高度城市化區(qū)域市政雨水泵站布局模式研究

韓紅東，劉曉飛，莫祖瀾，尹冠霖，呂永鵬

（1.深圳中廣核工程設(shè)計有限公司，廣東深圳 518172；2.中廣核工程有限公司，廣東深圳 518124；3.上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引言

市政雨水泵站的布局模式一般包括集中和分散兩種。采用集中布局模式便于后期維護(hù)管理，但由于匯水面積大，因此泵站的規(guī)模和占地一般較大，且對進(jìn)水管道的匹配性要求較高。采用分散模式雖然單個泵站規(guī)模和占地較小，但對于后期維護(hù)管理的要求較高。由于高度城市化區(qū)域一般具有 用地緊張、道路狹窄、施工影響范圍大等特征，市政雨水泵站的布局模式往往是排水系統(tǒng)改造規(guī)劃和設(shè)計中的一個關(guān)鍵問題[1-4]。本文以我國東部某平原河網(wǎng)地區(qū)的高度城市化區(qū)域?yàn)榘咐谒δＰ停M(jìn)行多種布局方案對比研究，提出適合該區(qū)域市政雨水泵站的布局模式，以期為同類區(qū)域排水系統(tǒng)改造提供參考。

1 研究區(qū)域

某平原河網(wǎng)城市要分階段對舊城區(qū)進(jìn)行排水系統(tǒng)改造，在其中一個排水分區(qū)先行改造。該分區(qū)匯水面積為72.9 hm2，易澇點(diǎn)主要分布在新昆街及兩側(cè)小區(qū)、柏廬路及前進(jìn)西路等（見圖1）。該分區(qū)現(xiàn)狀無明顯主干雨水管，主要存在問題是：（1）排水距離過長，大于600 m，由于東側(cè)的東環(huán)城河和南側(cè)的婁江均為外河，河道水位無法控制，不允許雨水管直排，因此前進(jìn)西路、集街、新陽街等均往西排向后塘河（內(nèi)河），導(dǎo)致排水距離過長；（2）雨水管管徑較小DN250～DN800，大部分雨水管管徑為DN500；（3）新昆街及沿街的柏廬新村、生化小區(qū)等地面高程（新昆街最低點(diǎn)高程為2.10 m）低于100 a一遇洪水位（2.367 m），且新昆街雨水管有直排東環(huán)城河的排放口，當(dāng)遭遇暴雨，東環(huán)城河水位上漲時，該地區(qū)容易發(fā)生排水不暢，甚至外河水倒灌的現(xiàn)象[3,5]。

圖1 研究區(qū)域示意圖

2 泵站布局模式

根據(jù)區(qū)域情況，提出以下4種綜合改造方案。

方案一：規(guī)劃建設(shè)3個泵站，以前進(jìn)西路為界，柏廬中路（橫街—前進(jìn)西路段）與柏廬中路（前進(jìn)西路—震川西路段）雨水分散排入東環(huán)城河。柏廬中路（橫街—前進(jìn)西路段）雨水管排位于東門水關(guān)閘以東的泵站，該泵站流量為0.5 m3/s。柏廬中路（前進(jìn)西路—震川西路段）雨水管排入兩個泵站：西側(cè)雨水管排入位于繡衣大橋以南停車場的泵站，泵站流量0.8 m3/s；東側(cè)雨水管排入位于奧林苑小區(qū)內(nèi)的泵站，泵站流量0.8 m3/s。

方案二：在婁江沿岸的震川園新建流量為2.0 m3/s的強(qiáng)排泵站，將柏廬中路雨水強(qiáng)排入婁江。

方案三：柏廬中路雨水干管往東強(qiáng)排入東環(huán)城河，由于東環(huán)城河沿岸無適合建泵站的地方，因此將泵站建至東環(huán)城河以東的兒童公園，流量為2 m3/s，通過跨東環(huán)城河的倒虹管（管徑d2000，長約200 m）將柏廬中路雨水管與泵站蓄水池相連，再將收集雨水強(qiáng)排入東環(huán)城河。

方案四：柏廬中路雨水管近期不改造，改造集街和新陽街雨水管，增大其雨水管管徑，對于積水較為嚴(yán)重的新昆街以北社區(qū)如生化小區(qū)，建議其近期搬遷，搬遷落實(shí)前建設(shè)雨水提升泵至東環(huán)城河。

此外，根據(jù)區(qū)域用地等情況，4個方案均采用一體化預(yù)制泵站（見圖2～圖5，圖中黑色為現(xiàn)狀雨水流向，灰色為改造后雨水流向）。表1為4個方案雨水管改造情況。該類泵站在國外有50年以上的使用歷史，在國內(nèi)天安門等地也有很多的應(yīng)用案例[6]。

圖2 方案一示意圖

圖3 方案二示意圖

圖4 方案三示意圖

圖5 方案四示意圖

表1 雨水管改造

圖6 各方案模擬積水情況

表2 方案比選

各方案下該排水分區(qū)積水情況如圖6所示，除方案四有部分積水外，其它方案均能基本消除易澇點(diǎn)。對比各方案的優(yōu)缺點(diǎn)（見表2），方案四能避免關(guān)于柏廬中路改造的社會輿論，但是其管徑太小，仍有部分地區(qū)出現(xiàn)積水。為保障排水安全，較為推薦進(jìn)行柏廬中路雨水管提標(biāo)改造，即方案一、方案二和方案三均優(yōu)于方案四。另一方面，方案二中柏廬中路雨水管管徑較大，對施工及管位的要求較高，且泵站位置為紫線范圍，實(shí)施較為困難；方案三的雨水管需跨江，其施工及后期的管道維護(hù)均較為困難；方案一雖然雨水泵站較為分散，后期管理相對困難，但是能有效減少泵站的占地面積，同時不占用紫線范圍，且不需跨江。因此推薦方案一。

3 結(jié)論與建議

以我國東部某平原河網(wǎng)地區(qū)的高度城市化區(qū)域?yàn)榘咐谒δＰ停M(jìn)行多種布局方案對比研究。結(jié)果表明，受限于用地，選擇適度分散的模式更能適應(yīng)該案例區(qū)域。考慮到高度城市化區(qū)域的用地情況，建議在其排水系統(tǒng)改造過程中采用一體化預(yù)制泵站等節(jié)地、自動化程度高的泵站形式。

[1]張辰.適當(dāng)提高排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)逐步建立城市內(nèi)澇防治體系[J].給水排水,2013,39(12)：1-3.

[2]新版規(guī)范局部修訂編制組.2014版《室外排水設(shè)計規(guī)范》局部修訂解讀[J].給水排水,2014,40(4)：7-11.

[3]莫祖瀾,呂永鵬,尹冠霖，等.澇水分流措施在雨水系統(tǒng)提標(biāo)改造中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2014(11)：15-17.

[4]李高峰,周君薇.南京江寧區(qū)城鎮(zhèn)化過程中的排水系統(tǒng)規(guī)劃探討[J].中國給水排水,2015(4)：31-33.

[5]王磊磊,賀曉紅,呂永鵬，等.城市感潮河網(wǎng)應(yīng)對內(nèi)澇的水位控制可行性研究[J].給水排水,2015,41(1)：26-29.

[6]張辰,呂永鵬,鄒偉國，等.下穿式立體交叉道路排水防澇設(shè)計的若干思考[J].城市道橋與防洪，2014(11)：5-7.