城市排水管道系統設計計算的進展

時間：2007-03-06 來源：作者：

　　推理公式法應用明渠均勻流公式進行水力計算，其最大優點是簡單迅速。由于使用了歷史最大降雨資料，能夠得到偏于安全的設計。但是，已有的許多研究表明，推理公式法中基于推導公式的假定不盡合理，存在一些不夠完善的地方，主要表現在以下幾個方面［22］：(1)沒有考慮降雨的空間變化。由于實際暴雨強度在受雨面積上的分布不均勻，當匯水面積較大時，所取的降雨歷時較長，按公式計算得出的下游管段的設計流量會出現較大的偏差。(2)理論上作了過分簡單的假設，使用者可能會不經檢驗地就借用其它地區公布的參數和常數，以便節省時間。設計因缺乏充分的實例資料，存在一定的盲目性。(3)只能計算洪峰流量，無法推求完整的徑流過程，對雨水調節池設計、合流制排水管道溢流流量計算無法適應要求。(4)將直接來自設計暴雨的設計重現期，轉化成排水管渠的設計重現期，這一假設并沒有被充分證實。Marsalek(1978)、Wenzel和Vookes(1978,1979)指出，降雨歷時、時程分配和前期土壤含水量的選擇，對洪峰流量～頻率關系有很大影響，這些參數之間也存在著某種函數關系。(5)不能滿足對雨水徑流水質方面的計算要求。因為高污染濃度的降雨并不一定發生在高洪峰過程線內。即使對于合流制管道，從系統溢流出的合流污水中仍然存在有大量污染物。
　　近20年來，隨著城市徑流污染問題的日益突出，各種精度較高的城市水文、水力計算模型的建立顯得越來越重要。國外在這方面取得很大進展，許多模型已廣泛應用于雨水管道系統的規劃、設計和管理。當前西方最著名的程序有［23］：英國環境部及全國水資源委員會的沃林福特程序(Wallingford Procedure)、美國陸軍工程師兵團水文學中心的“暴雨”模型(Storage,Treatment,Overflow,Runoff Mode STORM)、美國環保局的雨水管理模型(Storm Water Management Mode SWMM)等。這些模型可對整個城市降雨、徑流過程進行較為準確的量(降雨與徑流量)和質(降雨與徑流水的水質和接受水體的水質)的模擬，它們的開發與工程項目緊密結合，經過一段時期的經驗積累后，政府主管部門便組織協調，推出定型軟件供設計和管理人員選用［24］。
　　我國對城市徑流模型的研究起步較晚，目前已有一些結合我國實際的研究成果問世。如對雨水管網模擬的擴散波簡化和運動波簡化［25］，對地表徑流系統的模擬技術包括：等流時線法、瞬時單位線法和改進推理法［26］。
4　結束語
　　無論國內還是國外，在排水管道系統設計的理論計算和工程應用上均已取得很大的成果，也仍然存在著許多期待解決的問題。隨著計算技術和系統方法的發展，更好地研究開發排水管道系統設計計算軟件是必然的發展趨勢。

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