干旱区公路连续箱式水窖设计(2)

　　式中：W——设计保证率条件下，单用途雨水集蓄利用工程的年供水量（m3）
　　Si——第i种材料的集流面面积（m2）；
　　ki——第i种材料的年集流效率；
　　PP——频率等于设计保证率的年降水量（mm）；
　　n——集流面材料种类数
　　汇水面积由两部分组成：一部分为路面范围的汇水面积S1=10×l（单幅路面宽度10m），沥青路面年集流效率取k1=0.65，另外一部分为路基坡面的汇水面积S2=（3.9×1.5+1）×l（边坡高度为3.9m，边坡坡率1.5，边坡坡脚至边沟距离为1m），边坡坡面年集流效率取k2=0.08。（k1、k2年集流效率按雨水集蓄利用工程技术规范（GB/T 50596-2010）中5.3.1-2的规定取值）
　　S1·k1+S2·k2=7.05l
　　（4）蓄水工程容积按下式计算：
　　V=KW/（1-a）
　　式中：V——蓄水容积，m3
　　W——设计保证率条件下年供水量（m3），
　　a——蓄水工程蒸发、渗漏损失系数，按雨水集蓄利用工程技术规范（GB/T 50596-2010）可取0.05～0.1；
　　K——容积系数，按雨水集蓄利用工程技术规范（GB/T50596-2010）中表5.4.1的规定取值。
　　W=V·（1-a）/K=32×（1-0.05）/0.6=50m3（本项目设计容积V为32m3，a取0.05，K取0.6）
　　（5）根据公式S1·k1+S2·k2≥1000W/P90即7.05 l≥1000×50/141.68，得l≥50m。
　　可算得出干旱区降水量在300mm左右，路基宽度为26m的一级公路，应用连续箱式水窖每50m路基长度应设计的蓄水容积约为30m3，可根据所应用的路基长度，灵活布置适用容积的连续箱式水窖。
　　4 结构设计
　　本装置为由现浇钢筋混凝土制成的连续箱式水窖和两个沉砂池组成的长线型整体封闭式结构。其中连续箱式水窖是由多个箱室相互连接，形成一排多个箱室组成的一列连续式箱式水窖。在路基两侧的原设置路基排水沟的位置处铺垫一层窖底素土夯实层，在该窖底素土夯实层上铺设一层窖底碎石垫层，在该窖底碎石垫层上设置该列连续式箱式水窖和该沉砂池，位于该连续箱式水窖两端的箱室分别与沉砂池相连通，该两个沉砂池分别与路基排水沟相连通。其平面布置图、连续箱式水窖剖面图、沉砂池坡面图的设计型式如图1～图3所示。
　　5 应用情况及系统特点
　　宁夏省道304线盐池至红井段公路起点位于盐池县城，终点位于宁夏内蒙古省界，路线全长20.1公里，路基宽度26m，本装置布设于该路段EK0+190-EK0+270（路右）。
　　与常规水窖相比，本装置有如下优点：适用范围广，原则上降雨量小于600mm的地区公路都可以适用；把沥青路面用作集流场，收集天然降雨的效率高，水量大；与原公路排水设施衔接平顺，施工便利，清理维护容易；结构灵活，箱式水窖可以根据集雨量增加数量或者延长长度；结构坚固稳定，安全可靠，使用寿命于公路主体工程一致；集蓄的降雨可以用于公路路域生态修复工程用水，具有显著的经济效益和生态效益。
　　6 结语
　　在不新增占地前提下，连续箱式水窖可灵活应用在干旱区公路收集雨水用于绿化、植被恢复，可更大程度的利用宝贵的水资源，有利于降低养护成本，既带来短期的经济效益，又带来长期的生态效益。
　　参考文献：
　　[1]GB/T50596-2010.雨水集蓄利用工程技术规范.中国计划，2010.
　　[2]罗幸平，冯忠居.高等级公路生态排水设计[J].公路交通科技，30-31.
　　[3]谢兰芬.浅论雨水集蓄利用工程的规划设计与施工[J].四川水利，2010（4）：40-41.