福建省城市道路排水技术标准
7 总则
1.0.1 说明制定本标准的宗旨目的。 1.0.2 规定本标准的适用范围。
本标准只适用于新建、改建和扩建的城市主干道、次干道和支路的道路排水工程,不涉及城市工业区、居住区、商业区内的区间路排水工程,且本标准所提及的道路排水工程仅指雨水工程。 1.0.3 规定城市道路雨水管涵的形式。
考虑到明渠对卫生维护的要求较高,否则容易滋生蚊虫、产生水体污染,将影响城市景观的整洁,因此建议避免采用明渠。 1.0.4 规定雨水管涵设计前应调查收集的资料。
由于市政道路下各类管线众多,在改建或扩建道路上施工,如未对道路及之下的各类管线现状调查清楚,极易对其他管线造成损坏。雨水管涵属于地下隐蔽工程,一旦建成很难扩容,因此设计前应充分收集地形、水文、气象、规划、人文等方面的资料,确保设计的经济性、安全性和前瞻性。 1.0.5 图解细化城市道路雨水管涵设计步骤。 1.0.6 规定确定初期雨水处理方式的原则。
初期雨水由于路面污染和管涵中的沉积污染,其污染程度相当严重,对水体保护要求高的地区,可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。 8 术语和符号
9 设计流量和设计水质
9.1 雨水量
3.1.8 关于雨量公式采用方法的规定。
我国目前仍采用恒定均匀流推理公式法,即用式(3.2.1)计算雨量。恒定均匀流推理公式法含以下3个假设:在计算雨量过程中径流系数是常数;在计算雨量过程中汇流面积不变;在汇水时间内降雨强度不变。而实际上这三者都是变化的,而且推理公式法适用于较小规模排水系统的计算,随着技术的进步、管渠
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直径的放大、水泵能力的提高,排水系统汇水流域面积逐步扩大,应该修正推理公式法的精确度。发达国家已采用数学模型模拟降雨过程,把排水管渠作为一个系统考虑,并用数学模型对管网进行管理。因此,雨水设计流量计算可采用数学模型法。
数学模型法是一种基于流量过程线的设计方法,是指设计流量的取值系根据设计暴雨条件下,经地表径流计算或管网汇流计算所得的流量过程线求得,同时根据最大洪峰流量计算求得管径。有条件的城镇可采用实测的流量过程线作为设计流量。
3.1.9 规定利用数学模型法设计流量过程线的步骤计算 3.1.10 规定径流系数的选用范围
台风雨的特征是短时间的强度大,在这种情况下,产流下垫面的下渗能力将在较短的时间内达到饱和,产生地表径流,参考台湾地区的《下水道工程设施标准》沿海台风雨地区径流系数不分地面种类,一律采用0.95。
随着城市化进程的推进,地块的高强度开发现象普遍,但不应由市政公共服务设施的一再扩建与之适应,而应在地块内部进行源头削减,地块开发后的径流系数应控制在地块规划控制的径流系数范围内,在径流系数高于0.7的地区宜采用渗透、调蓄措施。
3.1.11 关于推理公式法设计暴雨强度计算公式以及暴雨公式取样方法的规定。
由于本技术标准增加了非恒定流水力计算法,因而对式(3.1.4)作了限定,即推理公式法的计算公式。目前我省各地已积累了完整的自动雨量记录资料,可采用数理统计法计算确定暴雨强度公式。本条所列的计算公式为我国目前普遍采用的计算公式。
在没有自动雨量记录资料或自动雨量记录资料少于10年的地区,可参照附近气候条件相似地区的暴雨强度公式采用。
水文统计学的取样方法有年最大值法和非年最大值法2类。目前,日本在具有20年以上雨量记录的地区采用年最大值法,在不足20年雨量记录的地区采用非年最大值法。年多个样法是非年最大值法中的一种。由于以前国内自记雨量资料不多,因此多采用年多个样法。现今我国许多地区已具有40年以上的自记雨
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量资料,具备采用年最大值法的条件。在使用年最大值法计算过程中,会出现大雨年的次大值虽大于小雨年的最大值而不入选的情况,所以该方法算得的暴雨强度小于年多个样法的计算值,因此采用年最大值法时需作重现期修正。各地根据当地自记雨量资料推求暴雨强度公式时,应分析年多个样法重现期和年最大值法
TE?1lnTM?ln(TM?1) 式中TE和TM分
重现期的对应统计关系。如某修正式为
别为年多个样法重现期和年最大值重现期;北京市暴雨强度公式,采用皮尔逊III型曲线进行频率分析时,年多个样法重现期和年最大值法重现期具有一定的对应
TE?1lnTM?ln(TM?1)对应的数学关系。水文特性随气候
统计关系,但是不符合
变化而变化。一般气候变化的周期为10年~12年,考虑到近年来气候变化异常, 5年~10年宜对暴雨强度公式进行校核,以应对气候变化。 3.1.12 关于雨水管涵设计重现期选用范围的规定。
雨水管涵设计重现期选用范围系根据我国各地目前实际采用的数据,经归纳综合规定。鉴于我省各地地形特点、气候特征、重要程度和排水设施各异,同时为防止或减少城镇发生内涝,保证城市道路的安全运行,本次标准将一般地区的重现期调整为1年~3年;重要地区为3年~5年,特别重要的地区可采用10年或以上。同时规定经济条件较好或有特殊要求的地区可采用规定的上限,经济条件目前尚差的地区,可逐步提高重现期。国内一些城市采用的设计重现期见表3.1.5-1。
表3.1.5-1 国内一些城市采用的设计重现期 城市 北京 上海 天津 乌兰浩特 南京 杭州 设计重现期(年) 1~2;特别重要地区3~10 1~3;特别重要地区5 1 0.5~1 0.5~1 重要地区2~3; 特别重要地区3~5 城市 扬州 宜昌 南宁 柳州 深圳 香港 设计重现期(年) 0.5~1 1~5 1~2 0.5~1 一般地区1;低洼地区2~3;重要地区3~5 10年,干管200年 美国、日本等国在排除城镇内涝的设施上投入较大,城镇雨水管渠设计重现期一般采用5年~10年。美国各州都将排水干管系统的设计重现期定为100年,排水系统的其它设施分别具有不同的设计重现期。日本下水道设计指南中,排水
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系统设计重现期标准可以提高到30年~50年。 3.1.13 关于城市道路排水系统排除内涝能力的规定。
城镇排水系统的排除内涝标准较难确定,内涝的定义尚不清晰。美国采用区域开发洪涝分析,当一个地区排水系统设计重现期采用10年时,按照100年一遇房屋不能进水的要求进行分析。上海市道路积水的标准是:道路积水深度超过15cm,积水时间超过1小时,积水范围超过道路路线长50m。因此需采用排除内涝重现期对排水系统的排涝能力进行分析,通过模型计算,按该排水系统内城镇道路的积水深度不超过15cm进行复核,因为超过15cm小汽车将不能正常行驶。当校核结果不符合要求,则应调整排水系统设计,包括放大管径、增设渗透措施、建设调蓄管段或调蓄池等。
城镇排除内涝标准和水利排涝标准应有所区别,水利排涝标准中一般采用5年~10年,且根据作物耐淹水深和耐淹历时等条件,允许一定的受淹时间和受淹水深。而城镇不允许长时间积水,道路积水将影响城镇正常运行。欧盟室外排水系统排放标准(BS EN 752-4:1998)推荐暴雨设计重现期和洪水设计重现期见表3.1.6-1。
表3.1.6-1 欧盟推荐设计重现期(年) 暴雨设计重现期 1 2 2 10 地点 农村地区 居民区 城市中心/工业区/商业区:有洪水校核 城市中心/工业区/商业区:无洪水校核 地下铁路/地下通道 洪水设计重现期 10 20 30 — 50
3.1.14 关于雨水管渠降雨历时计算公式的规定。
根据国内外资料,地面集水时间采用的数据,大多不经计算,按经验确定。在地面平坦、地面覆盖接近、降雨强度相差不大的情况下,地面集水距离是决定集水时间长短的主要因素;地面集水距离的合理范围是50m~150m,采用的集水时间为5min~15min。国外采用的地面集水时间见表3.1.7-1。2010年进入主汛期以来,我国许多地区发生严重内涝,给人民生活和生产造成了极不利影响。为防止或减少类似事件,有必要提高城市排水系统设计标准,而采用降雨历时计算公式中的折减系数降低了设计标准,当时折减系数为考虑经济条件而设置,发
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达国家一般不采用折减系数,从提高我省城市安全度考虑,本标准提出经济条件较好、安全性要求高的地区和没有折减的排水管渠m可取1。
表3.1.7-1 国外采用的地面集水时间 资料来源 工程情况 人口密度大的地区 人口密度小的地区 平均 干线 支线 全部铺装,下水道完备的密集地区 地面坡度较小的发展区 平坦的住宅区 t1(min) 5 10 7 5 7~10 5 10~15 20~30 日本指南 美国土木学会
10 雨水管涵和附属构筑物 10.1 一般规定
4.1.1 规定雨水管涵的设计原则。
道路雨水管涵的系统设计,应按城市总体规划和分期建设情况,全面考虑,统一布置,逐步实施。
道路雨水管涵位于城市道路下,一般使用年限较长,改扩建困难,如仅根据当前需要设计,不考虑规划,在发展过程中会造成被动和浪费;但是如按规划一次建设到位,不考虑分期建设,也会不适当扩大建设规模,增加投资拆迁和其他方面的困难。为减少扩建时对道路的影响和废弃管涵的数量,道路雨水管涵的断面尺寸应根据城市排水规划,并考虑道路周边地块远景发展需要确定;同时应按近期水量复核最小流速,防止流速过小造成淤积。规划期限应与城市总体规划期限相一致。
4.1.2 规定雨水管涵具体设计时在平面布置和高程确定上应考虑的原则。
一般情况下,雨水管涵布置应与其他地下设施综合考虑,埋设位置应符合《城市工程管线综合规划规范》(GB50289-98)的规定。主次干道的雨水管涵应尽可能地避开快车道布置,如不可避免,应充分考虑施工、养护对交通和路面的影响,敷设的管涵应是可巡视的,应有巡视养护通道。
快车道上检查井盖松动、塌陷是引发交通安全事故的重要“隐患”,频繁的重车碾压是诱因之一,因此应尽量避免将雨水管涵布置在快车道下。
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