排水管道與深層隧道空間交換的規(guī)模分析

程 俊常德娥（.廣州市凈水有限公司，廣東 廣州 50665；.廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 5050）

排水管道與深層隧道空間交換的規(guī)模分析

程 俊1常德娥2
（1.廣州市凈水有限公司，廣東 廣州 510665；2.廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510510）

文章以獵德污水系統(tǒng)為例,基于排水管道空間數(shù)據(jù),分析排水管道與深層隧道空間交換的規(guī)模，通過(guò)計(jì)算排水管道的容積換算出各種尺寸的深層隧道規(guī)模，為城市排水規(guī)劃提供參考。

排水管網(wǎng)；深層隧道；排水管理；空間交換；空間數(shù)據(jù)

1 前言

近年來(lái)，城市建設(shè)規(guī)模發(fā)展迅速，然而光鮮亮麗的城市，卻禁受不住大雨的侵襲，城市經(jīng)常因暴雨而內(nèi)澇，并造成大量經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。在此情況下，國(guó)家提出了建設(shè)海綿城市的構(gòu)想，國(guó)務(wù)院辦公廳出臺(tái)“關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見”指出，采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施，將70%的降雨就地消納和利用[1-3]。

在此基礎(chǔ)上，廣州市政府在防澇管控上提出了排水管網(wǎng)預(yù)騰空的策略，提出在雨前盡量降低排水管網(wǎng)水位，以備下雨期間盡可能快和多的就地收集雨水，避免城市內(nèi)澇。

國(guó)家和政府的指導(dǎo)意見都指出要就地收集雨水，而淺層排水管網(wǎng)越來(lái)越不堪承受暴雨的壓力，雨水收集一旦減緩，便容易造成城市內(nèi)澇。因此建設(shè)一定規(guī)模的排水深層隧道，并同淺層排水管網(wǎng)互通調(diào)度，緩解暴雨期間淺層排水管網(wǎng)的運(yùn)行壓力，對(duì)防止城市內(nèi)澇有較強(qiáng)的積極作用[4-8]。

為了滿足雨水就地收集的要求，排水深層隧道與淺層排水主干管網(wǎng)的走向應(yīng)盡量保持一致,排水深層隧道的空間大小和淺層排水管網(wǎng)容積總量相當(dāng)。

本文以獵德污水系統(tǒng)為例,基于排水管道空間數(shù)據(jù)計(jì)算排水管道的容積，在同等容積下，分析深層隧道的空間規(guī)模。

2 排水管道空間數(shù)據(jù)

本次分析的數(shù)據(jù)來(lái)源于廣州市排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)中的排水管道數(shù)據(jù)層，屬性內(nèi)容詳見表1（截取自廣州市地方技術(shù)規(guī)范《室外排水地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范》DBJ440100/T 165－2013）。

表1 排水管道屬性內(nèi)容表

其中所在污水系統(tǒng)、管徑、長(zhǎng)度三個(gè)屬性是用于本次排水管網(wǎng)容積計(jì)算的參數(shù)。

首先篩選獵德污水系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過(guò)查詢排水管道數(shù)據(jù)層中所在污水系統(tǒng)屬性字段的值為“獵德污水處理系統(tǒng)”，得出獵德污水系統(tǒng)的排水管道數(shù)據(jù)。

然后通過(guò)管徑屬性字段，對(duì)獵德污水系統(tǒng)的排水管道數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，同時(shí)通過(guò)長(zhǎng)度屬性字段，對(duì)各類管徑的排水管道長(zhǎng)度進(jìn)行求和。即可得出獵德污水系統(tǒng)排水管道的管徑分類及其長(zhǎng)度匯總。結(jié)果詳見表2。

表2 獵德污水系統(tǒng)排水管道管徑分類及長(zhǎng)度匯總表

3 排水管道容積計(jì)算

排水管道可以看成圓柱體，因此管道容積=管道橫截面積×管道長(zhǎng)度；而管道橫截面積，那么分別將各類管徑的管道容積計(jì)算出來(lái)，然后進(jìn)行求和就可以得到管道的總?cè)莘e。

根據(jù)以上推斷，管道總?cè)莘e（單位：m3）的計(jì)算公式為：管道總?cè)莘e其中長(zhǎng)度n為管徑n的管道長(zhǎng)度。根據(jù)獵德污水系統(tǒng)排水管道管徑分類及長(zhǎng)度匯總表，先將管徑的單位由mm換算成m，再將管徑1～管徑26、長(zhǎng)度1～長(zhǎng)度26代入該公式，可以計(jì)算出獵德污水系統(tǒng)的管道容積為659711.09m3。

4 深層隧道規(guī)模推算

假設(shè)排水深層隧道為圓柱體，那么深層隧道容積（單位：m3）計(jì)算公式為，深層隧道容積

將獵德污水系統(tǒng)的管道總?cè)莘e代入深層隧道容積，并假設(shè)深層隧道直徑分別為4m、6m、8m的情況，計(jì)算獵德污水系統(tǒng)排水管道空間等價(jià)交換深層隧道的長(zhǎng)度，計(jì)算結(jié)果詳見表3。

表3 排水管道與深層隧道空間等價(jià)交換的規(guī)模推算表

5 結(jié)語(yǔ)

獵德污水系統(tǒng)涵蓋排水管道約2491.05km， 在空間上等價(jià)交換直徑為6m的深層隧道約23.33km，長(zhǎng)度約占排水管道的1%。由此可見，深層隧道對(duì)海綿城市、管網(wǎng)預(yù)騰空的排水規(guī)劃效果巨大。

一個(gè)城市若完成這1%的努力，就有了同淺層排水管道容積相當(dāng)?shù)纳顚铀淼雷髡{(diào)蓄池，對(duì)暴雨有強(qiáng)大的緩沖作用，有效防止城市內(nèi)澇，保障排水安全。

[1] 張辰.適當(dāng)提高排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)逐步建立城市內(nèi)澇防治體系[J].給水排水,2013,39(12):1-3.

[2] 張悅.關(guān)于城市暴雨內(nèi)澇災(zāi)害的若干問題和對(duì)策[J].中國(guó)給水排水,2010,26(16):41-44.

[3] 袁媛.基于城市內(nèi)撰防治的海綿城市建設(shè)研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2016.

[4] 魯朝陽(yáng),常松,唐磊,等.隧道在城市洪澇及合流制溢流控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水,2013,29(24):35-40.

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[6] 門絢,李冬,張杰.國(guó)內(nèi)外深隧排水系統(tǒng)建設(shè)狀況及其啟示[J].河北工業(yè)科技,2015,32(5):438-442.

[7] 李碧清,唐瑤,唐霞,等.廣州市排水系統(tǒng)存在的問題與對(duì)策[J].廣東科技,2013,22(2):175-176,83.

[8] 劉麗,劉曉青.利用智慧排水系統(tǒng)應(yīng)對(duì)城市旱澇并發(fā)問題研究[J].現(xiàn)代城市研究,2014(7):19-23.

Analysis on the scale of the space exchange between the drainage pipe and the deep tunnel

With the example of Liede Sewage Drainage Pipeline System, based on the spatial data of drainage pipe network, analyzed the scale of the space exchange between the drainage pipeline and the deep tunnel, through the calculation of drainage volume calculated deep tunnel scale of various sizes, provide a reference for city drainage planning.

drainage pipe network; deep tunnel; drainage pipelines; space exchange; spatial data

TU992

A

1008-1151(2016)11-0017-02

2016-10-10

程俊，廣州市凈水有限公司工程師，從事排水行業(yè)信息化工作。