水利工程中钢板桩围堰施工技术实例研究倪宇涛

水利工程中钢板桩围堰施工技术实例研究倪宇涛

倪宇涛

肖悦

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉431000）

摘要针对伊拉克苏维拉市的气候特点，对苏维拉市的总体规划，县域排水系统现状及该市地形等进行分析，同时从保护环境的原则，可持续发展的理念出发，对苏维拉市的雨水收集系统作系统研究，从而保证该规划合理性。

关键词苏维拉市雨水收集规划研究

1前言

雨水收集系统是指将一个城市社区内的雨水用最有效的方式转移到另一个对人类和环境不会造成危害的地方的收集系统。一个完善的雨水收集系统一般由雨水管、阀门井和雨水泵站等部分组成，收集的雨水通常不需经过处理直接进入河道。伊拉克由于长期受到经济制裁和战乱的影响，导致国内大多数城市因资金匮乏都缺少可靠完善的雨水收集系统，对城市容貌和环境造成严重影响。这一情况在苏维拉市尤为突出。[1][2][3][4]

2苏维拉市的特点

2.1地形状况

苏维拉市位于伊拉克首都巴格达以南约50公里处，市区范围内大体接近平原地形。该市地面平均海拔为25.00~30.07米。城市东西部的地平面为25.01~28.03m，城市中部靠近河流的区域高于地平面。

2.2气候

伊拉克具有多重气候。伊拉克原本属于大陆性气候，然而受到阿拉伯湾，尤其是地中海的影响，伊拉克南部冬季类似地中海气候。而夏季（6月~9月）却极其干旱高温，相对湿度很低。到了每年的10月和11月，温度逐渐降低，出现阵雨的频率也不断增加。通常12月~2月间会出现最低温度，最低温度偶尔会低至零下。

因受此特殊气候的影响，伊拉克每月降雨量差异很大。12月~3月的降雨量分布较为平均，一般可达到2cm；3月~5月的阵雨偏多，有时还会出现雷雨甚至冰雹天气；到了5月，降雨天气完全消失，并快速升温。苏维拉市平均降雨量、温度、区域内每月平均风速和湿度参见表1。

2.3地下水位

苏维拉市提供的相关数据表明，该区域内的地下水水位范围大致在1.7m~8.5m之间，水质略碱性，盐度较高，故拟用雨水管道应能可承受以上离子浓度的腐蚀，混凝土工程中应采用抗硫酸盐水泥。

3雨水收集系统方案研究

3.1排水系统的确定

本系统规划采用雨污分流制，相比合流制具有以下优点：

1.合流制排水管中，雨水进水管会散发出臭味；

2.在半干旱或干旱的热带地区，常年降雨仅集中在为数不多的几个月，降雨强度非常高，所以，合流排水系统不适合这种地区。沉积物将在干旱月份堆积；

3.雨水可聚积在缓冲地，并在数小时内排放，减轻泵站的需求能力，并降低管子的尺寸要求；

4.若遇暴雨，分流系统中的污水不会从排水管中溢出进而流进街道。

因此，根据苏维拉市实际情况，选用雨污分流制。

3.2雨水管

该分流制系统中，雨水和所有地表水将通过雨水管道输送系统和泵站排至就近的底格里斯河或就近的山谷或汇入地下水。

3.3降雨量的确定

满足雨水管尺寸的降雨量通过以下公式推导计算得出：

Q=C*i*A（1）

其中：

Q=径流率（立方米/时）

C=径流系数

i=降雨强度（毫米/时）

A=排水面积（m2）

3.4降雨强度-持续时间-频率参数的确定

为了准备合理计算得到苏维拉市的降雨量从而确定雨水管管径，必须选取合适的设计暴雨频率或重现期。显然，如果选取的重现期越长，降雨强度越大，则会造成雨水管道流量增加，相应地增大雨水管管径。

通常来说，目前伊拉克所有住宅和工业开发的设计中，重现期为两年。由于没有关于苏维拉市的详细资料，而伊拉克南部地区和苏维拉市每年的沉降基本一致，因此将伊拉克南部地区的“强度-持续时间-频率”曲线（见图1）视作苏维拉市的近似曲线。

伊拉克降雨强度计算一般选用以下公式：

其中：

i=降雨强度（毫米/时）

t=集流时间，分钟

3.5径流系数的确定

径流系数因土地的利用类型的不同而不同，伊拉克城市内街道的径流系数最大，为0.9，而绿化区和空地径流系数最小，为0。

3.6雨水管管材的确定

选择雨水管管材时，一般应考虑管材的流动特性和粗糙系数，预期寿命，耐酸、碱，气体和溶剂，抗洗涤剂，易于搬运和安装，物理强度，接头类型（应为防水型且易于安装），所需尺寸的可用性以及材料成本。

由于本次雨水收集系统规划中单一管材无法满足规划要求，因此本次规划中不同管道敷设区选用不同的管材：

1.房屋侧面和附属雨水管应采用硬质PVC管材，公称直径不超过400mm；

2.管道直径属于500-1000mm范围内的雨水管应为石棉水泥管或玻璃纤维增强塑料管（二者选其一）；

3.管道直径属于1100-2400mm范围内的雨水管应为预制钢筋混凝土管或现浇钢筋混凝土管（用于管道以及A.C.管道的混凝土生产所使用的所有水泥应为抗硫酸盐水泥）；

4.底部为三角形的箱形暗渠仅适用于雨水排水系统，应由钢筋混凝土制成。

雨水管最小管径应为315mm，管道直径小于或等于600mm的管道采用UPVC管道，其他管径则使用GRP管道。

3.7雨水泵站

通过雨水量计算的推导计算从而确定雨水泵站的水泵参数，主要包括：抽水管和压力管的直径，总泵扬程和所需泵和电动机的容量等。

雨水泵站设计时，主要考虑以下几点：

1.将水泵机电设备的假定经济年限设计为10到15年，同时，建筑物的设计将以25年的经济寿命为基础。

2.水泵设备的设计将以计算出的峰值流量为其容量，包括地下水渗入，可对合理的备用容量进行预测，以满足异常高峰和随机峰值时的需求。由于泵出口侧上的干管的垂直断面更加容易受到阻塞的影响，所以，为了防止固体废弃物的沉降，压力干管的最小速率不应低于1.0m/s，干管的垂直断面的流速将设计为2.0m/s。

3.如果需要的泵不止一台时，其尺寸应相同，以便利用相关的可交替性和备件储存的有利条件。

4结论

本次雨水收集系统规划以苏维拉市地形、气候和地下水水位水质等自然因素出发，通过对排水系统的确定，径流系数和雨水泵站设计等考虑研究，合理准确确定降雨量，保证了本次收集系统的合理性。

参考文献

[1]张永良，刘培哲．水环境容量综合手册．北京：清华大学出版社，1991

[2]NivesStanbuk-Giljanovic.WaterQualityEvaluationByIndexInDalmatia．WaterResearch，1999，33(16)：3423～3440.

[3]陈礼洪．龙海市城区排水工程规划研究[硕士学位论文].同济大学,2004.

[4]车武.我国缺水城市雨水利用技术探讨.中国给水排水.1999,15(3):222～225.