城市排水設施改造及排水防澇能力提升研究
——以鄭州市為例

鄭繼紅 劉興讓

（鄭州市市政工程管理處，河南 鄭州 450053）

0 引言

城市排水設施是城市極為重要的市政設施，是城市防洪排澇的必要設施。排水設施完善程度決定著城市排水、防洪排澇的工作效能。鄭州市作為新興特大城市，近年來發展速度很快，如何提標改造城市排水設施和健全完善防汛排澇應急機制體制，解決城市內澇，應對極端天氣，確保城市安全與發展，成為迫在眉睫的頭等大事。

1 城市排水設施和防汛排澇應急工作機制存在的問題

1.1 排水設施方面

城市排水設施是城市防洪排澇工作的根本，排水設施功能是否正常，設施總量是否滿足需要，排放標準是否達標，建設理念是否正確，管養質量是否符合標準，資金投入是否充足等因素，對城市排水起著關鍵作用。目前，城市排水設施存在如下突出問題。

1.1.1 排水管網總量不足、建設標準低，城市排水能力不足［1-2］。鄭州市城區面積762.41 km2，城區人口416.64萬人［3］，雨水管網設施總量約2 800 km，與建成區面積相當的城市相差超過一半；在役排水管網達到1年一遇標準的約1 200 km，占總量的43%，達到1～5年一遇標準的管網約580 km，占總量的20%，達到5年一遇標準的管網約1 100 km，占總量的37%。按同類型城市排水標準要求，滿足標準的管網僅占總量的1/3。

1.1.2 城市主要泄洪河（渠）道數量少、行洪標準低和因管養問題出現河道淤堵、占壓、破壞等現象，泄洪能力不足［1-2］。達到50～100年一遇標準的河道1條，達到50年一遇標準的河道5條，50年一遇標準以下河道有3條，按最新河道規劃100年一遇標準，沒有一條能完全達標。且以上河道因管理問題，出現局部河段淤堵、占壓、破壞現象，造成河道泄洪能力下降。

1.1.3 城市泵站重現期設計標準高低不同，泵站供電可靠性低，部分泵站設施缺陷明顯，排水能力不足［1-2］。鄭州市市管下穿鐵路雨水立交泵站共31座，建設時間跨度較大，設計標準不同。據統計，最早的泵站建于20世紀70年代末，設計標準最低的泵站重現期僅有5年一遇。期間雖也進行多次提升改造，但部分泵站仍存在標準低、設施缺陷明顯的情況。按照新的泵站設計標準50年一遇要求進行復核計算，達到現行50年一遇標準的泵站6座，占比僅為19%，剩余25座泵站能力均不達標。泵站達到二級負荷等級雙回路供電以上要求的泵站8座，占比僅為25%，剩余的23座泵站為單回路市電供電或單回路市電加發電機供電，泵站電源可靠性低。市管隧道、涵洞配套泵站，由于建設理念問題，大部分都建于隧道、涵洞內部，位于地勢低洼地帶，遇到極端天氣超量降雨，極易被淹沒，導致泵站停運。

1.1.4 應對極端天氣超標降雨能力不足，存在城市應急搶險設備不足，種類不全，與之匹配的應急配套設施不健全等問題。

1.1.5 未進行城市排水設施全面普查，未建立設施信息庫，設施管養理念、手段落后，設施管養計劃缺乏周期性、科學性。

1.2 應急防汛排澇工作機制方面

第一，城市排水設施管理的相關規定和條例的制定沒有緊密結合城市特點，管網的規劃、建設、管理、養護等明顯落后于發達城市，阻礙了城市的發展。第二，城市排水設施管轄涉及多個部門且分散，設施狀況參差不齊，未形成系統、總體管理理念，且缺乏統一性、集中性，系統治理、聯合調度難度大。第三，城市防汛工作缺失高端專業人才，缺乏入汛前的總體汛情預判工作機制和長期存在的積水點系統研究解決工作機制。第四，排水設施監管機制不健全，監管力量不足，雨、污分流監管制度執行不徹底，存在雨污合流現象。第五，應對特大暴雨和極端天氣預警機制和集中統一指揮調度制度不健全。第六，亟須建立和完善特大暴雨和極端天氣事件帶來的災后搶險搶修、災后復建工作的認定、資金撥付等快速高效的工作機制等。

2 城市排水設施優化改造方案及建議

2.1 排水設施方面

2.1.1 城市雨污水管網設施。由于城市發展迅速，管網建設持續延伸，老舊管網錯綜復雜、信息不全，所以對城市排水管網進行排查與檢測并建立周期性排查檢測制度，建立管網數據庫，是有效保障城市排水防澇的基本措施。近年來，隨著科技的發展，先進的管網檢測設備如潛望鏡、CCTV管道檢測儀等裝置的使用，解決了管網設施的檢測問題，但受限于檢測費用高、管網設施量巨大、管網設施的現場條件制約、檢測出設施病害多、整改資金巨大等因素，管網設施并未得到全面的檢測和維護。由于城市雨污水管網設施多埋于地下，所以管網建設投入資金量遠少于其他市政設施投入資金。長期以來，城市建設重地上、輕地下，管網建設跟不上城市發展的速度，對已投入使用的管網管養工作不夠重視，部分設施還存在老化、淤堵嚴重的現象，雨污水管網設施得不到系統、全面的養護，造成管網設施過水能力嚴重下降［4］。

針對上述問題建議如下。第一，加強管網排查，以此指導管理與養護工作的正常、規范化開展。通過定期的排查與監測及時跟蹤排水設施信息，掌握管網現狀，制定合理的養護周期及養護計劃，指導管理工作的開展。第二，加大管網設施養護經費投入，購置先進的檢測儀器和養護作業設備，建立完善的定期和長期管網疏挖和更新改造工作機制，確保設施排水能力正常。第三，新建道路項目實施時，提高新建項目排水管網設施設計標準；改建、擴建道路項目實施時，原管網設施應同步提升標準，翻新改造，確保管網設施排水標準持續提高和排水能力持續提升［5］。

2.1.2 城市泄洪河（渠）道設施。城區的主要泄洪河（渠）道有河、渠、明溝、暗涵等排水設施，這些設施的排水能力和標準是城市防洪排澇工作的關鍵。

針對上述問題建議如下。第一，加大經費投入，建立完善的定期和長期河道疏挖清淤工作機制，確保河（渠）道等排水泄洪通暢。第二，結合城市排水體系現狀，科學評估排水標準和排水能力，加大資金投入，科學規劃、制定河（渠）道、明溝、暗涵等排水設施改造提升方案，分期分批實施，逐步完成提標改造工作。第三，全面健全完善河（渠）道信息化監控系統建設，持續提升統一、集中調度指揮能力。第四，在主要泄洪河（渠）道末端建設大型樞紐雨水泵站，提升河道泄洪能力，加快泄洪速度［5］。

2.1.3 城市泵站設施。目前，城市泵站在經歷特大暴雨后，設施受損嚴重，暴露出很多問題和不足，比如建設標準低、單電源供電、備用發電機設備老化、泵站抬升、信息化系統功能不完善等問題，亟須推進實施泵站設施災后重建、功能完善、提標改造等工作。

①對于建設標準低，排水能力不足的泵站，泵站建設年代不同，設計規范、標準變化大，早期建設的泵站設計標準低、排水能力不足，已不能滿足當前排水需求。建議制定統一提升標準，科學評估、復核計算泵站排水標準，對不達標的泵站設施進行提標改造，對達標泵站設備進行更新改造，提高泵站排水設施性能。

②完善建設泵站雙電源供電模式，提高泵站供電可靠性。據調查，某些省會城市雨水泵站達到二級負荷以上供電標準即雙回路（雙電源）供電模式的泵站僅占雨水泵站總數的25%。由于單回路市電通常采用架空線路供電，在極端天氣下，高壓架空線極易發生故障，造成泵站突發停電。建議對具備條件的雨水泵站完善建設雙電源供電模式，提升供電標準，提高供電可靠性。

③更新提升泵站備用發電機設備，提高應急使用可靠性。結合供電資源和泵站現狀，對無法建設雙電源供電模式的泵站，補配、更新、擴容發電機設備，提升設備性能，消除設備老化、容量不足等隱患，提高應急使用可靠性。

④持續完善、提升泵站信息化管控系統平臺功能，持續提升泵站智能化管理水平。目前，很多城市對泵站的管理實現了信息化集中管控運行，真正實現泵站設施“精準監控、科學調度”的目標，提高工作效率、降低管理成本、減少病害帶來的危害，使泵站設施管理工作全面提質增效。建議加大資金投入，持續對現有泵站信息化管控系統平臺功能進行升級完善，逐步實現泵站信息化向智能化管理的轉變。

⑤加大增配防汛應急搶險設備投入，完善立交橋（涵洞）等特殊區域的應急搶險配套設施，提升應急搶險能力。近年來，從中央到地方都高度重視城市內澇工作，投入不斷加大，購置和配備的移動泵車等設備，在城市防汛應急搶險工作中發揮了巨大作用。建議認真總結防汛經驗，補充購置應急設備數量、種類，如增加大功率應急移動泵車、增配應急電源車等；在條件允許的立交橋（涵洞）區域建設適合移動泵車工作的配套設施，如集水池、專用排水管網等設施，充分發揮移動泵車應急搶險功能；在城市范圍內開放型的廣場、公園等場所建設地下儲水池，充分發揮海綿城市設施功能。

⑥對存在明顯缺陷泵站設施進行完善、提升、改造。首先，針立交橋下污水外溢、道路客水流入的泵站，由于城市建設的快速發展，立交橋下及道路早期建設的排水管網標準低、管徑偏小，排水能力有限，再加之雨水泵站建設標準低，抽升能力有限，不能滿足實際需求。每逢大雨以上降雨時，橋下的污水井大量污水外溢及道路雨水匯流入立交橋下，造成泵站抽升不及，道路積水斷行。建議可改遷立交橋區的污水管網，并對橋區附近排水管網提標改造，消除污水外溢和外來客水，徹底解決立交橋積水問題；對原泵站進行提標改造或者重新選址，建設副泵站，增大抽升能力，縮短立交橋下積水時間。其次，針對地勢低洼的泵站，在遇到特大暴雨時，泵站設施極易被水淹沒，導致泵站癱瘓，無法正常運行。建議對以上泵站設施進行提升改造，消除水淹隱患。最后，針對變壓器容量不足的泵站，每逢強降雨泵站需全負荷運行時，不能全負荷開機運行。建議對以上泵站變壓器進行增容改造，確保泵站在第一時間全負荷開機，充分發揮泵站排水能力。

2.2 防汛工作機制方面

2.2.1 借鑒發達城市先進管養經驗，不斷完善和健全排水設施管理相關法規條例和規范，不斷提高城市防洪排澇和設施防護標準，規范排水設施的規劃、建設、設計、施工、監理、驗收與移交、養護維修等工作，依法依規管養設施，確保排水設施的安全運行與可持續發展。

2.2.2 加大改革力度，整合資源，建立集中、統一的排水設施管養機構；修訂完善各級防汛預案，建立防災應急聯動機制和高效的應急響應機制，確保防汛指揮體系各成員單位在應急狀態下能各司其職、聯動抗災。

2.2.3 建立城市防汛高端專業人才庫，制定年總體汛情研判制度和城市積水點研討制度。加大設施管理單位人才培養與引進高技術管理專業人才力度，強化管理手段，以管促養。

2.2.4 加大改革力度，設立專門的排水設施監管機構，建立科學完善的監管工作機制，提高監管程度的規范性。嚴格貫徹執行雨污分流制度，對舊城區的防洪排澇管網進行改造，使雨洪變害為利，成為服務人類生產、生活的有利資源。

2.2.5 建立和完善極端天氣災后排水設施搶修工作流程和工作機制。提升迅速、全面、準確摸排受災受損信息的統計能力，增強災后重建和恢復生產的針對性、精準度。高效制定災后重建方案，堅持輕重緩急、短期與長期相結合的原則，分步實施、穩步推進。

2.2.6 完善應對極端天氣預警機制及機構。健全以城市防洪排澇綜合決策支持為目標的預警系統，通過對城市地表徑流情況和城區內的排水管網、暗渠、雨水井、排水泵站等排水設施開展的全面信息排查，建立現代化的地下管網地理信息管理系統［6］，科學決策，提升防洪排澇智能預警能力。

2.2.7 加快城市排水設施智慧化建設［5］。推進防災減災救災治理體系和治理能力現代化，構建城市排水設施安全運行風險評價體系并與GIS管網地圖結合，對排水管網及其附屬設施安全運行進行監測與風險評估。通過大數據智能化分析，為管網設施精準養護提供決策支持，實現主動式、科學化、精細化、智能化市政管理，切實提高防災減災救災和防范化解風險挑戰的能力和水平。

3 結語

綜上所述，城市排水設施在城市防汛中發揮著至關重要的作用，關乎城市居民的生命和財產安全。筆者從事市政排水管養工作多年，總結當前城市排水設施存在的問題，提出改造思路和建議，僅供參考和研討。