雨水管道沉积物累积对过流能力影响的模拟试验

摘要

我国大部分城市的雨水管道都存在沉积物累积现象,其一方面阻塞管道,降低过流能力,引发积水内涝,另一方面也是造成受纳水体冲击污染的主要原因之一。针对上述问题,通过实验室试验,研究了沉积物累积厚度、沉积物表面粗糙程度、管道坡度等因素对雨水管道过流能力的影响。结果表明:在坡度为2‰条件下,当管径为150 mm时,沉积物累积厚度从管道直径的20%增至70%,过流能力削减率从14.93%增至59.56%;根据水力学相似准则,当管径为2000 mm时,沉积物累积厚度从20%增至70%,过流能力削减率从44.78%增至73.75%。因此,过流能力削减率随沉积物累积厚度和管径的增加而增加。试验条件下,沉积物表面粗糙度变化对过流能力无显著影响,随粗糙度增加,过流能力削减率变化幅度的平均值为5.93个百分点;而坡度变化对过流能力的影响较为明显,试验条件下过流能力削减率变化幅度为12.30~28.83个百分点。研究结果可为城市雨水排水管道的优化设计、维护管理、监测评估提供依据。