莒州市城市內澇問題分析和排水防澇規劃設計

高宗仁

（山東省城建設計院，濟南 250021）

莒州市近年來經常發生內澇問題，暴雨時部分地段積水較嚴重，造成了交通出行和人們的生產、生活受阻，影響了城市的正常運行。因此，有必要對城市排水防澇系統做出系統的研究和規劃，盡快解決目前面臨的問題，同時為城市的排水防澇工作提供科學指導。

1 內澇問題分析

2018年8月30日6：00至19：00莒州市降雨量達到了190mm，莒州市城區積水嚴重的路段有青島路莒國大飯店段、北壇路青島路至城陽路段、文心路老車站以西至山東路段等十幾處，如圖1。根據現狀問題對成因進行了詳細分析。

圖1 城區易積水點實景

1.1 氣候因素

全球氣候變化和城市局地氣候變化，導致城市極端天氣日益增多，降雨量強度增大，隨著莒州市城鎮化的發展，“熱島效應”改變了城市及周圍地區溫度場分布和次級環流，從而改變了降雨的時空分布。

1.2 河道、水系因素

莒州市城市化過程中溝、塘、河、渠被嚴重侵占，例如淤泥河東支流、中支流及劉家溝東、西支流等部分地段被填平或改變了過水斷面，有些地段溝渠斷面寬度尚可，但過路涵洞及橋梁或其他設施（供暖管道、給排水管道）占用河道出現卡脖現象，影響了汛期雨水的及時排放，使城市的排洪能力和雨洪調蓄能力大大降低。此外，中心城區內河多采用硬質駁岸，削弱了其防洪排澇功能，水生態功能較為弱化。

城區排澇河道標準普遍較低，導致排水能力受限。淤泥河設計排澇能力為20年一遇，但上游部分河段僅能達到5年一遇。城區其他主要的排水渠道孫家溝、劉家溝、莒州路水渠等排水能力均達不到5年一遇，毛家溝、濰坊路水渠、北壇路水渠等排水能力均達不到3年一遇。

1.3 雨水管道因素

1.3.1 雨水管道建設不完善

城區各片區雨水管網建設參差不齊，雨水管網系統建設不完善。尤其是沭東片區等新建城區，建設進程總體滯后。浮來山片區現狀無雨水管道。老城區雨水管道建設雖較完善，但部分老舊小區、巷子仍然為合流或雨污錯接等原因，進入雨季后，或雨水排泄、導流不暢，積水的情況不可避免。

根據莒州市中心城區的雨水管渠覆蓋程度進行統計和分析，老城區及城北開發區雨水管渠覆蓋率為86%，沭東片區雨水管渠覆蓋率為23%，城區仍有部分區域沒有鋪設雨水管網。

1.3.2 雨水管渠設計標準偏低

根據GB50014—2006《室外排水設計規范》，我國的排水系統的設計重現期一般地區為2—3年。

根據調查和現狀排水能力評估，莒州市中心城區65.36%的排水管道的設計暴雨重現期取值1年以內，21.90%的管道設計暴雨重現期取值1—2年。老城區的部分管道設計暴雨重現期不足0.5年。一旦降雨超標，路面就會產生積水，遇到大雨或暴雨勢必造成內澇。

1.3.3 部分城市管網老化、雨水口受限

老城區排水管網建設年代較早，敷設的合流管渠由于沒有統一規劃設計，部分管渠斷面、坡度不合理或管道過窄、堵塞，造成部分區域有積水、淤積現象。城區現狀雨水管道排水能力如表1。

表1 城區現狀雨水管道排水能力統計

由于莒州市中心城區部分區域小區、街坊、園區、企業內部雨水管網配套不全，小區、街坊內雨水多通過地面徑流排放至城市道路。而城市道路雨水口多數只考慮道路排水，未考慮道路以外區域大面積雨水匯入，造成雨水口排放不迭。

1.4 規劃、建設理念因素

1.4.1 城市豎向設計不合理

莒州市城市規劃中沒有注意城市用地分類和地表徑流的關系，在規劃綠地、廣場、停車場等用地時，很少考慮城市低影響開發的要求。一些道路豎向設計時，沒有考慮到全盤的排水需要，導致排水不暢。

1.4.2 不透水性地面增多，徑流系數增加

莒州市中心城區現狀地面基本采用混凝土或瀝青硬化，鋪成廣場、商業街、人行道、停車場及社會活動場地。根據對下墊面的分析，莒州市中心城區下墊面綜合徑流系數平均為0.70左右，不透水面積的增加，導致匯水面積上平均徑流系數增大，地面的滲水能力較差，相同降雨形成的徑流量增大，這也是導致莒州市中心城區近年來內澇的原因之一。

1.4.3 雨水調蓄設施偏少

莒州市現狀排水防澇過于依賴管網排放，忽視下滲和滯蓄缺乏雨水的調蓄設施，雨水調蓄設施建設較少。莒州市城區缺少有針對性的雨水資源化利用規劃，可持續排水系統理念未融入城市建設中，雨水蓄滯、下滲等措施缺乏，雨洪調蓄能力相對較差。

1.5 信息化建設水平因素

雖然莒州市建成了莒州市城區綜合管線信息管理系統，但是還沒有形成自控系統、數據采集、數據庫、網絡系統。現有信息系統不能發揮對排水防澇的監測、預警和調度管理等功能。

2 排水防澇規劃方案

2.1 采用合理的規劃設計標準

2.1.1 雨水徑流控制標準

結合城區下墊面解析成果，參考《海綿城市建設技術指南—低影響開發雨水系統構建》，確定老城區綜合徑流系數不超過0.65，一般地區徑流系數不超過0.60，新規劃區徑流系數不超過0.55。

2.1.2 雨水管渠及附屬設施規劃設計標準

設計重現期中心城區采用3年，非中心城區采用2年，重要地區采用5年。

2.1.3 城市內澇防治標準

中心城區內澇防治設計重現期為20年一遇。

2.2 實施多種措施相組合的排澇系統方案

遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，把雨水的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環使用和排水密切結合，統籌考慮內澇防治、徑流污染控制、雨水資源化利用和水生態修復等多個目標。

2.2.1 滲

規劃加大雨水促滲。增加新建城區透水性地面的比例，新建道路綠地優先采用下凹式綠地；新建停車場、廣場也都優先采用滲透式地面，比例不小于40%。

2.2.2 滯

規劃設置綠地滯留、植被緩沖帶和下凹式綠地等措施延緩雨水進入管道時間。在地勢較低的區域，通過植物、土壤和微生物系統蓄滲、凈化徑流雨水的生物滯留設施。

2.2.3 蓄

保護、恢復和改造城市建成區內河湖水域、濕地并加以利用，因地制宜建設雨水收集調蓄設施等。

2.2.4 凈

結合濱河綠地修建生態護岸，改造不透水的硬質鋪砌河道，并在滿足防洪和排水防澇安全的前提下，建設人工濕地。

2.2.5 用

加強雨水資源化利用和污水再生利用，主要用于道路澆灑、綠化景觀及其他低質用水等。

2.2.6 排

進行河道清淤，有條件的地區拓寬河道，開展城市河流湖泊整治；新建地區嚴格實施雨污分流管網建設，老舊城區加快雨污分流管網改造；高標準建設雨水管網，加大截流倍流；加快低洼積水點排水設施的提標改造等。

2.3 排水分區與雨水管道、水系規劃

2.3.1 排水分區

本工程服務范圍包括老城區及城北開發區、沭東片區和浮來山片區3個片區，結合每個片區內水系、路網、地形等條件，遵循就近分散原則，本次規劃將城區劃分為21個小排水分區，如圖2。

圖2 城區排水分區

2.3.2 雨水管渠規劃

采用最新的暴雨強度公式和合理的設計參數。當雨水管道直徑不大于DN1500時采用鋼筋混凝土管道，否則采用雨水明渠或暗渠。條件允許時盡量采用平篦式或聯合式雨水口。

2.3.3 河道、水系規劃

各內河防澇設計標準為：淤泥河、劉家溝、護城河按20年一遇設計，北壇路水渠、青年路水渠、淄博路水渠、毛家溝、孫家溝、民主溝按10年一遇設計，其余各排水溝渠按5年一遇設計。計算澇水量采用公路所公式和水利水電可研所推理公式兩種方法進行。

2.4 信息化建設和應急管理規劃

建設排水信息管理系統，分為4個組成部分，即數據采集系統、信息管理中心、通訊網絡系統和數據應用系統。強化防洪排澇應急管理，制定、修訂相關應急預案，明確預警等級、內涵及相應的處置程序和措施。

3 城區排澇典型設計

3.1 北壇路河道拓寬、改造

河道設計排水流量計算為19.38m3/s。設計起點為北壇路與莒州路交叉口東側，終點為淤泥河，總長度為1660m。包括水渠開挖、岸坡護砌、現有護岸改造、新建橋涵等。

（1）設計采用了階梯式生態框擋墻，該種擋墻的綠化率高，生態綠化效果相對較好，同時結構穩定可靠，如圖3。

圖3 河道效果圖和實景

（2）設計采用了新型預制裝配式橋涵，大幅壓縮現場作業時間短，由傳統工藝的幾月壓縮到一周左右。節能環保，主體結構整體在工廠預制，不會對現場環境造成污染，而且經過工廠化施工，能耗大幅降低。

3.2 積水點改造

對經常發生積水問題區域進行了緊急改造，如表2。

表2 城區緊急改造區域統計

通過一系列工程的實施，基本解決了相應路段的積水問題。

4 結語

（1）造成城市內澇的原因較為復雜，應詳細調研和系統分析，為排澇規劃方案提供依據。城區排水防澇體系，應充分體現海綿城市理念和排水防澇技術，遵循建設的時序性，達到城區排水防澇與城市建設協調發展的局面。

（2）排澇設計方案采用了當前較為先進的技術，其中北壇路水渠采用了階梯式生態框擋墻，莒州路、城陽路橋涵采用了裝配式橋梁，效果較好，均具有較好的推廣價值。