城市強排系統應對城市內澇的改進設計

郭利文1 梁凱2

1寶雞市市政工程建設管理處 陜西省 721000；2眉縣住房和城鄉建設局 陜西省 722300

摘要：本文從城市內澇的原因入手，并針對此，對于城市強排系統應對城市內澇的改進設計措施進行了分析研究。

關鍵詞：城市強排系統；城市內澇；改進設計

一、城市內澇的原因

1、城市排水管網、泵站設計標準不適應中國多強暴雨的情況

中國城市排水系統設計主要借鑒蘇聯時期的淺埋管網系統，只有個別城市如青島曾經采用了西歐的地下廊道系統。由于位于歐亞大陸北部溫帶、寒帶地區的前蘇聯暴雨強度較低，因此城市排水系統適于采用造價相對低廉的淺埋排水管道。但位于歐亞大陸東部的中國，大部被東亞季風所覆蓋，夏季暴雨強度很大，采用淺埋的排水管道具有先天的局限性。

2、城市防洪排澇水系規劃不完善，河道、湖泊被擠占

不少城市在規劃過程中，沒有很好規劃城市的防洪排澇水系，甚至擠占破壞原來排蓄洪水的天然河道和湖泊，在城市的規劃過程中就埋下了城市內澇的隱患。比如，曾經號稱“百湖之市”的武漢，新中國成立之初，中心城區湖泊有100多個，銳減至目前的38個，近30年，武漢市湖泊面積減少了228.9平方公里。原來的湖面變成地面，建起一棟棟樓盤。失去湖泊的容納，洪水就要淹沒街區。

3、城市暴雨洪水綜合應急能力不足

目前，我國暴雨預警已經比較成熟。但發生暴雨后的災情應急處理卻顯得薄弱。這需要城市水務、交通、消防救援等部門的通力合作，綜合應對。但頻繁發生的城市道路積水阻礙交通，甚至發生人員遇難，說明我們城市應對暴雨洪水的綜合應急能力不足。首先是實時監測能力不足，對發生積水的情況掌握不及時；其次是發送水情、警示的能力不足，一旦發生較嚴重的積水，不能及時提醒行人和車輛繞行，避免車淹人亡的悲劇；三是應急處置能力不足，一旦發生車輛被淹等緊急情況，明顯缺乏應對的專業技能和辦法。

4、城市建設忽視洪水削減，城市雨水利用未能推廣

城市建設，從土地利用的角度而言，就是把原來各種松軟透水的農地、林地、草地、水域變成透水性很弱甚至完全不透水的城市建筑、道路、廣場。城市建設對地面的硬化，極大削弱了土地對暴雨洪水的削減作用。我國已有鼓勵城市雨水利用的政策，但還缺乏系統、一體化的規范和法規，尤其是在概念上把城市雨水利用狹義地理解為雨水資源利用，而缺乏對城市雨水利用在防止洪澇災害、保護生態環境方面的巨大作用的理解。

5、防澇預警系統不到位

部分城市對防汛工作不夠重視，沒有建立防澇預報預警系統和防澇預案措施，以至于汛期大雨降臨措手不及造成積水。在北京“721暴雨”過程中，京港澳高速公路管理方在公路已被淹沒，卻未及時關閉公路、繼續放行的作法遭到質疑；市民面對災難不知如何應對、無法及時準確地從官方渠道獲取道路積水狀況等，更無疑為防汛預警系統不到位敲響了警鐘。

二、城市強排系統應對城市內澇的改進設計

1、適當提高雨水主干管道管徑

雨水主干管道是進入泵站的最終通路，也是一個排水管網容水的主要空間。工程進行雨水主干管道管徑設計時，在計算管徑的基礎上，進行技術經濟比較后，適當提高管徑級別，對雨水主干管道進行適當放大，強化管道的存水能力，以使管道具備一定體量的調蓄容積。同時，在暴雨來臨前，騰空主干管道，有條件的減少外溢雨水的產生。提高管徑的級別，會在已顯緊張的城市管道排布空間中造成一定困難，因此此項措施的實施需要同建設管理部門、管線綜合編制部門一同協調解決。

2、雨水泵站設計規模考慮一定的安全余量

在雨水排水系統中，處于管網末端的雨水泵站兼有城市防汛排澇的功能，泵站功能的可靠性是一個系統成立的關鍵因素，泵站規模確定的合理性也成為一個排水系統科學完善的標志。設計規模過小容易造成廠房被淹等事故，若過大則會造成大量的浪費。一般雨水泵站規模的確定是由雨水管道終端的設計流量提供，雨水管道一般按照滿管重力流進行設計，由此計算出某地塊內的總管道設計雨量進而確定為雨水泵站的規模，且雨水水泵不配備用泵。在實際運行中，中、小雨情況下，雨水在管道中流動，不會溢出管道及檢查井，但在出現超設計標準雨量，雨水較大時，管道已承納不了過多地面雨水，雨水會溢出檢查井，在路面形成一定厚度的漫水層，從而造成路面積水，此時管道內雨水已不再是無壓重力流，而呈現有壓流，因此管道在承壓工況下所通過流量會增大。在面對這些挑戰時，一些新建區域可以通過提升設計標準、提高管網規模、提升河道容量、設置調蓄管涵等方式整體性解決內澇問題。

在實際工程設計中，考慮到水泵的造價遠低于雨水系統管道總造價，而且在降雨重現期P=1年的工況下，增加20%～30%的泵站規模，可以達到排出降雨重現期2年～3年的降雨水平，因此在設計雨水泵站規模時，可以考慮增加一定安全余量，以保證在不過多增加造價和占地面積的前提下提升雨水系統的排水能力。

3、增強城市的暴雨洪水應急處置能力

充分利用自動監測等技術，在易發洪澇災害的地區布設實施監測設備；及時發布警示信息，避免車輛行人進入水淹阻塞路段；提高內澇應急搶排能力，盡快疏通交通，減少內澇損失；增加快速救援設備，訓練專業救援人員，增強生命救援能力。

4、城市建設應以不增加洪水風險為重要設計原則

首先，要充分認識城市雨水的水資源利用、防洪和生態保護的多重功能，樹立城市建設的“低影響設計”理念，確立建設項目不能增加洪水風險的觀念。其次，要在防洪法和城市規劃法等有關法規中應對城市規劃、建設項目應提出明確的雨水利用要求，明確提出城市規劃必須包含雨水利用規劃，為雨水及洪水的調蓄、利用留下足夠通道和空間，強制規定新的建設項目必須同步設計、施工、投產雨水利用設施，老的項目也應逐步改造。第三，制定鼓勵雨水利用的政策，尤其是建立激勵機制，如對雨水利用設施進行補貼等。

5、根據實際排澇情況適當提高設計標準或進行雨污分流改造

排水規劃是工程建設的依據，排水工程設計是城市建設的重要步驟。在工程設計中應結合不同城市、不同地區、不同項目的具體情況合理確定設計標準和設計參數。根據規劃結合排水范圍內的地形、地貌、排水設施現狀、河湖水系等情況優化設計方案。

雨水系統排水出路至關重要，為保證區域汛期正常排水要求認真選擇排水出路，需要采用泵站強排的區域一定要修建泵站；根據工程情況在滿足區域排水要求的前提下，可不采用泵站強排的區域盡量不采用強排方式，以減輕洪峰壓力。為逐步改善老城區、地勢低洼地區汛期積水問題，應多層次、多渠道籌集資金，結合排水規劃進行改造。在工程實施過程中應處理好新老城區、新舊排水系統銜接等問題。在搞好設計工作的同時，應抓好排水工程施工、監理等各個環節，確保工程質量。

立交地道是城市交通樞紐，應適當提高設計標準，為保證雨季地道正常通行，地道應修建獨立的排水系統。地道總體設計應采取措施盡量縮小地道收水范圍，地道排水設計應堅持低水低排、高水高排的原則，將地道以外的雨水盡可能地排人區域排水系統，嚴格控制地道以外“客水”進人地道。雨水出路應結合周邊水系情況盡量直接排人河湖等水體。

結束語

總而言之，城市內澇給城市化的發展產生了重要影響，所以，在具體的工作中，需要進一步加強城市強排系統，促進城市排水的順暢，從而提高城市化水平。

參考文獻：

[1]趙楊.城市積水與內澇對策研究[D].北京建筑工程學院，2012.

[2]胡盈惠.論快速城市化進程中的城市內澇治理[J].中國公共安全（學術版），2011，02：6-8.