生態泵站——局部積水問題的解決方案

禹海斌

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

1 概況

隨著國家經濟實力的增強，城市化程度的不斷擴大，導致城市基礎設施的建設強度也在迅速增加。由于各個城市所處的地理位置不同，所帶來的市政基礎設施建設方案也就各有千秋。縱覽國內外城市市政基礎設施的建設，尤其是道路交叉口立交形式的確定及其他建筑對地下空間的占用，對區域內各種管線的布置，尤其是對區域的雨水排除影響非常嚴重。經常導致立交范圍內雨水不能及時排除而影響交通甚至危及生命。

目前國內外對立交范圍局部積水問題的解決方案可謂千篇一律，在不滿足自排的情況下建設立交雨水泵站就近抽排至城市雨水管道。

2 現階段道路立交形式、雨水解決方案及存在的問題

目前城市的立交形式主要有三種:上跨(高架)式立交、多層組合式立交及下穿(地洞)式通道。

城市的立交形式主要以下穿式通道為主，據統計調查約占總立交的75%以上。這樣就帶來了通道部分的雨水無法順利的自排入城市雨水管道，目前的解決措施為建設立交泵站，將通道的雨水就近抽排至城市雨水管道。

建泵站后存在的問題主要有以下幾方面:

1)泵站需要由專業人員負責運行管理，增加運行成本;

2)泵站設計至少是雙電源供電，但目前城市電源點的布設基本不能滿足要求，雖然是雙進線卻不能保證雙電源，也就是不能保證泵站在關鍵時段不斷電;

3)目前雨水管線中經常混流有污水及各種各樣的雜質，增加了對設備的腐蝕及堵塞等，導致增加設備的維護周期;

4)城市管理不到位，導致雨水管線中垃圾成堆，在下雨時就會沖入泵站中，引起不必要的泵站清淤問題，但泵站又沒有清淤設施;

5)需建立完善的監控系統，確保泵站安全運行;

6)由于泵站的抽排水流速、流量均大，會增加就近排入的雨水管線的運行負荷，嚴重時導致道路積水，甚至沖擊周邊地塊的雨水系統。

3 局部積水排除的新理念

就目前的立交雨水排除問題提出一個新的排水理念——生態泵站理念。

提到“生態”二字，大家一定能想到環保、綠色等相關的詞語，城市也致力于生態發展的理念，提出了生態流域、森林生態、生態花園、生態農業、生態走廊及生態工業園，甚至有生態文明等新概念。這里就雨水排除提出一個新概念詞語叫“生態泵站”。下面就以一個例子來解釋“生態泵站”的含義。

某城市為改善交通擁堵及人機混亂的現狀，計劃建一座復合式(既有高架又有通道)全互通立交系統，并對立交周圍防護帶用地進行了嚴格控制。防護帶的管控保證了“生態泵站”這個新名詞的順利誕生。目前通道積水問題的根源是在雨季通道泵站運行時將雨水就近抽排到道路的現狀雨水管中，但現在雨水管線設計的充滿度均為滿流，在雨季本身雨水排除都是存在短期暴雨難排除問題的，再加上泵站的出水就更是雪上加霜了，嚴重時導致區域雨水漫流，甚至有可能出現雨水回流通道的情況。

為保證城市居民的生活質量問題，包括環境污染、噪聲污染、汽車尾氣污染、交通事故威脅等，需在立交周圍控制一定寬度(建議寬度為30 m)的防護帶。按照以往的城市設計慣例，這個防護帶一般將單純的作為綠地使用，沒有很好的結合城市市政基礎設施再利用。隨著近幾年氣候的反常，經常突降暴雨，道路表面的積水勉強能排除，但在立交通道部分則變成了小水庫，雨水無法及時排除，全國各地雨季在通道發生淹沒事故層出不窮。從設計上考慮立交增設雨水泵站及設計負荷是基本滿足通道排水要求的，但由于泵站出水再次進入城市雨水系統導致區域的雨水仍然在本區域回旋，無法達到真正的排除目的。為此我建議將立交30 m的防護帶結合城市市政基礎設施做文章，對防護帶進行很好的再利用，以達到緩解強暴雨帶來的短暫性積水問題。

圖1，圖2 是某城市立交防護帶利用方案圖。

圖1 某立交防護綠帶利用平面圖

圖2 某立交防護綠帶利用剖面圖

立交泵站設計流量為2 m3/s，立交周圍防護帶寬30 m，長約2 100 m。

立交通道泵站可以設置在防護帶內，雨季時通道雨水直接抽排至下沉式公園內，下沉式公園采用上排水互相連通，并與城市雨水管網連通。

按照圖示的橫斷面對30 m 的防護帶進行再利用改造，橫斷面形式為:

上口斷面為:2.5 m(綠化隔離帶)+0.5 m(擋墻)+24 m(帶狀下沉式公園頂寬)+0.5 m(擋墻)+2.5 m(綠化隔離帶)。

下口斷面為:2.5 m(綠化隔離帶)+5.5 m(擋墻)+14 m(帶狀下沉式公園頂寬)+5.5 m(擋墻)+2.5 m(綠化隔離帶)。

此橫斷面有效面積為45 m2，有效深度為2.5 m。

計算得防護帶有效容積為94 500 m3，理論上可容納此立交泵站連續工作13 h 的排水量，不僅大大的緩解了市政管網的排水壓力，也保證了通道積水的順利排除，保證了通道的安全運行，不會再在周圍形成渦流回旋流水的局面。

可見，生態泵站的含義其實就是泵站加一個“多功能儲水池”或下沉式公園。

4 生態泵站系統形成后的利弊

1)生態泵站形成后的優點。

起到了隔離立交與周邊居民居住的作用。

帶狀下沉式公園的形成，在一定程度上是形成了一個人工緩洪池，在雨季時能緩解通道短暫積水問題。

帶狀下沉式公園的形成，在平時為周圍居民提供了一定的休閑娛樂活動場所。

帶狀下沉式公園兩側的綠化隔離帶在一定程度上增加了城市的綠化面積。

在雨后，帶狀下沉式公園將成為一個人工水庫，增加了周圍空氣的濕度，減少了空氣中揚塵污染，可帶動周圍環境的美化。

帶狀下沉式公園的形成，匯聚了一定量的雨水，為雨水再利用提供了前提條件。

2)生態泵站形成后的缺點。

雨后下沉式公園將成為一個小型的人工水庫，增加了溺水的可能性，但在適當的管理下能夠避免悲劇的發生。

5 建議

1)生態泵站的形成需滿足一個條件，就是城市規劃必須對立交周圍的防護帶用地進行嚴格的控制，形成一個良好的環境循環，才能保證生態泵站的順利建設，為周圍居民創造一個更好的生活及工作環境，也為通道的安全運行提供安全保障。

2)生態泵站是解決下挖式立交排水的綠色方案，但更建議在新建城區盡量以上跨式立交為主，并對四周用地進行嚴格控制。

［1］2011年7月北京積水問題嚴重導致部分立交橋將增設蓄水池 ［OL］.http：//auto.163.com/11/07 19/09/79AIU83K00084IK8.html.

［2］部分立交橋將挖蓄水池防內澇 破解極端天氣橋區積水難題［OL］.http：//www.bda.gov.cn/cms/dxxw/44227.htrn.