城市雨水收集和排放相關問題分析

張鈺靚 徐 偉

(1.杭州市市區河道整治建設中心，浙江 杭州 310000； 2.杭州市環境監測中心站，浙江 杭州 310000)

城市雨水收集和排放相關問題分析

張鈺靚1徐 偉2

(1.杭州市市區河道整治建設中心，浙江 杭州 310000； 2.杭州市環境監測中心站，浙江 杭州 310000)

針對城市排水能力受限的現象，從雨水排水經歷的三個階段(收集、輸送、外排)展開了研究，分析了城市排水存在的問題，并提出了相應的解決措施，為同類問題的研究提供了參考依據。

雨水，收集，排放，管網

1 雨水收集

雨水口是雨水收集的重要設施，通常由進水箅、井身及支管等組成。道路，廣場、建筑物的屋面雨水經地表徑流首先匯入雨水口排入市政排水系統，最后進入收納水體，其泄水能力直接影響城市排水效果。短時強降雨天氣極易引起城市內澇，然而很多內澇事件并非由于超標重現期降雨時間造成的，而是在設計標準內產生的，這時候的道路積水多是由于雨水口排水不暢所致，而非雨水管道設計標準偏低。通常在道路設計和建設時，雨水口往往作為附屬工程常常被忽略其重要性，一帶而過或僅憑經驗沿道路間隔布置，隨意性較大。

通過在晴天和雨天對雨水口調研和查詢相關資料，雨水口的材質形式，過水斷面和布置點位與數量是影響雨水收集能力的重要因素。

1.1 材質和形式選擇

根據國家標準設計圖集《雨水口(055518)》中，雨水口篦子及井圈為球墨鑄鐵、灰口鑄鐵及鋼格板三種材質(見表1)，應優選球墨鑄鐵和鋼格板。

表1 不同材質和形式的雨水篦子過水面積表

大部分城市建設早期大都采用鑄鐵雨水篦子，過水面積較大，抗壓強度大，能經受重車碾壓，不易破碎。但隨著城市化進程，雨水篦子不斷失竊成了城市管理者的難題。因此部分城市改用混凝土篦子和新型復合材料篦子，確實解決了失竊的問題。但混凝土和新型復合材料抗壓強度不如鑄鐵，為了提高結構強度，必須大幅度減小過水面積，相同尺寸的篦子，復合材料的過水面積比鑄鐵縮小了一半多。在地表徑流不斷增加，短時強降雨的頻頻出現，復合材料篦子弊端不斷暴露。

1.2 雨水篦子布設點位及數量選擇

筆者居住的杭州市江干區某小區外道路在2013年多次遭遇積水，最深處超過20 cm。通過對此道路進行雨水篦子布設情況進行調查，該道路為雙向單車道，寬約12 m，混凝土路面，采用420 mm×240 mm雙篦，隔40 m布設一處雨水口，設路面徑流系數為0.9。

1.3 基于雨水收集能力的排水建議

針對上節的分析，認為可以從以下幾個方面進行整改和優化，提高雨水收集能力：

1)在易積水路段調整篦子材質和形式，如將復合材料的雨水篦子更換成高過水量的球墨鑄鐵篦子，增加過水斷面，提高收集能力；

2)根據匯水面積、產流、道路的形式，重新計算，調整雨水篦子布設數量和間距，適當縮短間距，加密篦子布設，在轉彎、低洼處增加設置；

3)調整雨水篦子的安裝高度，確保有足夠的收水斷面。

2 管網輸送

2.1 管網輸送路徑不合理

以前城市規模不大時，雨水可以直接通過地面散排、就地入滲或部分流入附近河道，隨著城市規模不斷擴大，建筑密度和徑流系數的增加，大部分雨水都要通過建設地下排水管網來進行排水。城市建設過程中的規模和功能的不斷調整，地下管線不斷遷改或超期服役使其傷痕累累，以及建設時序等問題，雨水經常無法就近排入周邊河道，而需要舍近求遠、近水遠排。

如杭州市城西銀泰城在“菲特”臺風期間，一層商場嚴重積水，高達80 cm。因銀泰城在設計之時，其南側的阮家橋河未進行整治建設，排水管道設計向北進入萍水街市政管網再排入遠處的石橋港，路線長，河道水位上漲時更降低了排水效率。

2.2 基于管網輸送能力的排水建議

地下管網建設是一個系統龐大的工程，一旦建成短時間內很難進行重構和提升，在現狀管網實際負荷不能滿足需求時，積水是必然的。在積水地區，需要重新對排水路徑進行評估和體檢，超過1 km的排水路徑，由于管道的流程較長，導致雨水的匯流時間較長，暴雨傾盆時無法及時排除雨水，應進行重新計算和評估，優化排水路徑。

杭州熱心市民在2014年提出的“快速排水通道”的概念(見圖1)。此法操作簡單、造價低、見效快。快速通道主要適用于靠近河道的道路、小區、廣場等構筑物，為其開辟快速排水通道，或當地下排水設施不能解決問題時雨水能進行快速泄洪。該理念去年在解決杭州西部天目山路排水問題時做了試點，天目山路南側為山體，北側緊鄰沿山河，暴雨天氣山洪泄到路面易造成積水，此次改造對局部綠化帶作架空處理，北側綠化帶增設一條低于道路路面、直通沿山河的園路，暴雨時路面雨水可直接沿著園路溢流排入沿山河。只要沿山河水位低于道路，就能順利排水。天目山路一共開辟了5條快速排水通道，使道路南側山水能迅速排至北側的沿山河。

3 雨水外排

3.1 高水位頂托

暴雨期間，下游骨干排澇河道水位上漲，再加上景觀河道整治多年，過多考慮河道美觀而忽視排澇壓力，將所有雨水排出口改建至常水位以下，淹沒出流使排水能力大幅度減弱，甚至發生倒灌現象。

杭州市規劃局曾對雨水管道的非自由出流做過測算，排水區域小于0.6 km2，排水路徑小于1 km的雨水管道，制約其排水能力的主要因素是下游水位的頂托，當下游水位高于雨水排出口1 m時，其排水能力將大大下降，致使設計排水能力低于設計重現期。

3.2 增加或利用城市可調蓄水體容量

通常我們通過建設排澇泵站來增加強排能力，而忽視了城市調蓄水體在城市防澇中的積極作用。利用城市水體調節暴雨時的峰值流量，可提高排澇片區的標準或可減小強排泵站規模。調蓄水體容量的大小直接決定下游排澇泵站規模。充分挖掘和保護城市天然調蓄設施能力，如水塘、濕地、湖泊、水庫和大型水面都能作為調蓄設施。如杭州1 928萬m3庫容的閑林水庫、1 430萬m3的西湖水域、總面積10.88 km2的西溪濕地，根據有關部門估算充分利用好這些調蓄水體容量能將杭州的防洪能力從5年一遇提高到20年一遇。

同時在過去的城市開發和建設項目時均未配置相應的儲水裝置，新增雨水直接接入本已負荷過度的管網。如果能出臺相應的規章來要求新建項目同時應自行配套儲水設施，減少對城市管網的壓力，在旱季還能回用雨水，補給資源。

[1] 王文遠.國內外城市排水系統的回顧與展望[J].水利水電科技進展，1997，17(17)：97.

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[6] 謝曉春.優化設計城市排水系統的四個途徑[J].廣東科技，2007(6)：3.

Analysis on related problems of urban rainwater collection and drainage

Zhang Yuliang1Xu Wei2

(1.HangzhouUrbanRiverImprovementandConstructionCenter,Hangzhou310000,China; 2.HangzhouEnvironmentalMonitoringCenterStation,Hangzhou310000,China)

In view of the phenomenon of limited urban drainage capacity, from rainwater drainage experienced three stages (collection, transferring, expatriation) launched the research, analyzed the existing problems in urban drainage, and put forward corresponding solutions, provided reference for the research on similar problems.

rainwater, collection, drainage, pipe

2015-03-28

張鈺靚(1982- )，女，工程師； 徐 偉(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)16-0123-03

TU991.114

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