城市排水防澇設施的可行性推進方案

禹海斌 甘雨虹

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

城市排水防澇設施的可行性推進方案

禹海斌 甘雨虹

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

針對目前城市雨水設計、排除措施存在的問題進行了分析，并從雨水設計中主要參數的取值、排除理念兩個方面探索了未來雨水設計及排除方法，以解決城市排水防澇中出現的一系列問題。

城市，排水，設計，措施

國家住房和城鄉建設部于2014年11月03日對外發布了《海綿城市建設技術指南》的具體細則，各城市相關單位針對海綿城市建設技術指南細則進行了分項解讀，進一步明確了住房和城鄉建設部關于海綿城市建設的指導方向，“修大管子、多修管子”已經成為今后城市排水和防澇系統建設的過去式，應把雨水從包袱變成解渴財富，城市建設理念將發生翻天覆地、徹底的轉變。

最近幾年來，由于城市建設的高強度開發，土地硬化程度不斷的提高，甚至有些區域全面積硬化，特別是地產經紀圈，為了追求高利潤及滿足行政審批的需求，將本區域內地下全部建設成為停車場，隔斷了雨季時雨水下滲的途徑，將雨水全部引導至城市市政道路，而市政道路卻是又一個雨水下滲隔離區，這樣導致了雨季時雨水在地面上越積越多，市政雨水排除設施承受不了就演變為澇災。目前我國大中型城市的痼疾是“逢雨必澇”，然而簡單的管道擴容將不能徹底的解決眼下“城中看海”的“美景”。

1 現狀雨水設計、排除措施及問題

目前城市基礎設施建設都是按照國家制定的各城市區域設防標準來演算的，和實際城市運行情況存在脫節的情況，尤其是雨水管網系統，在現狀設計雨水排水流量的計算中，徑流系數、降雨強度公式采用的降雨重現期、延緩系數等參數均采用設計底線或平均值，幾十年的城市基礎設施全是按照這個標準設計和建設的，在2000年以前城市基本沒有遭過澇災，但在后來隨著城市建設的大力發展，城市中土地硬化程度的不斷擴大，特別是城市房產經濟的發展和地下停車場的建設，將原本可以下滲和延緩的雨水迅速的引至城市市政道路，導致現在的多處低洼或出水不暢的節點出現被淹情況。

1.1 設計

目前設計中使用的雨水計算參數為：

雨水流量的計算公式：

Q=Ψ·q·F。

其中，Ψ為徑流系數；q為降雨強度，L/(s·ha)；F為匯水面積，ha。

降雨強度的計算公式：

q=167·A1·(1+C·lgP)/(t+b)n。

其中，A1為重現期為1年的設計降雨的雨力；P為設計暴雨重現期；C為雨力變動參數；t為降雨歷時；b為參數；n為指數。b與n兩個參數聯用。

降雨歷時的計算公式：

t=t1+mt2。

其中，t1為地面集水時間，min；t2為管渠內流行時間，min；m為延緩系數(暗渠為2，明渠為1.2)。

從規范設計的公式中可以看出，設計中計算雨水流量關鍵取決于降雨強度及匯水面積，降雨強度關鍵取決于重現期及降雨歷時，降雨歷時涉及一個延緩系數，匯水面積的細致劃分也是計算流量的關鍵。在2014年以前實施的規范中規定暴雨重現期底限為1年(管道設計中取得就是1年)、延緩系數為2、徑流系數按照規范地面性質選取系數(常規值為0.6，即為瀝青表面處理后的碎石路面或大塊石鋪砌的路面)。

1.2 排除措施

目前城市雨水排除只有一條途徑，那就是將城市市區內道路及小區地面雨水收集后就近通過城市雨水管道自排或抽排至河道。

問題：目前地球環境變化莫測，環境惡劣程度無法正常估計，就近幾年我國城市氣候來看，一年四季如春的南部地區卻降起了罕見的大雪，以規律降雨降雪為主的北方地區卻少雨少雪、偶爾出現暴雨雪，驟雨雪。不規律的雨雪對城市市政基礎設施是一個很大的沖擊，主要體現在以下幾方面：大強度的急雨導致城市市政基礎設施不能起到立竿見影的排水效果，出現了多處大面積災害性積水現象，給老百姓的出行交通帶來很大的不便，在老百姓心中造成了極壞的社會影響；大雪過后城市市政道路的積雪無處堆積，清潔工師傅們就將大部分積雪拋灑到快車道上，讓機動車碾壓化雪，給司機師傅們帶來了極大的行車及生命危險，嚴重的破壞了清潔工行業在市民心目中的形象。

目前在建設和已建設的小區容積率過高，建設單位為了滿足小區居民停車問題，將本小區區域內地下空間全部建設為停車場，嚴重阻斷了雨季雨水下滲的途徑，將雨水全部引至城市道路，導致市政道路低洼地段積水嚴重。

2 未來雨水設計、排除理念及措施

陳吉寧(國家環境咨詢委員會委員)教授介紹：海綿城市顧名思義就是比喻城市要像海綿一樣，遇到有降雨的時侯能夠就近吸收、儲存、凈化大部分雨水，滲透雨水用來補充地下水，調節水循環；在干旱季節將雨季蓄存的水釋放出來，并加以合理的、有序的、充分的利用，讓水在城市中合理遷移。

2.1 雨水設計中主要參數的取值

2014年新實施的規范中規定暴雨重現期底限為2年、取消設計中延緩系數2，但徑流系數未在規范中調整，仍然按照規范地面性質選取系數(常規值為0.6，即為瀝青表面處理后的碎石路面或大塊石鋪砌的路面)。實際中城市建設的大踏步前進，土地硬化程度不斷的提高，“海綿體”的不斷減少，嚴重地區的“海綿體”已經100%的消失，阻斷了雨水下滲、滯蓄，消弱了凈化水體等功能，已經將城市地面性質徹底的改變為不可下滲地面，這樣地面的徑流系數在設計規范中未給出取值(規范中給出的最大值是0.9)，建議在這樣現狀區域的徑流系數應該取上限，甚至還應該根據實際情況突破規范要求進行設計。

2.2 理念及措施

1)扭轉設計觀念。在設計中要考慮改變當前城市以硬化土地來改變人居環境等形式的建設模式，在今后城市的建設設計中將強調優先考慮利用“綠色”排水措施，如建植草溝、建下沉綠地、建濕地公園等，以達到“慢排系統”及“源頭截留”等控制為主要設計理念。

2)合理調整和改變城市建設結構。城市建設應該以工作、居住、生活、休閑為前提，建筑、市政及其他配套均為服務性設施，它們的建設應該服從大自然的規律，不能強行更改或取消大自然留下的印跡。合理的利用地形進行人類宜居環境建設，有效的利用現狀地形或優化地形來解決雨水的積水問題，讓雨水在本區域內有效的消化掉，避免對城市市政設施造成沖擊。

3)調整公園建設理念。在城市中建造多功能休閑防洪一體公園，可以通過土方平衡技術，合理的挖土和堆土來創造出深淺不一的水坑和土丘，在這些洼地四周合理敷設城市雨水進水管，以達到儲存和過濾初期的雨水的效果。這就形成了一個城市局部海綿體，同時減輕了城市局部雨水管的壓力，建設景觀及緩洪功能為一體公園，其造價遠遠低于普通公園。

4)努力改善“海綿體”的規模和質量。根據海綿城市的建設技術指南，城市建筑、市政工程、規劃綠地與休閑廣場等建設已經成為海綿體建設的載體。比如對建筑頂面進行“綠”化處理，這樣的屋頂不僅能吸收一定量的雨水，同時還有節能功效；在市政工程及休閑、活動場所等可以采用透水鋪裝面，考慮將綠地“沉下去”是最關鍵措施。

全國各地城市，尤其是內澇嚴重的城市應該盡可能的對現有的河湖、溝渠、坑塘、濕地等“海綿體”進行保護，減少城市開發活動對其的影響；通過合理運用物理、生物和生態等手段逐步對受到破壞的“海綿體”進行修復，并在城市規劃階段控制一定比例的生態空間，伴隨著城市開發建設可以新建、擴建一定數量、規模的“海綿體”。

5)設計中采用透水鋪裝面。“海綿體”是海綿城市建設的關鍵，湖、河、池塘等水系是城市的“海綿體”，花園、綠地、可滲透路面等配套設施也是城市的“海綿體”。這些“海綿體”可以將初期的雨水進行吸收、凈化、儲存回用，無法接收的雨水將通過城市排水管網自排或泵站抽排，從而有效提高現有城市排水系統的排除能力。

3 結語

城市發展勢不可擋，但要合理的發展，從資源利用的角度看合理的“留水”是當務之急，“排水”的理念已經過時，這也是生態文明時代我們應該踐行的，在當今水資源嚴重短缺的時代，特別是中國北方地區雨水不應該是災害，而應該是人類福音。

“綠色海綿體”理念應該在城市設計行業中大力推廣，設計中應充分利用城市的綠地來吸收儲存、凈化雨水以及回補地下水。

對自然水系的合理利用和保護是海綿城市建設的關鍵，這將大大的減少城市重污染工業(如水泥廠，鋼廠等)的產量，為城市環境，地球環境貢獻力量。在城市規劃中要合理的將園林綠化、公園綠地、景觀水體等相結合，盡量減少工程量，大幅度的減少了城市水環境污染的治理成本，降低因城市內澇造成的巨大損失。

[1] 建設部關于《住房城鄉建設部關于印發海綿城市建設技術指南》[Z].

[2] 各個城市對海綿城市技術指南的分解[Z].

On feasible promotion scheme for waterlogging prevention facilities in urban drainage

Yu Haibin Gan Yuhong

(TaiyuanMunicipalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper analyzes some problems in urban rainwater design and drainage measures in cities, and explores the future rainwater design and drainage methods from the evaluating of main parameter in rainwater design and drainage ideas, so as to solve a series of problems in urban drainage and water logging prevention.

city, drainage, design, measures

1009-6825(2015)11-0119-03

TU992

A