淺析城市排水設(shè)計(jì)合理性

許鐵強(qiáng)++胡耀+馬春雨+許云海

【摘 要】柯橋位于浙江中北部地區(qū)，雨量充沛，轄區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布。城市排水與城市發(fā)展息息相關(guān)，因此排水系統(tǒng)的合理性設(shè)計(jì)尤為重要。從宏觀、中觀和微觀三方面出發(fā)，結(jié)合柯橋區(qū)實(shí)際，對(duì)城市排水設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行了分析，并給出了可操作的實(shí)施意見。

【關(guān)鍵詞】柯橋區(qū)；排水；合理性；水資源；河道；下沉式廣場(chǎng)

一 、引言

紹興市柯橋區(qū)位于浙江省中北部，紹興市北部，會(huì)稽山北麓，地處長(zhǎng)江三角洲南翼。柯橋區(qū)位于浙江中北部地區(qū)，北部地處紹虞平原，南部緊靠會(huì)稽山脈。氣候溫和，四季分明，雨量充沛，降水時(shí)間分布季節(jié)性明顯。屬于東亞季風(fēng)區(qū)，季風(fēng)氣候顯著。年平均降雨量1469.8mm，最多年雨量為1806.2mm，出現(xiàn)在1975年；最少年雨量為911mm，出現(xiàn)在1967年。汛期主要集中在5月到10月。年平均雨日為158.6天，年最多雨日達(dá)227天；年最少雨日為134天。

防洪排澇河道整治一期工程是以防洪、排澇為主，結(jié)合改善水環(huán)境等功能的綜合性水利工程，2009年被省發(fā)改委列入省重點(diǎn)建設(shè)工程A類項(xiàng)目。截止2014年底，柯橋區(qū)已建成濱海閘樞紐工程和姚家埠至濱海排澇閘17.6公里河道治理工程，完成總投資約4.5億元。2015年以來(lái)，柯橋區(qū)水利水電局一面增強(qiáng)施工力量、優(yōu)化施工組織，一面與相關(guān)鎮(zhèn)街緊密配合加大政策處理力度，深入村居及時(shí)協(xié)商解決問(wèn)題，進(jìn)一步加快推進(jìn)防洪排澇河道整治一期工程，取得了明顯成效。

工程建成后，將基本形成紹興平原排澇快速通道，使河道防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50年一遇，治澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20年一遇最大24小時(shí)暴雨不受淹，切實(shí)增強(qiáng)紹興平原的整體防洪排澇能力，優(yōu)化水生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)柯橋區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

二 、城市排水系統(tǒng)

城市排水系統(tǒng)是一項(xiàng)不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)城市的正常運(yùn)行起到了重要的作用。城市排水系統(tǒng)與給水密不可分，共同組成了現(xiàn)代城市的水循環(huán)系統(tǒng)。城市排水系統(tǒng)的合理與否直接關(guān)系到了城市的全局發(fā)展，而城市排水工程是處理城市污染、城市排澇和防洪等的骨干工程。排水系統(tǒng)包括道路排水管網(wǎng)、泵站、具有調(diào)水蓄水功能的湖塘、河道以及污水處理廠等相關(guān)設(shè)施。

城市排水系統(tǒng)作為城市的使用設(shè)施，受到了氣象、地表水位差、電力中斷和排水系統(tǒng)規(guī)劃等因素的影響。在南方一些城市中，城市排水設(shè)計(jì)過(guò)程中存在很大的不足，如城市河道設(shè)計(jì)過(guò)于拘謹(jǐn)，城市治水不合理，治水機(jī)制缺乏合理性。給水缺乏節(jié)水系統(tǒng)的控制，造成水資源的浪費(fèi)。在排水過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于污水造成周邊土地和環(huán)境的破壞，影響城市的可持續(xù)發(fā)展。

如今，我國(guó)很多城市一逢暴雨就“看?！钡那闆r經(jīng)常出現(xiàn)，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生就是由于在規(guī)劃初期未能對(duì)城市排水充分考慮。通常，在進(jìn)行排水系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)要考慮排水分區(qū)、排水管網(wǎng)設(shè)置、可持續(xù)、與周邊區(qū)域結(jié)合和加強(qiáng)管理體制等幾方面。

三、 排水系統(tǒng)新理念

2012年4月，在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中，“海綿城市”概念首次提出；2013年12月12日，習(xí)近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議》的講話中強(qiáng)調(diào)：“提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái)，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。而《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》以及仇保興發(fā)表的《海綿城市（LID）的內(nèi)涵、途徑與展望》則對(duì)“海綿城市”的概念給出了明確的定義，即城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

國(guó)務(wù)院辦公廳出臺(tái)“關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見”指出，采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施，到2020年將80%的降雨就地消納和利用。建設(shè)海綿城市，首先要扭轉(zhuǎn)觀念。傳統(tǒng)城市建設(shè)模式，處處是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”設(shè)施來(lái)排水，以“快速排除”和“末端集中”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，往往造成逢雨必澇，旱澇急轉(zhuǎn)。根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，城市建設(shè)將強(qiáng)調(diào)優(yōu)先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來(lái)組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。

海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。建設(shè)“海綿城市”并不是推倒重來(lái)，取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是對(duì)傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的一種“減負(fù)”和補(bǔ)充，最大程度地發(fā)揮城市本身的作用。在海綿城市建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復(fù)雜性和長(zhǎng)期性。

作為城市發(fā)展理念和建設(shè)方式轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志，我國(guó)海綿城市建設(shè)“時(shí)間表”已經(jīng)明確且“只能往前，不可能往后”。全國(guó)已有130多個(gè)城市制定了海綿城市建設(shè)方案。確定的目標(biāo)核心是通過(guò)海綿城市建設(shè)，使80%的降雨就地消納和利用。圍繞這一目標(biāo)確定的時(shí)間表是到2020年，20%的城市建成區(qū)達(dá)到這個(gè)要求。如果一個(gè)城市建成區(qū)有100平方公里的話，至少有20平方公里在2020年要達(dá)到這個(gè)要求。到2030年，80%的城市建成區(qū)要達(dá)到這個(gè)要求。

四 、設(shè)計(jì)合理性——以紹興市柯橋區(qū)為例

2015年，柯橋區(qū)實(shí)現(xiàn)全部工業(yè)總產(chǎn)值3971.83億元，其中規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值3478.32億元，增長(zhǎng)2.5 %。全部工業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入3880.30億元，其中規(guī)模以上工業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入3386.79億元，增長(zhǎng)2.9%。

實(shí)現(xiàn)規(guī)模以上戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值939.95億元，占比為27.0%。大紡織業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值2263.76億元，增長(zhǎng)5.4%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)120.75億元，增長(zhǎng)16.9%。非紡業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1214.56億元，下降2.4%；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)69.90億元，下降12.6%。新產(chǎn)品產(chǎn)值1139.35億元，增長(zhǎng)25.8 %，占規(guī)上工業(yè)產(chǎn)值32.8%；規(guī)上高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值277.76億元，增長(zhǎng)4.0%，占規(guī)上工業(yè)產(chǎn)值8.0%。

結(jié)合柯橋區(qū)域經(jīng)濟(jì)特殊性，以合理運(yùn)用城市水資源，達(dá)成現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，需要從三個(gè)不同角度去設(shè)計(jì)，在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)充分考慮紡織產(chǎn)業(yè)的分布。

1. 宏觀層面。

從宏觀角度分析得出排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題，相鄰城市、相鄰地域已不是規(guī)劃區(qū)內(nèi)的問(wèn)題。一方面，給水安排需要圍繞水源及節(jié)能、合理供水及保證溯源平衡為基礎(chǔ)；另一方面，排水系統(tǒng)需要以防洪排澇及控制污染為目的。

（1）防洪排澇

防洪排澇可分為兩部分，即防外洪及排內(nèi)洪，外洪重在防，內(nèi)洪重在排?？紤]源頭不同的水，也通常用不同的解決方案。城市的水一般是雨水降落產(chǎn)生，所影響范圍不會(huì)太大。

瓜渚湖位于柯橋中國(guó)輕紡城東北，南闊北狹，南北長(zhǎng)2公里，東西長(zhǎng)約1公里，水面面積1.5平方公里，為紹興平原第三大湖。瓜渚湖與大小坂湖是柯橋海綿城市的重要組成部分。柯橋河網(wǎng)密布，將河湖連通不僅將改善了周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，也為工業(yè)及農(nóng)業(yè)發(fā)展提供豐富的水源保證，對(duì)柯橋經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和水生態(tài)文明建設(shè)起到重要和不可替代的作用。從當(dāng)前和未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及生態(tài)恢復(fù)等方面的需求來(lái)看，實(shí)施河湖連通工程意義深遠(yuǎn)，效益重大。

（2）水資源平衡

合理供水及保證水資源平衡可在一定程度上解決水資源短缺及分布不均的情況。在規(guī)劃城市建設(shè)時(shí)，必須考慮水資源供需是否平衡。合理供水可改善水質(zhì)，節(jié)約資源，推動(dòng)供水行業(yè)發(fā)展。

（3）污水處理

污水集中處理，水質(zhì)水量穩(wěn)定，但建管道總費(fèi)用高，設(shè)備龐大，耗能大，技術(shù)和管理水平要求高。污水分散處理優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)共存，如何將污水集中處理和分散處理相結(jié)合，二者取長(zhǎng)補(bǔ)短顯得尤為重要。

2. 中觀層面。

本層面有承上啟下的作用，其重心主要在于城鎮(zhèn)及片區(qū)的給排水系統(tǒng)（包含并不限于中心城區(qū)的給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)和污水處理廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)）。

（1）給水系統(tǒng)

在大多數(shù)居民及單位使用了變頻裝置，尤其是廣泛適應(yīng)了城市給水管網(wǎng)智能化供水設(shè)備的前提下，供水的日變化系數(shù)增大以及高峰用水量的增加導(dǎo)致水廠的供水工程加大，這是中觀最值得注意的問(wèn)題。

（2）雨水系統(tǒng)

雨水系統(tǒng)、防洪排澇和城市豎向規(guī)劃三者相輔相成，市區(qū)內(nèi)河通常采用五年一遇水滿不外流的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，洪峰相遇的概率很高，而排水管道的出流往往也是高壓性的。因此，雨水系統(tǒng)需要定期校對(duì)壓力流，并且及時(shí)調(diào)整豎向標(biāo)高，防止溢水情況的發(fā)生。

（3）污水系統(tǒng)

柯橋老城區(qū)與新城區(qū)并存，在老城區(qū)應(yīng)采用分流制，而在新城區(qū)宜選用合流制。根據(jù)污水處理廠廠外管網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)表明，分流制需要在化糞池口開口，并選用具有專業(yè)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)實(shí)施監(jiān)督及施工?？聵?qū)儆谥行〕鞘?，因此也?yīng)考慮在進(jìn)河流前設(shè)置截流干管，使早期雨水和污水通過(guò)截流干管都進(jìn)入水處理廠，節(jié)省投資。另外，污水也可經(jīng)過(guò)中水回用等處理，投入景觀設(shè)施，或者運(yùn)用物理及化學(xué)方法，改善水質(zhì)后再使其流入內(nèi)河。

3. 微觀層面。

要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必須進(jìn)行創(chuàng)新，運(yùn)用創(chuàng)新思維及技術(shù)去解決問(wèn)題。城市排水規(guī)劃環(huán)環(huán)相扣。在微觀層面，重?fù)?dān)就要落到每一個(gè)工廠、每一個(gè)居民區(qū)和每一個(gè)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。

重度耗能低量負(fù)荷的這種低形式是不符合中國(guó)現(xiàn)代國(guó)情的，而延時(shí)曝氣的方案也會(huì)適時(shí)淘汰。而移動(dòng)床、流化床、A/O工藝法均可為中國(guó)當(dāng)下的發(fā)展方向。污水管道最常用材料是塑料復(fù)合管材，PE管質(zhì)量好，PVC-U管使用廣泛，具有較高的抗沖擊性能和耐化學(xué)性能，PVC管通常用于排污管道。在施工時(shí)要分層夯實(shí)，盡量保證管道的回填質(zhì)量，防止管道因回填質(zhì)量的問(wèn)題而變形超標(biāo)。雨水屬于水循環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，若對(duì)其合理攔蓄和利用，將可以節(jié)省資金，促進(jìn)生態(tài)發(fā)展。

（1）疏河道?！吧钐詾?，低作堰”，這是久經(jīng)歷史檢驗(yàn)的治水良策。疏拓作為柯北直排錢塘江骨干河道的濱海大河，充分利用錢塘江潮位低、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的排澇優(yōu)勢(shì)，暢通北排通道，有效降低柯橋地區(qū)水系水位。結(jié)合清水工程和河道總體規(guī)劃，疏浚拓寬柯橋所有骨干河道，如瓜渚湖、直江、東小江，整治河道上的違章建筑物和構(gòu)筑物，經(jīng)科學(xué)預(yù)測(cè)，此項(xiàng)措施可在暴雨期間降低城區(qū)水位12厘米，降低柯北水位10厘米。

（2）建設(shè)城市下沉式廣場(chǎng)，起到分流雨水的作用。

（3）控制綠化標(biāo)高，顛覆原先的綠化種植設(shè)計(jì)思路，從高于路面到低于路面，至少綠化地面與路面齊平，最好能低于周邊地面標(biāo)高5至25厘米，形成下凹式綠地，使綠地上的自然降水能滲入地下，減少路面徑流。四是科學(xué)制定雨水徑流控制標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大可滲水地面面積。通過(guò)這些措施，既增強(qiáng)了城市排水防澇能力，又提高了城市的親水性、透水性，對(duì)于減輕管網(wǎng)排水防澇壓力也大有裨益。

五 、結(jié)語(yǔ)

在五水共治的大背景下，柯橋區(qū)堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，貫徹節(jié)能環(huán)保理念，加大雨水公園、植草溝、雨水調(diào)蓄池、下凹式綠地和可滲透停車場(chǎng)建設(shè)，分類別，科學(xué)定標(biāo)準(zhǔn)；治點(diǎn)線，注重抓管理；強(qiáng)預(yù)測(cè)，提前降水位；調(diào)蓄洪，多舉措并重，在城市排水方面取得了顯著成效。

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