城市排水防澇綜合規劃問題探討

陳思光趙智磊李乃回張 舒

城市排水防澇綜合規劃問題探討

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江蘇省徐州市是全國重要的交通樞紐城市之一，地處古淮河的支流沂、沭、泗諸水的下游，以黃河故道為分水嶺，形成北部的沂、沭、泗水系和南部的奎濉河水系。地形西北高，東南低，市區四面環山，中間低洼，形成了“市區盆地地形”。隨著城市排水工程建設的發展，傳統排水觀念受到了新興觀念的挑戰，因此在編制城市排水防澇綜合規劃時，應積極探索、借鑒國內外的先進經驗，融入新的科學理念，以保證排水防澇綜合規劃能夠真正實施并有效指導排水設施的建設。筆者結合徐州市城市排水（雨水）防澇綜合規劃的編制，就如何選擇各匯水片區排水體制、規劃排水線路的布局、解決道路及低洼地區積水等問題進行了探討。

一、城市排水能力及內澇風險評估

根據現狀地形和水系分布情況，對城市規劃范圍進行匯水區的合理劃分。徐州市可劃分為不牢河排水區、房亭河排水區、故黃河排水區、云龍湖排水區和奎河排水區。結合雨水排向，充分利用各排水流域內的自然地形，遵循高水高排、低水低排、自排機排相結合的原則，使雨水盡量按重力流方式，以最短距離就近排入水體。可對匯水區進行細分，徐州市共可劃分為37個子匯水區。參考城市道路豎向以及歷史內澇資料，對比城市現狀排水設施，對城市內澇成因進行分析，通過分析，可得出城市的內澇成因。徐州市內澇成因主要包含五個方面：城市的無序開發；排水管網設施欠賬嚴重；排水設施設計標準偏低；山水下泄；管理不健全。

通過對城市降雨規律、遭遇的分析及城市下墊面的解析，應用掌握的數據資料構建排澇模型，進而可對城市內澇風險進行評估。目前，城市內澇風險評估應用較多的方法包括歷史災情統計法、指標體系評估法和情景模擬評估法。三種方法各有優劣，歷史災情統計法要求有長時間序列的歷史災情數據資料，該方法評估結果為區域性風險，不能反映災害風險的空間差異；指標體系評估法中評估指標的選取受制于數據的可獲取性，可能出現“以點代面”的現象，不能完全反映災害風險空間分布特征；情景模擬法以現狀下墊面、場地豎向、降雨和現狀排水系統為基礎條件，并考慮外河水位對區內排水的影響，通過構建排水系統模型，分析和評估不同情景下排水系統的內澇狀況，是一種可視化、動態的內澇風險評估方法。

徐州市城市排水防澇綜合規劃采用情景模擬法對城市內澇風險進行評估，得出徐州市內澇高風險區主要分布在現狀各立交橋以及欣欣路長安路路口、學苑路上海路口、十里社區、七里溝地塊、206國道錢江路路口等。

二、規劃標準的選用

對于徐州市城市排水（雨水）防澇綜合規劃的規劃標準，主要包含雨水徑流總量控制標準、雨水管渠、泵站及附屬設施規劃設計標準、城市內澇防治標準等。根據《海綿城市建設技術指南—低影響開發雨水系統構建（試行）》對我國不同地區提出的年降雨總量控制率的要求，徐州市屬III區，其年徑流總量控制率α取值范圍為70%≤α≤85%。綜合考慮徐州市水環境質量現狀、城市下墊面現狀及規劃情況，并參考類似氣候區實施低影響開發建設的實踐經驗，確定年降雨總量控制率為75%，其中新建地區年徑流總量控制率為80%，城市舊改等改造建設區年徑流總量控制率為60%。按照《室外排水設計規范（GB50014 2014版）》的規定，徐州市雨水管渠設計重現期一般地區為3～5年，重要地區為5～10年，地下通道和下沉式廣場等易澇地區的雨水管渠設計重現期應為30年及以上。規劃徐州市內澇防治設計重現期為30年，即通過采取綜合措施，有效應對不低于30年一遇的暴雨。

城市排水防澇系統包括城市雨水管網、排澇泵站、排澇河道（城市內河）、湖泊、其他城市雨水調蓄設施等。城市排水防澇系統所排除的城市內部雨水最終的承泄水體是城市外河，因此城市防洪設計水位對城市排水防澇的設計具有直接影響，在討論城市排水防澇問題時，還須做好與城市防洪標準的銜接。

三、排水體制的選擇

現階段可供選擇的排水體制有合流制、截流式合流制、分流制三種。隨著分流制建設過程中各種問題的出現，因此也逐漸認識到分流制并不適合所有城市。做城市排水防澇綜合規劃應遵循保護水環境的原則，并充分考慮規劃實施的可行性，因地制宜地確定城市各排水分區的排水體制。徐州市城市排水防澇規劃對城市排水分區的排水體制進行了具體劃分：城市新建區、老城區的改造地區，按分流制設計并實施海綿城市建設，從源頭上控制初雨污染；老城區不具備改造條件的地段，可采用截流式合流制，應采取截流、調蓄、處理相結合的措施；近期不具備雨污分流條件，遠期具備條件的排水系統，在近期可通過截流、調蓄、處理相結合的措施，解決系統雨天溢流污染。

四、雨水系統規劃

城市雨水系統是影響城市排水功能的重要因素，尤其對于暴雨雨量集中的徐州市，道路積水及低洼地區排水困難是城市排水需解決的主要問題。造成徐州市雨季積水的原因主要有：城市山丘缺少攔山截水溝，雨水直接下泄；雨水管道系統不健全或斷面尺寸小；雨水設施設置不當，雨水口設置過少，導致收水不及時；低洼地區雨水管道系統淤積、河水頂托導致排水不暢；城市開發建設及其他工程施工中破壞了排水設施，使排水斷面減少，造成積水；下穿式立交泵站積水嚴重，除維護、管理、提升能力低等泵站自身原因外，泵站收水、出水系統不完善及立交無截流設施也是造成立交積水的重要因素。

針對上述問題，在編制徐州市城市排水（雨水）防澇綜合規劃時，著重解決了以下問題：①對市民反應強烈及對城市排水影響較大的地段，設置攔山截水溝截流山水，以減少城市下游排水系統的壓力。②選擇適當的排水標準，尤其是提高城市河道的除澇標準，以確保降水時，雨水排放不受河道水位的頂托。雨水設計標準選用3～5年一遇，重點地區5～10年一遇，丁萬河等城市主要排水河道的除澇標準提高到30年一遇。③選用適于城市發展的暴雨強度計算公式。由于城市面積擴大，徑流系數增大，原公式已不適于城市實際情況，經有關部門多年調研，調整徐州市暴雨強度公式為q=（16.007+11.481lgP）/（t+17.217）0.7069。利用該公式計算不同重現期暴雨強度與原公式計算結果對比，可以看出新暴雨強度公式的計算值比舊公式的計算值有了大幅度提高，最大提高30.47%。并且隨暴雨重現期的增加，提高幅度更加明顯，據此計算的雨水管徑比原公式計算的管徑明顯增大，達到了切實滿足雨水排放標準的目的。④分片區做好雨水系統規劃，結合自然地形特征、道路、河道圍合的區域劃分排水分區，每個分區形成完整的排水體系，按照就近入河的原則規劃雨水管道系統，計算雨水管徑。⑤理順低洼地區如三八河片區及奎河沿岸的排水系統，采取截流、擴大排水斷面、抬高地面標高、設置排水泵站等措施。⑥提高立交泵站的排水能力，同時對進、出水系統加以改造，使之與泵站的排水能力相匹配。采取截流措施，截流立交以外的雨水進入立交外圍雨水管道或河道，減少立交泵站的排水范圍。

五、結語

城市排澇設計確定排澇設施規模及布局、指導城市排澇設施建設，對城市排澇具有重要的意義。因此要對規劃范圍排水現狀充分調研并加以正確分析，進行內澇風險評估；系統考慮城市排水，合理確定片區排水線路，通過計算與模擬確定最優排水方案；充分結合海綿城市理念進行城市排水防澇規劃等工作對于城市排水防澇規劃的編制就顯得尤為重要。城市排水設施建設和管理對于城市防澇同樣重要，提高管理水平及應急反應能力，加強對排澇設施的維護，使排澇系統達到設計能力，才能保證城市安全良性發展■

（作者單位：1.徐州市水利建筑設計研究院 221000 2.徐州市防汛防旱搶險中心 221000）