城市排水防澇規劃設計中的常見問題及建議

熊 亞

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000）

近年來，受環球氣候因素的影響，我國中南部地區在進入到雨季后，集中性強降雨天氣增多，同時由于城市排水系統規劃設計上存在的問題，導致各地城市內澇現象層出不窮，嚴重影響了人們的正常生活與出行；并且內澇帶來的泥水、污水等也影響了城市的環境。要想解決這些問題，就需要從城市的排水規劃設計方面入手，在充分調查分析的基礎上，提出解決方案，從而提升城市的排水防澇能力，營造出良好的城市環境。

1 概述

1.1 做好城市排水防澇規劃設計的必要性

城市化的建設，有賴于各項完善的基礎設施建設，才能夠滿足城市居民的日常生產、生活需求，保持城市內良好的生活環境。其中城市排水防澇系統就是基礎設施的重要組成部分，對于城市污水以及雨水的及時排出、避免影響城市環境、污染水資源有著重要的作用。城市內的人群分布較為密集，每日所排放的生活污水很多，城市周邊的諸多企業也需要排放大量的生產污水，如果不能集中處理，而是隨意排放，或者因排水能力不足產生溢流污染，那么必然會影響到城市的環境，導致水資源更加緊缺。同時在降水較多的時期，雨水若無法及時排出，在城市內積聚形成內澇，不僅影響出行，帶來生活上的不便，損害城市形象，更會威脅到城市居民生命財產安全。因此，必須做好城市的排水防澇規劃設計，只有合理的設計才能保證城市污水以及雨水及時排出，從而維護城市內的良好環境，保障城市的正常運轉，實現城市的可持續發展。

1.2 城市排水防澇規劃設計的原則與要點

1.2.1 城市排水規劃設計原則

（1）滿足城市整體規劃原則。城市排水系統是城市建設中的基礎部分，與城市的生產、生活息息相關，因此其必須在滿足城市整體規劃的前提下來開展排水系統的規劃與設計，如此才能保證排水系統的合理性與可行性，并且保證城市整體規劃的完整性。

（2）保護環境與可持續發展的原則。城市排水系統的設計規劃，其最終目的就是為了保護水資源以及城市環境，減少水污染以及環境污染，實現城市的持續性發展。因此在進行城市排水防澇體系的設計規劃時，必須時刻秉承可持續發展的理念，對城市排水系統進行合理的規劃，保證滿足城市內污水以及雨水的排放需求。

1.2.2 城市排水規劃設計要點

在進行城市排水防澇規劃設計時，可按照以下要點來指導設計。第一，保證排水的順暢與安全。要適當提高設計的標準，并且加強施工過程中的管理，保證排水系統施工的質量，使整個污水以及雨水能夠安全排放。第二，注意城市生態環境的保護。在進行排水系統規劃設計時，應當盡可能地維護城市原有的山林、水系生態體系，實現生態環境的保護。第三，進行污水的有效處理，污水不得直接排放到流域或者土壤中，必須經過有效處理，因此必須合理的設計污水處理廠以及中轉站，避免直接排放造成的水體污染與土壤污染。第四，合理預測排水量。根據當前的氣候、居民數量、工廠的生產規模等實際情況，來合理預計排水量，根據排水量設計相應的排水系統管渠尺寸、規模結構等，滿足各項排水的需求。

2 問題分析

2.1 設計理念落后

當前部分城市在進行排水防澇的治理時，大多都追求以“短、平、快”為設計理念，但是卻忽視了其他方面的影響因素。一方面，在進行排水規劃設計時，只重視問題段排水管網的建設，但是沒有考慮到海綿城市建設所帶來的雨量削減，以及局部管網設計標準提高帶來的下游排水量增加，導致下游排水系統壓力增大。另一方面，在進行排水時，只考慮到了排水量，而忽視水質的控制。由于缺乏對雨水的治理，導致許多地表污染物跟隨降雨過程經沖刷進入雨水管渠系統，造成管網的於堵、損壞以及水體的污染。

2.2 設計方法滯后

我國在進行城市的防水排澇設計時，大多數使用推理公式法來進行相關數據的計算，但是這種方法較為滯后，適用于小規模城市的排水設計，只能計算出小面積內的匯水、均勻產流等情況，因此對于當前大規模的城市排水系統計算并不適用，計算出的結果也并不準確可靠。另外，這種設計方法只能計算出單一流量，而無法反映出管渠系統中流量變化，無法保證排水設計方案的合理性。

2.3 設計標準較低

城市的排水防澇設防標準必須進行合理的確定，但是結合我國目前城市排水防澇設計的實際情況來看，大多數城市存在著設計標準明顯偏低的問題。這就造成了一旦降水量超出設防標準，地面的雨水就無法及時排出，進而引發城市內澇問題。造成設計標準偏低的原因主要有以下兩方面：第一是在城市排水管網建設的初期，我國參考的是蘇聯地區的暴雨設防標準，而該地區降水情況與我國相比，降水量很少，因此其標準對于我國來說相對較低，與我國的實際情況并不相符。第二，近年來，受多方因素的影響，我國集中性的暴雨天氣增多，降雨量的增多造成原有城市的排水標準變低，無法滿足當下的排水需求。

2.4 排水管道材質的選擇問題

排水管道的材質與質量對于排水的效果有著關鍵性的影響，如果管道的質量不合格，不僅會影響排水的效率，還會造成污水的滲漏、擴散，造成環境污染，因此必須重視管道的選型與質量問題。早期有些城市在進行排水防澇系統的設計規劃時，為了節約成本，通常會選擇價格較低的平口鋼筋混凝土排水管道，但是該種材質的管道容易被腐蝕，導致在使用過程中容易出現滲漏，甚至管道斷裂、坍塌的風險，通常使用壽命較短，需要經常進行更換。另外也有使用UPVC材質的管道，雖然抗腐蝕性能較強，但是該種材質的管道市場上品種多樣，管材質量無法保障，導致實際的使用年限并不能達到設計使用年限。

2.5 雨污分流問題

雖然我國新建的地區實行了雨污分流，但是一些老城區或城中村仍然沿用雨污合流的模式，污水直接排放到水體當中。這種模式的弊端明顯可見，如在旱季與雨季管道內的水質、排水量的變化較大，易對污水廠的污水處理形成沖擊，影響出水水質穩定；截流式排水系統中易發生合流污水溢流，造成水體污染；如果降雨量大，會造成雨污混合的污水倒灌入居民屋內，給居民帶來生活上的不便以及經濟上的損失。在這些城市地區如果進行雨污分流的改造，會受很多條件的限制，例如城市的地下管線已成型，并且許多管道交錯復雜；地面住宅分布密集，巷道狹窄；這些因素都導致了進行雨污分流改造的難度非常大。

3 解決對策分析

3.1 合理進行規劃設計

要想保證城市排水防澇系統規劃設計的合理性，必須充分考慮多方面的因素，例如城市的氣候、降水量、地勢、周邊的水域、生活污水以及工業廢水的排放量等，同時還要結合城市整體的發展速度以及城市規劃，來進行排水防澇系統的設計，保證城市內的排水系統具有足夠的排水能力以及凈化能力，還要保障排水系統能夠達到較長時間的使用壽命。另外，在設計城市的防澇系統時，不能僅僅依據提高雨水管渠設計標準來達到雨水排放的目標，同時還必須考慮到雨水水質的處理和污染控制、內澇防治以及雨水的有效利用等內容。綜合上述所有的因素，建設一個集“滲、滯、蓄、凈、用、排”功能于一體，符合LID設計理念的環境友好型城市。

為了實現上述一體化的城市排水防澇系統規劃設計，應當將其劃分為不同的子系統，實現不同的排水防澇作用。除了常規的以排水為主要目的排水管網以及提升泵站外，還應當配套建設地勢綠地、植草溝等設施來加速雨水的下滲；修建明渠、湖泊、排水深隧等來實現城市內澇的調節與排放；設置濕地、雨水塘等來實現地表徑流的治理。

3.2 創新設計方法

針對城市排水防澇規劃設計的方法，除了傳統的推理公式法，還應當加強方法上的創新。隨著信息技術的發展，其在城市排水防澇規劃設計中能夠實現較好的應用效果，例如可以利用計算機模擬技術來構建城市的排水模型，該模型能夠對某次降雨產生的水量徑流進行動態的模擬，根據模擬的結果，能夠準確地確定排水管渠尺寸、數量等重要設計參數；還能夠模擬城市內的水文循環，判斷城市易積水區域范圍，并對城市的內澇進行實時監控與分析。可以看出，計算機模擬技術能夠實現對傳統設計方法的有效補充，為城市排水防澇系統的設計提供準確可靠的參考信息。當前在國外發達國家應用較多的排水模型主要有SWMM、InfoWorks等，以及國內使用較多的基于SWMM開發的鴻業暴雨排水及低影響開發模擬系統，都起到了非常好的效果，后續城市排水防澇設計中也應當進行合理借鑒和應用。

3.3 提升設計標準

3.3.1 提升排水能力設計標準

為了提升城市內澇防治標準，必須要提高相應的雨水管渠設計標準。在標準制定時，可以適當地參考同地區發達國家的標準。為了減少城市內澇的隱患，我國相關標準已經將新建地區的雨水管渠暴雨強度重現期提高到2~5年，重點地區最高可達10年。在進行新建的城市排水防澇系統設計時，要以此為基準，并結合當地的實際情況適當提升標準，增加城市排水系統的排水能力以及抗澇能力。對于已建成的低標準排水防澇體系，也應當按照新的標準進行逐步改造，結合其他海綿措施建設提升城市面對暴雨時的排水能力以及內澇防治的能力。

3.3.2 提升排澇水質的標準

排澇水質也是城市排水防澇系統設計時應當重點考慮的一個問題，在設計時應當按照較高的標準來進行設計，從而實現地表徑流污染的有效控制，改善水體污染等問題。對此我國相關標準中只提出了年徑流總量系數的控制標準，但是并沒有明確具體的指標，也沒有提出相應的徑流污染物控制的標準，這就需要設計人員根據城市具體情況，參考國外相關標準、經驗，來合理確定相關標準，實現水質的有效控制。

3.4 控制并優化排水管道材質與質量

針對當前城市排水管道應用的混凝土管道以及UPVC管道在質量上的缺陷，應當大力開發并應用新型材料，來彌補傳統排水管道的不足。當前一些新型的材料如HDPE排水管、玻璃鋼排水管等，整體來說性價比較高，并且防腐性能較強，能夠適用于多種土壤環境下。因此在進行城市排水系統的設計時，必須結合實際情況，對所使用的管道材質進行綜合對比、合理選擇，保證管道系統在設計年限內的正常使用。

3.5 開展雨污分流改造，嚴格控制污水排放

雖然雨污分流改造存在較大的難度，但是就目前我國的實際情況來看，雨污分流的改造是必然的趨勢，只有這樣才能緩解當前城市排水系統的壓力，也能夠避免污水造成的水污染與環境污染。基于整體性改造上存在的難度，可以分步進行雨污分流的改造，具體措施如下：第一，對城市原有的雨污合流排水系統進行綜合分析，確定近遠期改造實施計劃，按從主到次的原則新建獨立雨、污水管道，分區逐步完成雨污分流改造。第二，暫不具備改造的地區采用末端污水截流，選擇合適截留倍數，使旱季污水進入污水系統。第三，雨、污水管道建設完成后，對片區進行管網排查及錯混接改造，廢除截流設施，徹底實現雨污分流的改造目標。第四，加大對污水排放的整治力度，企業的生產廢水必須要經過處理，達到相關排放標準后才能進行排放，杜絕未處理的污水直接排放至排污管道體系當中。

4 結束語

綜合上述分析，當前我國大多城市在排水防澇方面都存在著一系列的問題，包括暴雨排放能力不足、城市內澇嚴重、水體污染嚴重等，針對這些問題，需要從根源上做好排水防澇系統的規劃設計與改造。通過從應用新方法、提升設計標準、提高管道質量以及雨污分流改造等方面入手，全面提高城市排水防澇的能力，進而為城市居民營造出良好的城市環境。