城市排水防澇綜合規劃治理研究

黃敬梅

（北京市水資源調度中心，100038，北京）

城市排水防澇綜合規劃治理研究

黃敬梅

（北京市水資源調度中心，100038，北京）

隨著我國城鎮化進程加快，城市內澇災害頻發，嚴重威脅著人民的生命財產安全和城鎮安全，城市排水防澇綜合規劃治理已經成為人們關注的焦點。針對這一問題，闡述了目前城市排水防澇現狀及主要存在的問題，介紹了城市雨水徑流控制與資源化利用、城市排水管網系統規劃和城市防澇系統規劃等綜合規劃治理內容，并以某城市排水防澇規劃治理作為典型案例進行分析，對城市排水防澇規劃治理具有重要參考價值。

城鎮化；排水防澇；徑流污染；徑流控制；排水管網

由于工業化進程和人類社會活動的影響，我國在城鎮化快速發展進程當中，市區的排水和內澇問題日漸突出。城市洪澇災害事件多發，既嚴重影響著人民的生命財產安全，也威脅著城鎮安全。工程經驗和研究表明，城鎮的強降雨是形成洪澇災害的主要原因，加強城鎮的排水防洪已成為城鎮化建設過程中的重要課題。鑒于此，我國政府發布了多個有關城鎮化過程中排水防澇設施建設的指導意見，規定了城鎮排水防洪的重要工作內容和相關措施，加大了對城鎮化過程中的防洪設施建設投入，以期全面實現城市排水防澇的綜合規劃治理。

一、城市排水防澇現狀及問題分析

1.城區防洪排澇現狀

以北方某城市為例，分析城區防洪排澇現狀。該城區主要有4條二級河道，主要承擔北部山區山洪溝洪水和城區的雨污水排放。由于河道、水庫多為季節性行洪，常年大部分時間干枯無水，加之近幾年干旱少雨，群眾的防洪意識淡薄；河道兩岸、水庫周圍私搭亂建、亂倒垃圾、河道淤積嚴重，雜草叢生，致使現有河道泄洪能力降低，部分河段行洪標準不足5年一遇。同時城市市政管道為雨污合流，城區河道成了主要的排污河道，排放污水為Ⅴ類水質，尤其到夏季惡臭難聞，嚴重影響了兩岸人民的生產生活和城市環境。

北部山區的山體多為石質山體，土層厚度差異性較大，裸露巖石風化破碎，溝道內有散落碎石，支溝較短，主溝道內分布有小型村落。山區匯流面積大，植被覆蓋度較低，部分地段基巖裸露，入滲保水能力較低；下游溝道遇暴雨容易形成強大的侵蝕動力，又是淺山丘陵區，土壤松散，黏結力較差，抗蝕性和抗沖性較小，很容易形成土壤侵蝕；春季干旱多風，夏季降雨集中且多暴雨，溝道沖刷嚴重，道路徑流集中，疏導不力，流入農田造成農地土壤沖蝕。坡面散生林木較多，部分林木缺少必要的樹盤保護，涵水固土能力較差；流域村莊內存在垃圾隨意丟棄、建筑垃圾堆積河道等現象。

2.現狀問題分析

（1）主要問題

河道行洪能力較差是該城市內澇發生的主要原因。由于現有的行洪河道基本上為自然河道，缺乏有效治理，個別單位建設侵占河道，河道變窄、淤積，使河道行洪能力普遍偏低；由于城市道路建設，支流下游河道容易被路截斷，下游甚至無下泄河道。此外，城市雨水管網設計標準遠遠低于當下城市排水需求，城區雨水降至地面后不能有效排到河道內，也是城市內澇形成的原因之一。

（2）汛期易形成內澇的原因

汛期易形成內澇的主要原因包括：①城市排水管道小，容量有限；②人口集中，人均占有排水管道量不足；③排水管道淤泥堆積，排水不暢；④城市擴張，不透水面積增大；⑤面對突發降雨，應急能力不足；⑥很多立交橋和地道排水必須靠水泵抽到排水管里，雨量一大就出現倒灌情況，橋下易深度積水。

二、城市雨水徑流控制與資源化利用

1.徑流控制

徑流控制的技術措施一般分為源頭、中途和末端3個層面，貫穿雨水降落地面至排放水體的各個環節。源頭控制一般采取分散式、小型化的源頭控制措施，盡可能在場地內部進行徑流削減、水質控制、雨水滲透和利用，措施包括可滲透鋪裝、建設藍色/綠色屋頂。中途控制主要結合市政雨水管渠、道路及道路綠地系統，設置雨水口截污掛籃、雨水花園、植草溝、旋流沉沙等設施，對雨水進一步滯留、凈化，減少徑流總量和污染物的排放，措施有建設雨水花園、植草溝、下凹綠地以及雨水收集池。末端控制主要利用場地空間布置大規模、集中式的終端控制措施，來自雨水干管的雨水先排入前置塘、雨水濕地等設施內進行處理，使水質凈化后再排入河道，措施包括建設濱水緩沖帶、雨水塘、雨水濕地和人工浮島。

2.徑流污染控制

（1）徑流污染成因

地表徑流有相當程度的污染，尤其是初期雨水，特殊情況下會超過城市生活污水的濃度，其他一些污染指標也可達到較高的污染濃度。污染物質主要有大氣污染物沉降、汽車泄漏和尾氣排放、輪胎磨損、下墊面材料污染、動植物廢物（落葉、動物排泄物等）、殺蟲劑及融雪劑殘留、城市垃圾和土壤侵蝕。

（2）控制措施

地表徑流污染的主體為初期雨水，一般降雨初期6～8mm降雨量攜帶了60%～80%的污染物，按照雨水系統的設計雨水通過管道收集后就近排入河道。

設置初期雨水收集池將初期雨水收集起來，在雨水入河前截留初期雨水或者污染物濃度較高的初期溢流污水。待降雨結束后，再將儲存的雨污水通過污水管道輸送至污水處理廠，達到控制面源污染、保護水體水質的目的。

需要指出的是，對初期雨水污染的控制應以綜合整治為主。首先，應降低雨水的地面徑流污染，改善地區綜合環境質量，加強地面道路的清掃，禁止垃圾進入雨水管道；其次，在雨水進水口設置防止垃圾進入的裝置，加深雨水進水口的沉沙深度；第三，加強管道的清通和養護，防止初期雨水管道沉積的泥沙沖入水體。

3.雨水資源化利用

進行雨水收集利用系統化建設是資源化利用的重要舉措。雨水的利用不僅僅是利用雨水資源和節約用水，還包括減緩城市雨水洪澇和地下水水位的下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態環境等，具有更為廣泛的意義。雨水收集利用系統大致分為收集、棄流、處理、回用4個階段。收集階段是利用場地地勢，合理安排管路，收集地面或者地下滲流的雨水；棄流階段分為自然棄流、自動棄流、閥門分流等，將污染較為嚴重的初期雨水棄流排除；雨水處理環節針對不同的水質，采用不同處理工藝，實現水質的更高要求；回用階段是設置加壓設備和專用管路，用來輸送沖洗便器、沖洗道路廣場、綠地澆灑、水景補水的回用水。

三、城市排水管網系統規劃

1.排水體制

城市排水體制的選擇是城市排水系統規劃的首要問題，直接關系到雨、污水系統的設計、施工、維護和管理，對城市規劃和環境保護影響深遠，同時也影響排水工程的初期投資、總投資和運行管理費用。根據城市總體規劃要求，排水（雨水）防澇規劃的污水體制確定為：實現雨污水完全分流制。

2.排水分區

根據道路網布局、規劃河道密度、鐵路走向、暴雨時地面和河道水位的可利用高差，將地塊進行合理分區，根據雨水管道的匯水范圍、雨水排出口的位置，同時結合規劃的河道、閘門設置等情況，對主城區河道的排水子分區進行劃分，務求在設計洪澇水位和設計暴雨重現期時地面不積水。

3.排水管渠

結合城市地形水系和已有管網情況，充分考慮與城市防洪設施和內澇防治設施的銜接，對城區雨水管渠進行合理布局，以確保排水通暢。

四、城市防澇系統規劃

1.平面與豎向控制

（1）防澇系統平面布局

系統規劃應遵循城市現狀水文條件，對現狀城區內河道水系進行重點規劃，確保其設計過水能力滿足行洪要求。在此基礎上對城內雨水分區及雨水管網進行規劃，雨水管道就近排入河道，雨水系統按排入河道的不同進行分區。

（2）城市豎向控制

根據城市已建成范圍內地勢北高南低，坡度由北至南逐漸放緩，而且其區域內多條河流由北至南貫穿城區，河道縱坡趨勢亦為由北至南逐漸放緩。由其獨特的地勢以及歷年大強度暴雨發生時的內澇情況，可以看出該城區地形特點有利于城區泄洪排澇。此前發生的內澇現象大都是由于下游河道過水能力不夠，以及北部山洪引入城市雨水管道，導致負荷過大造成的。因此，為了減少內澇災害發生，可加強城區雨水設施建設，增強調蓄功能，從而減少對道路豎向調整帶來的巨大經濟成本。

2.城市內河水系綜合治理

河道規劃。根據治理標準，參考規劃依據，進行總體布局規劃，使其能夠滿足行洪排澇等功能的要求。另外，結合城市實際情況，進行山洪水計算和城區澇水計算，合理分析設計洪水計算成果，比較設計成果在城市是否協調合理。

河道上游山洪溝規劃。進行坡耕地治理工程建設，增加下滲，達到蓄水保土的目的；溝道治理工程建設，提高防洪標準，對淤積溝道進行清理，保證行洪空間。

通過設置封禁標牌與護欄，提醒人們保護生態環境，防止人畜誤入封禁區域，對林木造成損壞；建設沙棘植物壩，抑制土壤侵蝕和水土流失，利用沙棘的生物特性，模擬攔沙蓄水的水庫大壩，在小流域溝道中按一定的行距、株距和種植方式，在垂直于水流方向種植能夠透水的沙棘植物體；通過為坡面散生林木修建樹盤，可有效攔蓄坡面匯流，降低坡面徑流對溝道的沖刷，增大下滲率，降低地表徑流量，在洪水來臨時能起到一定的蓄滯作用。

3.城市防澇設施布局

進行城市防澇設施布局，主要包括：建設城市澇水行泄通道，滿足城市雨水排水需求；以洪水不入城市雨水管網為原則，緩解城市河道的排水壓力；建設城市雨水調蓄設施，特別是集雨水調蓄、防洪、城市景觀、休閑娛樂等于一體的多功能調蓄池。

4.城市防洪設施的銜接

防洪系統作用旨在抵御和疏導城市外部（上游）的客水，而排水、防澇系統是為了防治和排除城市內部的降水。在城市排水防澇體系內，需統籌防洪水位和雨水排放口標高，保障在最不利條件下不出現頂托，確保城市排水通暢。排水系統與防洪系統是否合理銜接，是城市排水防澇系統規劃的關鍵。

五、典型案例

遼寧省沈陽市面積1.3萬km2，2012年年末全市人口達724萬人。沈陽市水資源豐富，主要河流有遼河、渾河、秀水河等。2004年完成了《沈陽市城市水系環境綜合規劃》，規劃堅持“城市水系建設要堅持以人為本、生態優先，要充分考慮到水資源的承受能力和水質的凈化問題，要實現城市水系防洪排澇的安全性和景觀化的統一”原則，依托自然山水，以渾河水系為軸，建設內外兩道環城水系、四處各具特色的水網地區和九處大型湖面，形成“一軸、兩環、四城、九湖”的格局。從此，沈陽市改變了缺水少綠的格局，城市水系與綠化建設融為一體，加強了水系循環，提高了自然災害的抵抗能力，改善了城市生態環境，見圖1。

圖1　沈陽市水系與綠化建設圖

六、結論

①我國城鎮化過程中存在諸多問題，特別是內澇災害治理方面，需通過研究、規劃和設計，提出合理的治理方案，減少城市內澇的頻繁發生，保護群眾生命財產安全。

②城市內澇的主要原因是河道行洪能力較差。現有的行洪河道基本上為自然河道，缺乏有效治理，河道被侵占現象時有發生，行洪能力普遍偏低，嚴重影響著城市的排水防澇。

③對于城市內澇的現狀，建議進行城區排水防澇綜合規劃治理研究，主要包括城市雨水徑流控制與資源化利用、城市排水管網系統規劃、城市防澇系統規劃等，全方位綜合治理。■

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責任編輯張瑜洪

Research on comprehensiveplanning and governanceof city drainageand waterlogging prevention

Huang Jingmei

As the urbanization process is accelerating in China，urban inland waterlogging disasters take place frequently，threatening the security of people’s life，property and their cities and towns seriously.The comprehensive planning and governance of city drainage and waterlogging prevention have already become the focus of our concerns. To this regard，the article clarifies the current situations and main problems of city drainage and waterlogging prevention，introduces the contents of comprehensive planning and governance，including urban rainfall runoff control and resource utilization，planning of city drainage pipeline systems and planning of city waterlogging prevention systems.In addition，taking the planning and governance of city drainage and waterlogging prevention in one city as a typical case，it alsomakes related analysis，which is of significant reference value for the planning and governance of city drainage and waterlogging prevention.

urbanization；drainage and waterlogging prevention；runoff pollution；runoff control；drainage pipeline

TV212.5+3

B

1000-1123（2016）15-0022-03

2016-06-02

黃敬梅，工程師。