传统雨 水口的优化设计研究

传统雨 水口的优化设计研究

吴桂菊 张强 李金印

中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010

摘要：随着我国城镇化建设的不断推进，道路周边构筑物的数量飞速扩增，城市路面落后的排水基础建设与城市快速发展不协调。雨水口作为城市雨水系统的主要附件之一，对雨水收集有重要影响。传统的雨水口存在易堵塞、清理不便、雨水无法回用等问题，在一定程度上已经无法满足新时代城市排水问题的要求，因此对传统雨水口进行优化设计十分必要。

关键词：雨水口；优化设计;日常维护

一 雨水口基本设计原则

雨水口是城市排水系统的主要附件之一，是城市排水系统的起端，在城市排水系统中起到收集雨水的作用。雨水口的设置应根据暴雨强度、道路宽度、路面种类、道路纵横坡度、周围建筑地形及排水情况、雨水口的泄水能力等因素决定；道路上排水的汇合点、凹竖曲线的低洼处、道路转弯半径切点附近（分水点除外）在人行横道线上游位置，最低点处均应设置雨水口；雨水口应避免设在沿街建筑物门口、停车站、分水点及其他地下管道顶上布置。建筑物门口、停车站点处均应在上游设雨水口截水；设置雨水口时，其高程、位置、数量既考虑现有的道路宽度，又要结合今后街道发展情况；在十字路口处和主干道与次干道或与内部道路出口相交处，应根据雨水路面径流情况及方向布置雨水口。若内部道路较窄，路口转弯半径较小，可将雨水口布置在转弯处；沿街建筑的雨水立管，尽可能接入雨水口中。设计道路上的雨水口时还应作好调查研究，如地面排水无出路或经常积水，在设计中应予以考虑设置雨水口，并连通支管接入雨水管道；在道路纵坡大或超过一定距离的路段，宜双侧设置雨水口。

二 传统雨水口的问题

传统雨水口型式有平箅式、立式和联合式等。传统雨水口存在的问题主要有：

1垃圾进入引起堵塞，雨水口结构顶面是雨水井篦子,雨水井篦子上均采用镂空、开放的设计,安装在道路两侧,容易聚集垃圾，落叶沙石易在刮风、清扫和洒水车的冲洗时被带入雨水井，人为倾倒污水、生活垃圾等现象也十分常见，由此造成下水通道堵塞，雨期形成渍水点，带来安全隐患。雨水口中垃圾多为树叶及淤泥，会给雨水口的正常泄流带来不利。

2逸出异味，雨水口内沉积的树叶等垃圾会在雨水浸泡下发酵腐烂散发出异味,污染周围空气,还可能引起管道爆炸等造成重大经济损失和不良社会影响。

3检修清理不便、管理不善，为减少堵塞和提高排水性能,需要定期将雨水篦子打开,清理内部垃圾，传统的清理方法是人工使用铁锹等工具将淤积在井底的垃圾清掏转运，费时费力，危险性高,多发安全事故，同时会影响城市道路运输畅通和交通安全。另一方面，雨水管理制度不完善,雨水口缺乏维护。

4回用设施不完善，雨水井篦子下方是雨水口井筒，传统的雨水口收集的雨水通过底部的雨水支管排入自然水体,雨水的资源性未得到体现。实际上初期雨水因携有路面上轮胎摩擦碎屑和泥沙等杂质,SS、COD、BOD含量很高，尤其在人口密集区的污染物含量远超于现行污水排放标准。而经前期雨水的冲刷,后期雨水水质较好,不少学者提出可去除初期雨水的基础上收集优质的后期雨水,将其直接或简单处理后可用于城市绿化、路面浇洒等，实现雨水的资源化利用。

三 雨水口优化设计

针对上述问题，在传统雨水口做法基础上，可以对雨水口进行以下优化设计：

1设置自动调节井口，井口由雨水口篦子和自动复位装置组成,雨水口篦子的材料根据使用环境不同分为球墨铸铁和钢筋混凝土型。往往在篦子外侧设置篦轴与井圈較接,防止丢失。在井篦子下方设置由弹簧合页支撑住的多孔吸水材料。多孔吸水材料由合页支撑,多孔吸水材料采用不易变形、防霉、吸水性好、不会产生二次污染的材料（如PVA聚乙烯醇海绵等合成类吸水材料）。在旱季，多孔吸水材料处于疏松状态，自重较小,多孔吸水材料保持水平,与雨水口耦合实现无孔洞封闭,刮风下雨、洒水车冲刷或环卫清扫都不会将垃圾带入雨水口。在雨季,多孔吸水材料会吸水重力变大,将原本保持水平的合页压至打开呈一定角度,吸水量越大，合页所需要平衡的压力就越大，合页的压缩量越大，合页与地面张角就越大，从而实现根据流量大小自动调节雨水口泄水面积的效果。直至多孔吸水材料中的水分流失至足够轻时，合页再次将多孔吸水材料提升至水平状态。由弹簧合页和多孔吸水材料组成的自动复位装置有效地减少了进入雨水口的垃圾,封闭的外形从感官上还可避免人为倾倒废水，避免在汛期影响雨水口的泄流速度的发生，实现了雨水口旱闭阻垃圾、雨开通雨水的自动调节功能。

2设置截污挂篮措施，在自动开合装置下方设置截污挂篮,截污挂篮由下部的无孔洞的储存区、中部的小孔溢流区和上部的大孔溢流区。另设置挂篮提手方便提出清掏。在雨水井集水量较小时，水从溢流小孔溢出进入雨水井，此时多孔吸水材料呈打开状态,在雨期中随水流入雨水井的砂砾淤泥等垃圾可截留在挂篮下部的截留区，由人工定期取出清理,截留区设置高2-3cm。当雨水井集水量大至小孔过滤速度无法满足排水需要时，水从截污挂篮上部的溢流长条形大孔溢出。

3增设雨水回用支管，雨水井底设置两根雨水支管，雨水支管I通向蓄水设备，如蓄水池等，雨水支管II并入雨水干管。降雨初期收集的雨水为初期雨水，雨水SS、COD、BOD等污染性指标较高,主要通过雨水支管n流入雨水管，排入湖河或进入污水处理厂;在持续降雨雨水口的雨量增大时,雨水污染性指标逐渐降低，雨水井井底的水没至较高的雨水支管I，雨水支管U和雨水支管I同时进水。当雨水量较大时，蓄水池可以储蓄一定的由雨水支管I收集的上层优质的雨水,在降低雨水管网的压力的同时,还可收集部分水质良好的雨水回用为市政用水,用于浇筑绿化和浇洒马路等,经济环保。

四 雨水口的日常维护

良好的运行维护管理是非点源污染控制的重要组成部分，在雨水口设计优化的基础上，为了保证排水畅通，还应加强日常维护工作。

1防止污水排入，在雨水口的养护工作中，施工废水的排放是巡视重点。由于施工废水往往含有泥土、砂石、水泥浆等易凝集、沉降的物质，按照相关条款，应该在施工场地内进行预处理(沉淀或澄清)，达标后排入城镇管道系统。出于方便，施工废水通常由雨水口接入。如果施工废水未处理或处理不达标就排放，不仅直接淤积、堵塞雨水口，泥砂、水泥浆等进入排水干管或主干管后，淤积后使得排水管道清疏困难，将造成管道逐步堵塞，影响整条管线。临街商业店铺排水情况也是巡视重点之一。为了减少对住户的影响，通常会将其废水单独排放。雨水口由于其分布广、接近建筑，往往成为零星排水的接入点。为防止雨水口的堵塞，应加强管理，禁止油脂含量高、杂物多的污水接入雨水口。

2防止垃圾、杂物进入雨水口，雨水口容易因垃圾堆积发生堵塞，一旦暴雨来临，排水泄洪功能将受到严重影响，造成道路积水，还会对城市水体造成严重的污染。调查发现道路清扫人员往往将一些灰、土、树叶等杂物扫人雨水口中，严重时甚至使整个雨水口井身堵塞。这不仅降低了雨水口的泄流能力，也增加了雨水口乃至排水管道的维护工作量，对此需要有一定的制度进行约束。市政与环卫部门协调，双方同时进行监管，有效地减少了人为造成的雨水口的堵塞。

结束语

为加强雨水口截污排水能力，解决传统雨水口易堵塞、检修不便、雨水无法回用的问题，可考虑对传统雨水口进行优化设计，如增设自动调节井口、截污挂篮、雨水回用支管等设施。此外，为加强雨水口的截污排水运行效果，还应加强运行维护管理。

参考文献：

[1]徐泽林.基于城市雨水资源化的收集与利用研究[J].山西建筑,2019,45(7).