城市道路排水系统概述

智能交通系统期末论文

--城市道路排水系统概述

姓名周浩然

学号 1000012432

城市道路排水系统概述

周浩然

摘要：

随着城市化进程的加快，各个城市的水平也都再提高，道路也变得越来越现代化，因此道路的排水也越来越多地被人们提上日程安排，可以说，道路的排水体现了整个城市道路规划设计的水平，所以保证城市道路的排水也变得越来越重要。本文浅谈了道路排水的基本概况，并对北京某些地区的排水情况提出了一些建议。

关键词：道路排水、国外大城市排水、北京部分地区排水改进。

1、引言

从古到今，人们出行都离不开道路，而下雨和下雪，是再常见不过的自然现象。所以凡是有道路的地方，都会涉及到排水的问题。城市道路雨水排水系统是城市道路公用设施的一部分，其功能主要是迅速排出道路范围内及道路两侧一定区域内的雨雪水，以保证车辆和行人的交通安全，维持道路的正常交通，同时也避免路面过早损坏，使街道整洁、美观。可以说，道路的排水是和我们息息相关的，我们走在路上，会看到雨水的进水口，也会看到露天的沟渠等，这些都是用来排走雨水的设施。本文针对普通读者，概述地介绍了道路排水系统及其设计的基本原则。以及举出了北京大学康博思餐厅门前和北京许多桥下的易积水的例子及其解决方案。

2、城市道路雨水排水系统概述

2.1 城市道路雨水排水系统制度

城市道路排水是城市排水系统的一个部分，为了保障生产和人民生活，城市中除了需要排出雨雪水外，还需要将生产废水和生活污水也排出去。由于废水、污水和雨雪水的性质不同，对环境的影响也不同，应分别组织不同的管道系统来排除。

排水系统的制度分为合流制和分流制。

(1) 合流制：将污水和雨雪水用同一管道汇集输送的系统成为合流制排水系统。过去我国有很多旧城市采用合流制，污水未经处理就直接排入天然水体。这是由于以往工业不发达，城市人口少，生活污水和工业废水量不大，但是随着工业的高速发展，生活污水和工业废水量急剧增加，水质日趋复杂，这样的合流制对环境卫生造成的危害更严重。为了保护环境，需将合流的污水和雨水经过污水处理厂处理后，再行排放。由于天然降水量大，导致合流制的污水处理厂的污水处理量很大，成本很高。所以这种方式并不是使用于很多地方。

(2) 分流制：将雨雪水和污水分别设置管道系统排出。其中汇集和处理生活污水和工业废水的系统称为污水排出系统；汇集和排出雨雪水的系统称为雨水排除系统。污水处理厂只需要处理生产污水和生活废水，大大减少了工作量，所以大部分人口密集的大城市都是采用的这种系统。

2.2、城市道路排水系统的类型

(1) 明式系统：即采用露天的沟渠排水的系统，城市郊区和公路一般采用明式系统，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。明沟可设在路面的两边或一边，也可以在车行道的中间。

明沟的排水断面尺寸，可按照汇水面积经水力计算确定。一般也可根据当地实际经验来安排。明沟通常采用体形断面，底宽至少3米，边坡视土质及护面材料不同，用砖石铺砌或混凝土块护面时，一般用1:0.5-1:1的边坡。有些城市采用上面加盖板的明沟。

图一明沟系统

(2) 暗式系统：由街沟、雨水口、连接支管、主干管、检查井、出水口等部分组成的埋置在地下的排水系统称作暗式系统。道路上及其相邻地区的地面水依靠道路设计的纵横坡度，流向行车道两旁的雨水口，再由地下与雨水井相连的连接支管流向主干管，排入附近的河流或其他水体中区。

图二暗示系统示意图

(3)、混合式系统：明沟和暗管相结合的一种形式。

3、城市道路雨水排水系统设计

随着城市规模的不断扩大，人口、车辆数量也急剧增加，我们的交通压力也越来越重。而采用明沟排水系统，会给生产、生活和交通带来不便、桥涵费用增加、占用土地较多，并影响环境卫生。因此，在城市中建设大规模的明沟式排水系统已经变得不再现实，只有在城郊等人口较为稀疏的地方才可能采用这种方式。而城市内绝大部分地方，因为其条件的限制，都只能采用暗式排水系统，通过管道，将雨水汇集泄入自然水体。城市道路雨水排水系统的设计主要分为三个部分：雨水管的布置和设计、雨水口的布置、检查井的布置。

3.1、雨水管的布置和设计

(1)雨水管设计的基本原则

城市道路的雨水管道不仅用来排出道路地面水，还要保证雨水能顺利地从建筑物、工厂或居住区排泄出去，因此雨水管道的设计是指整个城市或城市某一区域范围内雨水排除设施的总体设计。

雨水管道的总体布置主要是根据城市的自然地形和道路网的规划来确定，此外还要考虑排水区域的大小、排水系统的树木、街坊的布置、街道的宽度、出水口的位置等。设计时一般可考虑下列原则：

1)、利用地形就近排入水体：规划雨水管线时，首先在地区内按地形划分排水区域。根据分散和直接的原则，要求雨水管能以最短路程把雨雪水就近排入天然水体。

2)、避免设置泵站：由于雨水量大，雨水泵站的投资很大，而且雨水泵一年中运转时间短，利用率低，因此必须尽可能利用地形，使雨水都能靠重力流排入天然水体而不设置泵站。当河流的水位高出管道出口时，可设置出口泵站或中途泵站。在不得不设泵站的情况下，要使经过泵站排泄的雨水量减少到最小额度。

3)、雨水干管应设在排水地区的低处：在地形起伏很大的地区，例如建造在山谷间的城市，雨水干管应设在排水地区的低处，两侧斜坡用支管连接。

4)、合理布置出水口：出水口可以分散布置，也可以适当集中。管道通向池塘和小河的出水口的构造比较简单、造价不高时，可增多出水口不致大量增加投资。当河流的水位变化很大，管道出水口离正常水位很高很远时，出水口的投资就很大，不宜采用过多的出水口，而应考虑比较集中的管道布置。

雨水管道的出水口一般应露在水面以上以免造成淤积，所以管底标高应高于正常水位标高。出水口与河道连接部分应做护坡或挡土墙，以保护河岸和固定管道出水口的位置。

(2)、雨水管的布置

城市道路的雨水管线应是直线，平行于道路的中心线或规划红线。雨水干管一般设置在接到中间或一侧，并宜设在快车道以外，在个别情况下亦可以分别置于街道两侧。这主要根据街道的等级、横断面的型式、车辆交通、沿街建筑等技术经济条件来决定。

由于管道施工和检修对交通运输影响较大，所以在交通量大的干道上，雨水管线也可埋设在街道的绿地下和较宽的人行道下。但不可埋设在种植树木的绿带下和灯杆线及侧石线下。

雨水管线应尽可能避免或减少与河流、铁路以及其他城市地下管线的交叉，否则将使施工难度和造价增加。在不能避免相交时，相交处应直交，并保证相互之间有一定的竖向间隙。

3.2、雨水口

(1)雨水口的构造：雨水口分为平式、竖式和平竖结合式三种，均由进水篦、井深和连接管三部分构成。平式雨水口的盖平铺在到路边沟上，雨水沿边沟进入雨水口。进水篦宜稍低于街沟或邻近地面以利汇集雨水。平式雨水口设在边沟平面上，盖子易被车压坏，清捞垃圾不方便，所以在繁忙的交通干道上用竖式雨水口较好，雨水口设置在人行道上便于清捞垃圾，在道路侧石处，设置有格栅的进水口，雨水由格栅流入雨水口。因为雨水沿边沟留来时需要转90°才能流入雨水口口，以致水流不畅，进水较慢。所以雨水口间距不宜过长，在严重积水区不宜采用。

图三平式雨水口，盖子易被车压坏，清捞垃圾不方便

图四竖式雨水口，常在街边可以看到

(2)、雨水口的布置：雨水口的布置，首先应根据道路纵断面设计，把街沟纵断面上低洼汇水处和交叉口上必须设置雨水口的地点确定下来，然后根据街沟纵坡大小、街道的宽窄、路面种类以及两旁街坊院落的排水情况，确定雨水口的间距和位置。此外，还要考虑当地暴雨强度、雨水口的排水能力和受水面积等因素。道路上雨水口的间距一般为30-80m。一般当道路纵坡较大时雨水口的间距可大些。低洼和易积水地段也应当适量增加雨水口的数量。在沿路建筑物门口、分水点以及其他地下管道顶上应避免设置雨水口。

图五箭头表示各条道路的纵坡倾斜方向，如果两箭头相对，说明此处地势较低，要设置雨水口；如果两箭头相

背，不必设置雨水口，其他情况需配合交叉口竖向设计来布置雨水口。

3.3、检查井：为了对管道进行检查和疏通，管道系统上必须设置检查井；同时检查

井还起着连接沟管的作用。相邻两个检查井之间的管道应在同一直线上，以便于检查和疏通管道。所以，在管道改变方向出、管道交接处、管道高程改变处、管道断面变更处和坡度改变处，都需要设置检查井。在过长的直线管道上，每隔一定距离亦需要设置检查井。

检查井分为圆形和矩形两种，其建筑材料可采用砖、石、混凝土和钢筋混凝土。

图六检查井大多数由盖子盖着，在需要施工时才打开，井内有梯子，方便工作人员上下。

4、国外大城市道路排水情况

4.1、罗马

说起城市排水的文明史，必须从古罗马说起。古罗马的排水系统建成于2500年前，现代罗马仍在使用。

古罗马曾经遭受过严重的暴雨，引起了很大的城市问题。为了将暴雨引起的洪流从城内排出，公元前6世纪左右，伊达拉里亚人使用岩石堆砌了一个渠道系统。渠道系统中最大的一条截面为3.3米×4米，从古罗马城通往台伯河。通过这条渠道系统，城里的洪流得以畅通地排向自然水体，解决了很多问题。

图七公元33年，罗马的营造官清洁下水道时，曾乘坐一叶扁舟在地下水道中游历了一遍，足

见下水道是多宽敞。

4.2、巴黎

世界上最著名的排水系统莫过于巴黎地下排水系统了。巴黎有时需要经受突如其来的暴雨袭击，所以经过100多年的发展，其地下排水系统总长接近2400千米，成为世界上排水系统最为复杂的城市之一。

巴黎的地下排水系统处于地面以下50米，水道纵横交错，密如蛛网。下水道四壁整洁，管道通畅，地上没有一点脏物，干净程度可与巴黎街道相媲美，不会闻到一丁点儿腥臭味。而且，下水道宽敞得出人意料：中间是宽约3米的排水道，两旁是宽约1米的供检修人员通行的便道。

经过不断完善，今天的巴黎地下排水系统总长2347公里，约2.6万个井盖、6000多个地下蓄水池。清淤系统配备了电脑控制。

针对每年的雨季，塞纳河水的涨水情况，巴黎还专门修建了“涨水站”以及安全阀，以及用于下大雨时保证排水效果的路边下水道等等。所以有时虽然会下大雨，但是巴黎的街道却可以依旧干净，几乎没有什么积水，行人甚至都不会湿鞋，更不会出现交通堵塞了。

巴黎甚至把排水管道建设成了旅游景点，称为世界上唯一可供参观的排水系统，极负盛名，每年吸引无数游客前来观光。

图八巴黎的旅游型地下排水系统，里面灯光明亮，环境很好

图久巴黎地下排水系统除排水沟外，设有两套供水系统、压缩空气管道、气压传送系统和电缆线路。

4.3、东京

日本是我们的近邻，但因为其地理原因，日本更易受到台风的影响，经常会下暴雨，但东京却很少出现内涝。东京道路上的不积水，得益于人工建造的“川”。类似壕沟的“川”密布东京，排涝作用非常大，所有细小水道都通往“川”，再

通过比“川”更宽更深的地下水道通入东京湾进海。

此外，东京建成了世界上最先进的地下排水系统—首都圈外围排水系统，整个排水系统的排水标准是“五至十年一遇”（北京市排水系统设计的是一到三年一遇），全长6.3公里，包含5根直径30米、深60米用管道联通的竖井和一个调压水槽，系统总储水量达67万立方米。

图十东京的雨水口都很干净，会有转门负责的人定期检查，清理，防止树叶、塑料垃圾等堵住雨水入口

东京的雨水有两种渠道可以疏通：靠近河渠地域的雨水一般会通过各种建筑的排水管，以及路边的排水口直接流入雨水蓄积排放管道，最终通过大支流排入大海；其余地域的雨水，会随着每栋建筑的排水系统进入公共排雨管，再随下水道系统的净水排放管道流入公共水域。

图十一东京的地下排水系统，其深可达60米，十分壮观，有的地方类似于宫殿。

5、北京部分地区易积雨水的改良办法

5.1、北京大学康博思门前

图十二康博思门前的下雨河

众所周知，康博思门前是一个斜坡，其地势低于松林包子铺而高于学五食堂门前的小广场，所以每到下雨天，松林的雨水都会聚集过来，然后经过康博思门前，再流进雨水管道。康博思南面的洼地(如图十三)有一个雨水口，能带走一部分路面雨水，但是从松林留下来的雨水量通常大于这个雨水口的排水能力，所以每次下大雨，康博思门前都会有很多积水，也就是同学们戏称的“下雨河”。针对这种情况，我们可以采取以下几点解决办法：

1)、定期检查雨水井，防止被垃圾杂物堵住，使流水不畅；

2)、适当扩大雨水井以及其管道口径，增大雨水流量；

3）、可减小雨水井间距，如在康门前的道路两侧，可以设置2个竖井（如图十四），这样雨水可以从竖井流入，不用再从松林包子铺一直向下流到康博思面食部转弯后才进入排水系统。

图十三康博思南面的雨水井

图十四图中为两处可以增加竖井的地方

5.2、北京市许多立交桥下

立交桥本身高度一般都很高，可是桥下，却是一个低洼地带。正如我们前面展示的图片，桥下，在下雨天是很容易积水的。

目前北京的所有桥（立交桥、天桥等）下面，采用的都是普通的排水系统。这种排水系统的缺点是，无论泵房如何改进，但重力排水管道固定，所以最终积水排走的速度很受限。而且，天桥下面也很容易产生很多垃圾，普通排水系统容易被堵住，导致排水不畅，引发恶臭等。

图十五

所以，可以在桥下面建真空排水系统。真空排水系统是指建一个集水箱，当桥下有积水时，这套系统凭借其强大的功率先将水抽到集水箱，然后通过集水箱降水排走。这样就跳过了重力排水管道这个卡脖子的部分。而且，该系统还能吸走普通排水系统不能排走的淤泥、杂物等，不会发生堵塞。

6、总结

随着交通事业和交通科学技术的迅猛发展，道路的数量和质量都在提高，所以，人们对于道路排水的设计也越来越重视，对它的要求也越来越高。建国后，经过60多年的发展，我国对于道路排水的设计虽然有了很大进步，但依然有许多不足的地方。

我们今天讨论了地面道路的排水，但现在城市正在越来越多地向更深的地下发展，这也是大多数城市发展的必然趋势。地铁已经在各个城市相继出现，而且也会逐渐地承担起城市各自城市主要的交通压力。

如何保证排水和地下交通的协调性变得尤为重要，所以现在我们对道路排水设计的范围越来越大，更加三维化，这就要求我们联系实际，改进道路排水设施的结构，优化排水设施设计方案，提高排水设施的排水效果，达到排水顺畅、排水快捷、排水充分的整体要求，为交通的安全、快捷、方便提供保障。

?参考文献

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