路面,这类路面可以使用在车行道、人行道以及广场停车场等各种路面,特点是降雨量小时可以借助路面内部的空隙储水,但雨量大时仍要依靠路面面层下或街沟下的排水系统排水.第三种下凹式街沟储水就是将街沟设计为U形或矩形水沟,表面加盖雨水篦,由于水沟是储水设施,因此,沟底纵坡度可以小于3‰.

2.2.2绿化带储水.城市道路的绿化设施主要有分隔带绿化和人行道的树池绿化,传统的设计方式是分隔带或树池都高于地面,这样做有利于车辆或行人的通行安全,但当地面出现降雨径流时无法排到植物绿化区,为使绿化区成为储水区,应将各种绿化设施的高程降低,同时,为了保留原来的路缘石保护车辆和行人的功能,可以在绿化区和路面的分界处设置间断式凸起的路缘石或立柱.在道路分隔带绿化区,应在道路下坡端点设置集水井和引水设施,以备当储水量超过绿化区储量时能够有排水通道排入路基的储水管道或地面的河道、池塘.对于降雨量较大的地区,相邻的树池可以通过预埋管道连通或与近处雨水检查井连通.

2.2.3城市储水功能建设.具体做法有定点储水,即在道路红线范围内大片的绿化区,特别是草类和灌木类的绿化区都有条件建设地下储水池,承担吸纳绿化区和周围道路雨水任务,在广场以及大型花坛可以建造地下储水池.生态储水,即将城市的集水型生态公园、景观河道、景观湖、池塘等都设计成为吸纳周边道路或小区雨水地面储水设施,实现生态性储水.雨水储水排水管道应与这些储水功能区连接在一起.

3城市道路储水功能设计相关问题

3.1储水规划与雨水利用的关系

传统的城市雨水处理方式是实行分区规划和排放,在雨水的收集和利用的指导原则下,雨水储蓄和利用也要同步进行规划和设计,就道路沿线而言,管线的线状储蓄和定点储蓄等方式应当合理分布与结合,不同的储蓄方式应当连通并能相互调节.如果只储蓄而不能很好的利用,则储水就失去了意义,因此,如何利用的问题也是要同步规划的,除了绿化用水、景观用水等简单方式外,更有价值的方式就是实现工业化利用,雨水经过一定工艺的清洁过滤,实现产业化、有偿化,雨水代替自来水,达到雨水利用的良性循环.

3.2储水与降雨信息系统

由于储水容量的有限性和降雨量、降雨强度、降雨时机、降雨历时等因素的随机性,储水系统需要较高质量的气象预报和降雨量预测能力,以便能及时排水、腾出容量.一个先进、高效的降雨信息不仅可以为储水管网系统的合理调配和资源化利用提供科学的依据,而且能及时预报重大灾情和水情,提前做好储水或排水的应对措施,发挥抗灾减灾的最大效益.

3.3储水与城市规划、公共政策的关系

要做好城市储水管网系统的规划和设计,重要的基础是在城市规划阶段就应做好总体的规划和布局,并对雨水利用和产业的连接进行规划.储水设施中的定点储水、生态储水更应列入城市规划,因为在这个环节如果没有对雨水的资源化利用做出全局性规划,以后就很难实施.由于目前在我国雨水利用尚未形成气候,与一些国家(如新加坡)相比差距很大,因此,需要政府的高度重视和推动,特别是不能斤斤计较市政设施投资加大而忽略雨水利用的经济效益、社会效益和环境效益,政府部门、城市规划部门、市政设计部门都应转变观念,改变既往的工作思路,在市政建设的政策和设计规范上予以突破,在条件允许的前提下特别是新开发的城市区域应大胆尝试,进行雨水排水、储水设计一体化建设试验,然后进行推广,在实现雨水资源化利用的同时,还可以取得城市降温、增加湿度、改善环境的生态效益.

4结束语

我国总体上是一个水资源缺乏的国家,如何合理有效利用雨水是一个比较重要且非常有价值的研究课题,实现雨水的排水和储水一体化设计是雨水收集和利用的经济可行方法,随着城市化进程的加快,降雨对一座城市的影响越来越大,在提高设计标准的同时如果能够按照雨水资源化利用的原则实现道路储水、排水一体化设计,储、排并举,既可以保证道路排水畅通,提高城市的抗灾能力,又能降低水的处理和使用成本,并节约自来水的消耗,同时,也是在向环境友好型城市建设迈进一步,是一个一举多得的好举措.