城市排水防澇綜合規(guī)劃問題探討

陳思光1趙智磊2李乃回1張 舒1

江蘇省徐州市是全國重要的交通樞紐城市之一，地處古淮河的支流沂、沭、泗諸水的下游，以黃河故道為分水嶺，形成北部的沂、沭、泗水系和南部的奎濉河水系。地形西北高，東南低，市區(qū)四面環(huán)山，中間低洼，形成了“市區(qū)盆地地形”。隨著城市排水工程建設的發(fā)展，傳統(tǒng)排水觀念受到了新興觀念的挑戰(zhàn)，因此在編制城市排水防澇綜合規(guī)劃時，應積極探索、借鑒國內(nèi)外的先進經(jīng)驗，融入新的科學理念，以保證排水防澇綜合規(guī)劃能夠真正實施并有效指導排水設施的建設。筆者結合徐州市城市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃的編制，就如何選擇各匯水片區(qū)排水體制、規(guī)劃排水線路的布局、解決道路及低洼地區(qū)積水等問題進行了探討。

一、城市排水能力及內(nèi)澇風險評估

根據(jù)現(xiàn)狀地形和水系分布情況，對城市規(guī)劃范圍進行匯水區(qū)的合理劃分。徐州市可劃分為不牢河排水區(qū)、房亭河排水區(qū)、故黃河排水區(qū)、云龍湖排水區(qū)和奎河排水區(qū)。結合雨水排向，充分利用各排水流域內(nèi)的自然地形，遵循高水高排、低水低排、自排機排相結合的原則，使雨水盡量按重力流方式，以最短距離就近排入水體?？蓪R水區(qū)進行細分，徐州市共可劃分為37個子匯水區(qū)。參考城市道路豎向以及歷史內(nèi)澇資料，對比城市現(xiàn)狀排水設施，對城市內(nèi)澇成因進行分析，通過分析，可得出城市的內(nèi)澇成因。徐州市內(nèi)澇成因主要包含五個方面：城市的無序開發(fā)；排水管網(wǎng)設施欠賬嚴重；排水設施設計標準偏低；山水下泄；管理不健全。

通過對城市降雨規(guī)律、遭遇的分析及城市下墊面的解析，應用掌握的數(shù)據(jù)資料構建排澇模型，進而可對城市內(nèi)澇風險進行評估。目前，城市內(nèi)澇風險評估應用較多的方法包括歷史災情統(tǒng)計法、指標體系評估法和情景模擬評估法。三種方法各有優(yōu)劣，歷史災情統(tǒng)計法要求有長時間序列的歷史災情數(shù)據(jù)資料，該方法評估結果為區(qū)域性風險，不能反映災害風險的空間差異；指標體系評估法中評估指標的選取受制于數(shù)據(jù)的可獲取性，可能出現(xiàn)“以點代面”的現(xiàn)象，不能完全反映災害風險空間分布特征；情景模擬法以現(xiàn)狀下墊面、場地豎向、降雨和現(xiàn)狀排水系統(tǒng)為基礎條件，并考慮外河水位對區(qū)內(nèi)排水的影響，通過構建排水系統(tǒng)模型，分析和評估不同情景下排水系統(tǒng)的內(nèi)澇狀況，是一種可視化、動態(tài)的內(nèi)澇風險評估方法。

徐州市城市排水防澇綜合規(guī)劃采用情景模擬法對城市內(nèi)澇風險進行評估，得出徐州市內(nèi)澇高風險區(qū)主要分布在現(xiàn)狀各立交橋以及欣欣路長安路路口、學苑路上海路口、十里社區(qū)、七里溝地塊、206國道錢江路路口等。

二、規(guī)劃標準的選用

對于徐州市城市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃的規(guī)劃標準，主要包含雨水徑流總量控制標準、雨水管渠、泵站及附屬設施規(guī)劃設計標準、城市內(nèi)澇防治標準等。根據(jù)《海綿城市建設技術指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行）》對我國不同地區(qū)提出的年降雨總量控制率的要求，徐州市屬III區(qū)，其年徑流總量控制率α取值范圍為70%≤α≤85%。綜合考慮徐州市水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、城市下墊面現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，并參考類似氣候區(qū)實施低影響開發(fā)建設的實踐經(jīng)驗，確定年降雨總量控制率為75%，其中新建地區(qū)年徑流總量控制率為80%，城市舊改等改造建設區(qū)年徑流總量控制率為60%。按照《室外排水設計規(guī)范（GB50014 2014版）》的規(guī)定，徐州市雨水管渠設計重現(xiàn)期一般地區(qū)為3～5年，重要地區(qū)為5～10年，地下通道和下沉式廣場等易澇地區(qū)的雨水管渠設計重現(xiàn)期應為30年及以上。規(guī)劃徐州市內(nèi)澇防治設計重現(xiàn)期為30年，即通過采取綜合措施，有效應對不低于30年一遇的暴雨。

城市排水防澇系統(tǒng)包括城市雨水管網(wǎng)、排澇泵站、排澇河道（城市內(nèi)河）、湖泊、其他城市雨水調(diào)蓄設施等。城市排水防澇系統(tǒng)所排除的城市內(nèi)部雨水最終的承泄水體是城市外河，因此城市防洪設計水位對城市排水防澇的設計具有直接影響，在討論城市排水防澇問題時，還須做好與城市防洪標準的銜接。

三、排水體制的選擇

現(xiàn)階段可供選擇的排水體制有合流制、截流式合流制、分流制三種。隨著分流制建設過程中各種問題的出現(xiàn)，因此也逐漸認識到分流制并不適合所有城市。做城市排水防澇綜合規(guī)劃應遵循保護水環(huán)境的原則，并充分考慮規(guī)劃實施的可行性，因地制宜地確定城市各排水分區(qū)的排水體制。徐州市城市排水防澇規(guī)劃對城市排水分區(qū)的排水體制進行了具體劃分：城市新建區(qū)、老城區(qū)的改造地區(qū)，按分流制設計并實施海綿城市建設，從源頭上控制初雨污染；老城區(qū)不具備改造條件的地段，可采用截流式合流制，應采取截流、調(diào)蓄、處理相結合的措施；近期不具備雨污分流條件，遠期具備條件的排水系統(tǒng)，在近期可通過截流、調(diào)蓄、處理相結合的措施，解決系統(tǒng)雨天溢流污染。

四、雨水系統(tǒng)規(guī)劃

城市雨水系統(tǒng)是影響城市排水功能的重要因素，尤其對于暴雨雨量集中的徐州市，道路積水及低洼地區(qū)排水困難是城市排水需解決的主要問題。造成徐州市雨季積水的原因主要有：城市山丘缺少攔山截水溝，雨水直接下泄；雨水管道系統(tǒng)不健全或斷面尺寸?。挥晁O施設置不當，雨水口設置過少，導致收水不及時；低洼地區(qū)雨水管道系統(tǒng)淤積、河水頂托導致排水不暢；城市開發(fā)建設及其他工程施工中破壞了排水設施，使排水斷面減少，造成積水；下穿式立交泵站積水嚴重，除維護、管理、提升能力低等泵站自身原因外，泵站收水、出水系統(tǒng)不完善及立交無截流設施也是造成立交積水的重要因素。

針對上述問題，在編制徐州市城市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃時，著重解決了以下問題：①對市民反應強烈及對城市排水影響較大的地段，設置攔山截水溝截流山水，以減少城市下游排水系統(tǒng)的壓力。②選擇適當?shù)呐潘畼藴剩绕涫翘岣叱鞘泻拥赖某凉硺藴?，以確保降水時，雨水排放不受河道水位的頂托。雨水設計標準選用3～5年一遇，重點地區(qū)5～10年一遇，丁萬河等城市主要排水河道的除澇標準提高到30年一遇。③選用適于城市發(fā)展的暴雨強度計算公式。由于城市面積擴大，徑流系數(shù)增大，原公式已不適于城市實際情況，經(jīng)有關部門多年調(diào)研，調(diào)整徐州市暴雨強度公式為q=（16.007+11.481lgP）/（t+17.217）0.7069。利用該公式計算不同重現(xiàn)期暴雨強度與原公式計算結果對比，可以看出新暴雨強度公式的計算值比舊公式的計算值有了大幅度提高，最大提高30.47%。并且隨暴雨重現(xiàn)期的增加，提高幅度更加明顯，據(jù)此計算的雨水管徑比原公式計算的管徑明顯增大，達到了切實滿足雨水排放標準的目的。④分片區(qū)做好雨水系統(tǒng)規(guī)劃，結合自然地形特征、道路、河道圍合的區(qū)域劃分排水分區(qū)，每個分區(qū)形成完整的排水體系，按照就近入河的原則規(guī)劃雨水管道系統(tǒng)，計算雨水管徑。⑤理順低洼地區(qū)如三八河片區(qū)及奎河沿岸的排水系統(tǒng)，采取截流、擴大排水斷面、抬高地面標高、設置排水泵站等措施。⑥提高立交泵站的排水能力，同時對進、出水系統(tǒng)加以改造，使之與泵站的排水能力相匹配。采取截流措施，截流立交以外的雨水進入立交外圍雨水管道或河道，減少立交泵站的排水范圍。

五、結語

城市排澇設計確定排澇設施規(guī)模及布局、指導城市排澇設施建設，對城市排澇具有重要的意義。因此要對規(guī)劃范圍排水現(xiàn)狀充分調(diào)研并加以正確分析，進行內(nèi)澇風險評估；系統(tǒng)考慮城市排水，合理確定片區(qū)排水線路，通過計算與模擬確定最優(yōu)排水方案；充分結合海綿城市理念進行城市排水防澇規(guī)劃等工作對于城市排水防澇規(guī)劃的編制就顯得尤為重要。城市排水設施建設和管理對于城市防澇同樣重要，提高管理水平及應急反應能力，加強對排澇設施的維護，使排澇系統(tǒng)達到設計能力，才能保證城市安全良性發(fā)展■

（作者單位：1.徐州市水利建筑設計研究院 221000 2.徐州市防汛防旱搶險中心 221000）