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引言:火力发电厂室外雨水排水系统设计应结合多专业内容进行综合考虑。笔者分别从管道布置、参数选择、雨水综合利用等方面对火力发电厂雨水排水系的影响做了分析和比较,并提出了统优化设计提出建议。
室外雨水排水系统设计在火力发电厂设计当中占据非常重要的一个环节,雨水排水设计不仅关乎到电厂建设的投资成本,而且如设计不合理,发生排水不畅,将造成厂区内积水,积水过深还有可能出现重大的质量安全事故。鉴于电厂室外雨水排水的重要性,需要对其设计进行进一步的优化分析、研究。
一、火力发电厂室外雨水排水系统设计现状
长期以来,国内火力发电厂室外雨水排水设计大都延用重力式雨水排水系统,传统的雨水排放系统是将道路上汇集的雨水通过雨水口收集,排至雨水检查井,再通过管道排出厂外。雨水排水系统实际上是包含了建筑、水工、建筑物总平面布置及道路设计等多个专业的系统工程,而目前雨水排水系统的设计则大都由水工工艺专业单独完成。由于专业知识所限,使得雨排水系统设计往往无法考虑全面,存在缺陷也就无法避免。
二、火力发电厂室外雨水排水系统设计优化
合理的雨水排水系统的设计,不但要综合考虑雨水管道平面位置、埋设深度以及雨水的布置等,还应该结合场地区域特点,合理选择地面覆盖物,使其即能满足功能要求,有具有较小的径流系数,从而减轻排水系统负担。
2.1 管道布置
2.1.1 管道的平面位置
火力发电厂室外雨水排水管道应沿厂区道路布置,尽量敷设在道路外侧绿化带下,以方便日后检修。雨水管道的平面位置应能够满足检查井的施工要求,并且尽量靠近路边石。电厂内道路通常采用城市型单向坡或双向坡路面,根据路面坡向,采用在道路单侧或双侧布置雨水口。单向坡的路面,还应将雨水管道与雨水口布置在道路中心线同侧,这样可以缩短雨水口连接管的长度,即提高了雨水口的排水能力,又降低了工程造价,同时在检修时无需破坏路面,便于维修。
2.1.2 雨水口的布置
雨水口是雨水管道上收集地面雨水的管道系统附属构筑物。汇集于路面上的雨水首先经过雨水篦,通过连接管进入排水管渠。雨水口设置位置不当、数量不足及堵塞等均可造成暴雨时路面积水。在《室外排水设计规范》中,对雨水口的设计有相应规定,但并未提出明确的设计计算方法,而是只给出经验参考值,导致设计人员往往凭经验沿道路等距离布设雨水口,随意性较大,不能保证设计的合理性、经济性。
2.1.3 管道的埋深
在整个厂区采用同一设计标高的情况下,雨水管道系统的整体埋深取决于各支路的起点埋深和坡度,而终点埋深则取决于埋深最大的支路。
当管道起点位于环形道路一侧时,选择合适的管道起点,大致可分为三种情况:
①选择适当的管道起点位置,使两个支路的管道长度相等;
②选择适当的管道的起点位置,使得两个支路的汇水面积相等;
③选择适当的管道的起点位置,使得两个支路的末端洪峰流量相等。
分析以上三种情况:①当两个支路的管道长度相等,汇水面积不同时,由于雨水管道的坡度大致在0.002~0.003之间,因此,两个支路的管道末端坡降大致相同,而由汇水面积不同引起的末端管径一般相差1~2级以内,即由管径不同引起的标高差在0.1~0.2m以内。因此,可以推断当两个支路的管道长度相等时,其管道末端埋深大致相同,此种方案两个支路间不存在跌水,施工土方量最小;②当两个支路的汇水面积相等,管道长度不同时,由于雨水管道的坡度大致在0.002~0.003之间,管道长度较大的支路管道末端坡降大,管道长度较小的支路由于其管内流行时间短,洪峰流量大而导致其管径大,但一般情况下,两个支路的末端管径一般相差1~2级以内。因此,可以推断当两个支路的汇水面积相等时,管道较长着管道埋深大,两个支路之间存在跌水。但由于两个支路负责排水的面积相同,当任一支路出现堵塞或其它问题,而引起排水不畅时,电厂受影响的面积最小;③与第二种情况类似,此种情况为考虑流量系数后,两个支路的汇水面积相同。此时,管道较长着管道埋深大,两个支路之间存在跌水。当任一支路出现堵塞或其它问题,而引起排水不畅时,另一支路的排水能力最强。
2.2 径流系数的选择和控制
雨水径流系数的确定直接影响着电厂抵御雨水安全的能力和其雨水设施造价。所以如何选择雨水径流系数,在雨水工程中起着关键的作用。
电厂径流系数的控制可从以下几方面考虑:
1)加强绿地系统建设,增强绿地调蓄功能,在厂区绿化设置时,应考虑绿化对雨水蓄渗的作用,近可能多的建设绿地系统,加强雨水蓄渗。
2)设渗透性路面,增强道路雨水渗透推广采用透水性路面,以减少地区雨水径流。
2.3 其它
通过雨水系统的优化设计,提高排水管道末端标高,当管道标高高于排放水体标高时,就有可能通过重力管道,直接将雨水排放,省去了雨水提升泵站,既节约了工程一次性投资,又降低了运行成本,还减少了构筑物占地面积,可谓一举多得。电厂主厂房屋面雨水通常采用内排水,即通过屋面雨水斗收集到的雨水通过管道最终排入室外检查井,这就为设计人员控制雨水排放提供了可能。将主厂房屋面雨水通过雨水管道分散的排入室外雨水排放系统,相当于将主厂房屋面汇水面积均匀的分布于雨水管道各处,从而降低系统洪峰流量,减小下游管径,节约工程造价。
三、雨水综合利用
火力发电厂电厂雨水,根据其收集方式不同,可分为屋面雨水和地面径流雨水。通常屋面雨水的水质较好,经简单处理后即可回收用于生产用水补充、煤场喷洒、浇洒绿地等。因此,针对不同电厂建(构)筑物的特点,在设计中考虑对主厂房、封闭煤场等大型建(构)筑物的屋面雨水进行收集利用,可以起到削减洪峰流量、减少管网规模、补充水资源的作用。
四、结束语
综上所述,笔者认为火力发电厂室外雨水排水系统可考虑从以下几方面优化:①优化管道布置,缩短管长度,提高雨水口的效率,结合工程特点确定管道埋深控制点;②加强绿地及透水性路面建设,降低径流系数③充分利用现有排水设施,实现“高水高排、低水低排”;④加强雨水综合利用。
参考文献
[1]赵容馨.谈雨水重现期和径流系数的选择[J]. 山西建筑,2012,38(31):143-144.
(作者单位:辽宁电力勘测设计院)
室外雨水排水系统设计在火力发电厂设计当中占据非常重要的一个环节,雨水排水设计不仅关乎到电厂建设的投资成本,而且如设计不合理,发生排水不畅,将造成厂区内积水,积水过深还有可能出现重大的质量安全事故。鉴于电厂室外雨水排水的重要性,需要对其设计进行进一步的优化分析、研究。
一、火力发电厂室外雨水排水系统设计现状
长期以来,国内火力发电厂室外雨水排水设计大都延用重力式雨水排水系统,传统的雨水排放系统是将道路上汇集的雨水通过雨水口收集,排至雨水检查井,再通过管道排出厂外。雨水排水系统实际上是包含了建筑、水工、建筑物总平面布置及道路设计等多个专业的系统工程,而目前雨水排水系统的设计则大都由水工工艺专业单独完成。由于专业知识所限,使得雨排水系统设计往往无法考虑全面,存在缺陷也就无法避免。
二、火力发电厂室外雨水排水系统设计优化
合理的雨水排水系统的设计,不但要综合考虑雨水管道平面位置、埋设深度以及雨水的布置等,还应该结合场地区域特点,合理选择地面覆盖物,使其即能满足功能要求,有具有较小的径流系数,从而减轻排水系统负担。
2.1 管道布置
2.1.1 管道的平面位置
火力发电厂室外雨水排水管道应沿厂区道路布置,尽量敷设在道路外侧绿化带下,以方便日后检修。雨水管道的平面位置应能够满足检查井的施工要求,并且尽量靠近路边石。电厂内道路通常采用城市型单向坡或双向坡路面,根据路面坡向,采用在道路单侧或双侧布置雨水口。单向坡的路面,还应将雨水管道与雨水口布置在道路中心线同侧,这样可以缩短雨水口连接管的长度,即提高了雨水口的排水能力,又降低了工程造价,同时在检修时无需破坏路面,便于维修。
2.1.2 雨水口的布置
雨水口是雨水管道上收集地面雨水的管道系统附属构筑物。汇集于路面上的雨水首先经过雨水篦,通过连接管进入排水管渠。雨水口设置位置不当、数量不足及堵塞等均可造成暴雨时路面积水。在《室外排水设计规范》中,对雨水口的设计有相应规定,但并未提出明确的设计计算方法,而是只给出经验参考值,导致设计人员往往凭经验沿道路等距离布设雨水口,随意性较大,不能保证设计的合理性、经济性。
2.1.3 管道的埋深
在整个厂区采用同一设计标高的情况下,雨水管道系统的整体埋深取决于各支路的起点埋深和坡度,而终点埋深则取决于埋深最大的支路。
当管道起点位于环形道路一侧时,选择合适的管道起点,大致可分为三种情况:
①选择适当的管道起点位置,使两个支路的管道长度相等;
②选择适当的管道的起点位置,使得两个支路的汇水面积相等;
③选择适当的管道的起点位置,使得两个支路的末端洪峰流量相等。
分析以上三种情况:①当两个支路的管道长度相等,汇水面积不同时,由于雨水管道的坡度大致在0.002~0.003之间,因此,两个支路的管道末端坡降大致相同,而由汇水面积不同引起的末端管径一般相差1~2级以内,即由管径不同引起的标高差在0.1~0.2m以内。因此,可以推断当两个支路的管道长度相等时,其管道末端埋深大致相同,此种方案两个支路间不存在跌水,施工土方量最小;②当两个支路的汇水面积相等,管道长度不同时,由于雨水管道的坡度大致在0.002~0.003之间,管道长度较大的支路管道末端坡降大,管道长度较小的支路由于其管内流行时间短,洪峰流量大而导致其管径大,但一般情况下,两个支路的末端管径一般相差1~2级以内。因此,可以推断当两个支路的汇水面积相等时,管道较长着管道埋深大,两个支路之间存在跌水。但由于两个支路负责排水的面积相同,当任一支路出现堵塞或其它问题,而引起排水不畅时,电厂受影响的面积最小;③与第二种情况类似,此种情况为考虑流量系数后,两个支路的汇水面积相同。此时,管道较长着管道埋深大,两个支路之间存在跌水。当任一支路出现堵塞或其它问题,而引起排水不畅时,另一支路的排水能力最强。
2.2 径流系数的选择和控制
雨水径流系数的确定直接影响着电厂抵御雨水安全的能力和其雨水设施造价。所以如何选择雨水径流系数,在雨水工程中起着关键的作用。
电厂径流系数的控制可从以下几方面考虑:
1)加强绿地系统建设,增强绿地调蓄功能,在厂区绿化设置时,应考虑绿化对雨水蓄渗的作用,近可能多的建设绿地系统,加强雨水蓄渗。
2)设渗透性路面,增强道路雨水渗透推广采用透水性路面,以减少地区雨水径流。
2.3 其它
通过雨水系统的优化设计,提高排水管道末端标高,当管道标高高于排放水体标高时,就有可能通过重力管道,直接将雨水排放,省去了雨水提升泵站,既节约了工程一次性投资,又降低了运行成本,还减少了构筑物占地面积,可谓一举多得。电厂主厂房屋面雨水通常采用内排水,即通过屋面雨水斗收集到的雨水通过管道最终排入室外检查井,这就为设计人员控制雨水排放提供了可能。将主厂房屋面雨水通过雨水管道分散的排入室外雨水排放系统,相当于将主厂房屋面汇水面积均匀的分布于雨水管道各处,从而降低系统洪峰流量,减小下游管径,节约工程造价。
三、雨水综合利用
火力发电厂电厂雨水,根据其收集方式不同,可分为屋面雨水和地面径流雨水。通常屋面雨水的水质较好,经简单处理后即可回收用于生产用水补充、煤场喷洒、浇洒绿地等。因此,针对不同电厂建(构)筑物的特点,在设计中考虑对主厂房、封闭煤场等大型建(构)筑物的屋面雨水进行收集利用,可以起到削减洪峰流量、减少管网规模、补充水资源的作用。
四、结束语
综上所述,笔者认为火力发电厂室外雨水排水系统可考虑从以下几方面优化:①优化管道布置,缩短管长度,提高雨水口的效率,结合工程特点确定管道埋深控制点;②加强绿地及透水性路面建设,降低径流系数③充分利用现有排水设施,实现“高水高排、低水低排”;④加强雨水综合利用。
参考文献
[1]赵容馨.谈雨水重现期和径流系数的选择[J]. 山西建筑,2012,38(31):143-144.
(作者单位:辽宁电力勘测设计院)