渗透排放一体化雨水管道系统在雨水调蓄工程中的应用
王宏伟 彭志刚 高俊斌
（北京泰宁科创雨水利用技术股份有限公司， 北京102211）
北京市地方标准《雨水控制与利用工程设计规范》（DB 11/685-2013，以下简称“地标”）2014年2月1日正式颁布实施，规范中规定雨水入渗设施宜根据汇水面积、地形、土壤地质条件等因素选用透水铺装、浅沟、洼地、渗渠、渗透管沟、入渗井、入渗池、渗排一体化设施等形式或其组合。绿地内表层土壤入渗能力不足时，可增设人工渗透设施。
渗排一体化系统一般设置在绿地或道路绿化隔离带中，兼有雨水输送及雨水下渗的功能设施，雨水在渗排系统中的排出过程中有一部分下渗至地下，是一种生态的雨水排除设施。该系统作为场地内外排措施的渗排一体化系统、外排雨水管及溢流雨水管等，应满足场地内的外排水设计标准，高于外排水设计标准的雨水径流均应在场地内自行消纳。当渗排一体化系统代替排水管道使用时，其排水流量、水力坡度及下游管道高程关系等均应满足排水要求。
1渗排一体化系统的设置要求
（1）土壤渗透系数：宜大于1×10-6m/s。
（2）地下水位距离渗透面高差大于1.0 m。
（3）当入渗系统空隙容积计为调蓄设施时，应满足其入渗时间不大于12 h。
（4）渗透井（管）外径距建筑物基础边线不能小于3.0 m。
（5）渗透管不宜设在车行路面下，当横穿道路时，道路下和道路外延1.5 m处不应采用渗透管，可采用一般排水管。
（6）渗透检查井之间的管道敷设坡度宜采用0.01~0.02。
（7）渗透检查井的间距不应大于渗透管管径的150倍。
（8）当雨水入渗设施埋地设置时，需在其底部和侧壁包覆透水土工布，土工布单位面积质量宜为200～300 g/m2，其透水性能应大于所包覆渗透设施的最大渗水要求，并应满足保土性、透水性和防堵性的要求。
2北京地区渗透排放一体化系统设置条件
2.1渗排一体化管道系统土壤渗透系数
“地标”要求采用渗排一体化管道系统土壤渗透系数需大于1×10-6m/s。北京地区多为粘质粉土，其土壤渗透系数为1×10-6 ~6×10-6 m/s，土壤渗透性能良好，具有铺设渗排一体化管道系统的优越土壤条件。
2.2地下水位
北京是一个特大型缺水城市，地下水超采严重，截至2014年1月底，北京市平原区地下水平均埋深24.5 m，与上年同期相比，地下水位下降0.3 m，与超采前的1998年同期相比，地下水位下降12.83 m。
怀柔、平谷、昌平等地的应急水源地自2003年建成以来，从开采初期的地下水埋深10 m，下降到目前的40多米。整个北京市除局部河道附近地下水位较高以外，其他区域地下水位埋深较深，具备敷设渗排一体化管网的条件。
3渗排一体化系统的实施方案
结合具体项目所在区域的土壤土质以及地下水位高度，将原设计方案中具备条件的普通雨水排水系统改为雨水渗透排放一体化系统，即将布置在绿化带中距建筑结构基础大于5 m且管径为DN300的普通雨水排水管改设为渗透排水管，采用渗透检查井替换普通雨水检查井，其设置形式如图1a所示。本文选用1 000 m渗透排放一体化管网，来计算评估其在雨水调蓄中的作用。渗透排放一体化管网储水区域如图1b所示。
4渗排一体化系统储水量计算
4.1雨水渗透管渠储水量计算
DN300雨水渗透管渠断面如图2所示,雨水渗透排水管外级配砾石层的截面尺寸约为900 mm×900 mm，每米DN300渗透管道在一次降雨后可调蓄雨水量（降雨结束后渗透）：
Q管＝1×0.9×0.9×0.21＝0.17(m3)(其中0.21为渗透管道外围级配碎石的孔隙率)。
计算假定渗透管线长度为1 000 m，即一次降雨
渗透管可调蓄雨水量为：
Qs1＝1 000×0.17=170(m3)。
4.2雨水渗透井储水量计算
DN800型雨水渗透检查井剖面如图3所示,每座雨水渗透检查井不与渗透管道连接的一侧或者两侧设置级配砾石的厚度均为200 mm，设置级配砾石的高度高于下游出水管管顶100 mm，且低于渗透井井底100~150 mm，即连接管径为DN300的进出水管的渗透井外围级配砾石的高度约为1 000 mm。每座DN800的雨水渗透井整个级配砾石层的截面尺寸约为1 200 mm×1 000 mm，一次降雨后可调蓄雨水量（降雨结束后渗透）：
Q井＝（1.2×1.2-π0.42）×1.0×0.21+π0.42×1.0＝0.70(m3)(其中0.21为渗透管道外围级配碎石的孔隙率)。
计算假定渗透井间距为25m,则1 000 m渗透排水管间渗透井数量为40座，即一次降雨渗透井可调蓄雨水量为：
Qs2＝40×0.70=28.0(m3)。
经上述计算可得出,每1 000 m渗透排水管含管道间的渗透井储水总量
Qs＝Qs1+Qs2＝170.0+28.0=179.0(m3)。
5小结
雨水渗透排放是雨水间接利用的常用方式。雨水渗透排一体化系统可以在不降低雨水排水系统排水能力，尽量不影响排水系统排水路径的前提下，实现雨水在管网内的储存渗透，大大削减了区域内设置雨水调蓄水池的规模,同时有效实现补充地下水、提升地下水位、改善生态环境并增加排水区域安全系数的目的。通过雨水的渗透及储存，减少区域内雨水排出量和径流量，改善了周边生态环境。
