新排水標(biāo)準(zhǔn)下現(xiàn)狀排水系統(tǒng)的改造與提升——以淄博市中心城區(qū)為例

潘忠秀

（淄博市規(guī)劃設(shè)計研究院，山東淄博 255000）

0 引言

近年來，我國城市內(nèi)澇逐漸呈多發(fā)、頻發(fā)、加重態(tài)勢，城市的交通安全、生產(chǎn)運營、人民生活、環(huán)境衛(wèi)生等正日益受到城市內(nèi)澇的嚴(yán)重影響和危害。為提高城市排水能力，解決城市內(nèi)澇，2014版《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）全面修訂了雨水管渠的設(shè)計重現(xiàn)期（見表1)。

表1 雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期一覽表（單位：a）

相對于2011版《室外排水設(shè)計規(guī)范》對雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期的規(guī)定：一般地區(qū)重現(xiàn)期應(yīng)采用1～3 a，重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)，應(yīng)采用3～5 a，并應(yīng)與道路設(shè)計協(xié)調(diào)，經(jīng)濟條件較好或有特殊要求的地區(qū)宜采用規(guī)定的上限。特別重要地區(qū)可采用10 a或以上。

根據(jù)新舊版規(guī)范的對比，2014版排水規(guī)范對雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期的要求比2011版提高了1～3個檔次。在2013年，淄博市政府已全面提高了淄博市中心城區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)：“新建、改建、擴建城市主次干道雨水管道設(shè)計的暴雨重現(xiàn)期一般不小于2 a一遇標(biāo)準(zhǔn)；其它城市道路雨水管道設(shè)計的暴雨重現(xiàn)期應(yīng)不小于1 a一遇標(biāo)準(zhǔn)。主要河道防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達到50～100 a一遇標(biāo)準(zhǔn)。所有城市排澇泵站大于10 a一遇標(biāo)準(zhǔn)，河道排澇大于20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

排水標(biāo)準(zhǔn)提高了，需要的雨水管渠斷面和排水流量增大，舊的雨水管渠系統(tǒng)無法滿足新標(biāo)準(zhǔn)的排水流量和管渠斷面的要求，需要進行改造。但是雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計使用年限都在30 a以上，如果把現(xiàn)有的管渠系統(tǒng)都拆除重建，一方面投資巨大，地方財政難以承受；另一方面也會造成巨大的固定資產(chǎn)流失和浪費。特別是在老城區(qū)、建成區(qū)、城市中央?yún)^(qū)，受地下空間、現(xiàn)狀建構(gòu)筑物等已有條件的制約，雨水管渠的改造、新建更是困難重重，幾無可能。

在滿足新標(biāo)準(zhǔn)的前提下如何做到現(xiàn)狀雨水管渠的利用與改造相結(jié)合，把投資費用、建設(shè)難度降到最低，是規(guī)劃設(shè)計人員在具體工作中需要面臨和解決的問題。下面針對淄博市中心城區(qū)的排水設(shè)施現(xiàn)狀提出幾點看法及改造意見。

1 中心城區(qū)雨水排水設(shè)施現(xiàn)狀

1.1 城市類型及排水標(biāo)準(zhǔn)

淄博市中心城區(qū)南起淄河大道、北至黃河大道、西起原山大道、東至魯山大道，規(guī)劃面積260 km2，現(xiàn)狀人口89萬人，至2020年規(guī)劃人口為132萬人。按照城市等級及中心城區(qū)規(guī)劃人口數(shù)劃分，淄博市屬于大城市類型。中心城區(qū)現(xiàn)狀城市道路雨水管渠系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：一般地區(qū)滿足1 a一遇雨水標(biāo)準(zhǔn)，重要干道、重要地區(qū)滿足2 a一遇雨水標(biāo)準(zhǔn)，雨水泵站滿足5 a一遇雨水標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 設(shè)計暴雨量

根據(jù)淄博市張店區(qū)暴雨強度公式計算，2 a一遇暴雨設(shè)計水量比1 a一遇暴雨設(shè)計水量增大25%～32%，5 a一遇暴雨設(shè)計水量比2 a一遇暴雨設(shè)計水量增大20%～27%，10 a一遇暴雨設(shè)計水量比5 a一遇暴雨設(shè)計水量增大14%～21%，20 a一遇暴雨設(shè)計水量比5 a一遇暴雨設(shè)計水量增大34%～50%，降雨歷時高時取高值（按t=5～120 min，折減系數(shù)m取同一值計算）。

1.3 雨水設(shè)施現(xiàn)狀

中心城區(qū)雨水管渠當(dāng)管高大于或等于1.0 m時，以磚砌方溝為主，管高小于1.0 m時，以鋼筋混凝土管道為主。新城區(qū)道路雙側(cè)均布置雨水管線，一側(cè)為主管道，主要排街坊及路面雨水，一側(cè)為支管，主要排路面雨水。老城區(qū)當(dāng)機動車道寬度小于或等于14 m時，為單側(cè)設(shè)置雨水管道，機動車道寬度大于14 m時，雨水管道為道路雙側(cè)設(shè)置。城區(qū)內(nèi)雨水經(jīng)管道匯集后分段就近排入河道，其中玉龍河為景觀河，河道分段設(shè)置橡皮壩蓄水，為了減少景觀水流失，雨水管渠排玉龍河出水口均設(shè)閘門，排其它河道未設(shè)閘門。

2 現(xiàn)狀雨水管渠利用與改造措施

2.1 改造標(biāo)準(zhǔn)

對于不滿足新標(biāo)準(zhǔn)的舊的雨水管渠系統(tǒng)，考慮舊路改造存在現(xiàn)狀管線復(fù)雜、管道線位緊張、標(biāo)高受限等實際情況，按以下標(biāo)準(zhǔn)進行改造：一般地區(qū)滿足2 a一遇雨水標(biāo)準(zhǔn)，重要干道、重要地區(qū)滿足5 a一遇雨水標(biāo)準(zhǔn)，雨水泵站滿足20 a一遇雨水標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 改造原則

管線改造隨道路改造逐步進行升級和完善；管線改造與利用相結(jié)合，降低造價；管線改造與雨水的滲、蓄、用等工程措施相結(jié)合，促進雨水利用。

2.3 改造措施

結(jié)合區(qū)域情況，采用多種措施、多種組合，因地制宜、經(jīng)濟合理地提高現(xiàn)有管網(wǎng)排水能力，而不是一味拆除、新建。

2.3.1 措施一：保留道路雨水主管道，改造雨水支管

對于道路雙側(cè)設(shè)置雨水管道的區(qū)段，改造時可以保留雨水主管道，僅對支管進行改造。即：將雨水支管拆除后，在原位置增設(shè)雨水副管，管道斷面滿足兩側(cè)雨水管道同時工作時排出的雨水量不小于其匯水區(qū)域內(nèi)設(shè)計雨水量的要求，同時在兩側(cè)雨水管道之間的適當(dāng)位置增設(shè)雨水連通管，分流主管的雨水量以達到提高排水能力的要求。

2.3.2 措施二：保留現(xiàn)狀雨水管道，同時增設(shè)雨水副管

對于市政道路雨水管道為單側(cè)設(shè)置的區(qū)段，保留現(xiàn)狀雨水管道，并在道路另一側(cè)增設(shè)雨水副管。在兩側(cè)雨水管道適當(dāng)位置增設(shè)雨水連通管，提高系統(tǒng)排水能力。

2.3.3 措施三：對雨水方溝進行局部改造，加大過水流量

張店地區(qū)地形平坦，河道均為內(nèi)河，屬雨源型河流，主要承擔(dān)防洪排澇的功能，河深為3 m左右。市政排水管渠多為扁寬的雨水方溝，在方溝覆土允許的情況下，為增加雨水排放量，可以將雨水方溝側(cè)墻加高，如將方溝斷面B×H=1 400mm×1 000mm加高到B×H=1 400 mm×1 400 mm的雨水方溝，過水?dāng)嗝嬖黾?0%，以滿足設(shè)計雨水量排放要求。當(dāng)雨水方溝位于人行道或綠化帶下時，該方案簡單易行。當(dāng)方溝位于車行道下時，需要通過結(jié)構(gòu)驗算確定方溝基礎(chǔ)是否滿足要求，方溝側(cè)墻和蓋板是否需要采取加固措施。

2.3.4 措施四：對排河口進行改造

當(dāng)?shù)缆穬蓚?cè)雨水主管與副管合并排河時，改造合并后的管段及排河口；當(dāng)雨水主管道與副管分別排河時，改造或增設(shè)副管排河口。排河出水口斷面不應(yīng)小于其對應(yīng)的排水管渠斷面。出水口的位置設(shè)于河道閘壩的下游，為了排水安全通暢，出水口處取消閘門。

2.3.5 措施五：結(jié)合道路橋梁位置增設(shè)雨水導(dǎo)流設(shè)施

中心城區(qū)內(nèi)因為河道較淺，道路橋梁設(shè)計為了滿足防洪要求，橋面標(biāo)高一般高于兩側(cè)地面標(biāo)高，導(dǎo)致道路設(shè)計低點偏離河道位置，不利于超標(biāo)準(zhǔn)雨水依靠地面徑流排入河道。可以將道路低點位置對應(yīng)的路緣石降低改造為排水簸箕口形式，穿人行道處設(shè)置地面式排水槽將雨水引入河道，提高城市超標(biāo)準(zhǔn)雨水排水能力。

2.3.6 措施六：結(jié)合綠地、現(xiàn)有湖泊水系，增設(shè)雨水調(diào)蓄水池

根據(jù)淄博市中心城區(qū)暴雨強度公式計算，2 a一遇暴雨徑流量比1 a一遇暴雨徑流量增大71 m3/hm2，5 a一遇暴雨徑流量比2 a一遇暴雨徑流量增大60 m3/hm2，10 a一遇暴雨徑流量比5 a一遇暴雨徑流量增大58 m3/hm2，20 a一遇暴雨徑流量量比5 a一遇暴雨徑流量增大118 m3/hm2(按降雨歷時t=120 min、綜合徑流系數(shù)ψ=0.6計算）。上述增加的徑流量×匯水面積=調(diào)蓄水池有效容積。所以在不改造原有管道系統(tǒng)的前提下，可以通過設(shè)置雨水調(diào)蓄水池來解決增加的設(shè)計徑流量。如通過小區(qū)內(nèi)景觀水池；小區(qū)、公園、道路兩側(cè)下凹式綠地；現(xiàn)有湖泊水系的改造、利用，可大大提高城市的雨水調(diào)蓄能力，提高城市超標(biāo)準(zhǔn)降雨的承受能力。通過對城市綠地、湖泊水系的充分利用，以提高城市排水能力空間巨大，也是系統(tǒng)改造費用最省、建設(shè)成果最高的一種改造方法，但需進行系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、調(diào)控和管理。

2.3.7 措施七：調(diào)整匯水區(qū)域，化整為零

打破現(xiàn)狀雨水主干管匯水區(qū)域格局，將鄰近的雨水支管改造為雨水干管，分流雨水主干管的雨水，就近排入河道，現(xiàn)有的雨水主干管無需改造，繼續(xù)利用。該方案以道路實施改造的先后順序進行調(diào)整和完善。

以上幾種措施的選用，應(yīng)根據(jù)工程項目具體特點經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。在同一管渠系統(tǒng)上可以采取一種措施，也可以選取兩種或多種措施的組合。目的是以最小的代價，取得最優(yōu)的效果。

3 收水設(shè)施的改造

市政道路雨水管渠系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提高了，排水量增加，與之相關(guān)的雨水口等收水設(shè)施也需要相應(yīng)地增加，否則管線改造沒有意義。特別是在改造初期，市政道路雨水管道滿足2 a一遇排水要求，而其匯水區(qū)域內(nèi)的舊小區(qū)或單位的雨水管道系統(tǒng)還是1a一遇的標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)準(zhǔn)的雨水靠地面徑流排入市政道路，主要靠市政道路的雨水口收水，所以市政道路增設(shè)雨水口就顯得尤為重要。同時要求雨水口連接管的管徑與之相匹配。

3.1 道路雨水口

淄博市道路雨水口的建設(shè)、改造經(jīng)歷了三個階段：早期城市硬化地面少，雨水徑流量較小，城市道路設(shè)計以偏溝及平箅式單箅雨水口為主；中期一度側(cè)重景觀效果和防盜意識，以側(cè)立式雨水口為主；后期又回歸功能，注重收水效果，以偏溝及平箅式雙箅雨水口為主。隨著排水標(biāo)準(zhǔn)的提高，今后應(yīng)多考慮偏溝及平箅式雙、多箅雨水口的設(shè)置。

3.2 下穿地道雨水口

下穿地道雨水泵站排水標(biāo)準(zhǔn)從5 a一遇增加到20 a一遇時，設(shè)計水量增加了50%，其收水設(shè)施也需要相應(yīng)增加，因下穿地道坡度大，一般大于2%，雨水主要集中在低點收集，所以在低點處設(shè)置橫跨道路的截水溝式雨水箅，增強收水效果。

4 終端排水系統(tǒng)的銜接與匹配

市政道路雨水管渠作為小流域排水系統(tǒng)，匯集后的雨水主要排入河道、排洪溝等大流域排水系統(tǒng)。區(qū)內(nèi)河道在中心城區(qū)段滿足30～100 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)要求，但在城區(qū)下游段河道斷面僅滿足10～20 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，河道沿線的石壩、橋梁更成了河道防澇排水的瓶頸，河道上下游排水能力不匹配，導(dǎo)致雨水管渠系統(tǒng)出水口受河道水位頂托，不能正常發(fā)揮排雨水能力。

4.1 提高河道防洪、排澇標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)2013年淄博市中心城區(qū)水系規(guī)劃：河道位于城區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，城郊區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇。對于城區(qū)下游段嚴(yán)重不滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)要求的河道，應(yīng)按規(guī)劃斷面進行開挖疏浚、擴大斷面，包括擋水石壩的拆除、橋梁的改造應(yīng)同步進行。河道開挖寬度可以根據(jù)資金情況分期實施，開挖深度及橋梁改造應(yīng)一步到位。同時規(guī)劃部門要按規(guī)劃河道三線寬度控制河道兩側(cè)用地，預(yù)留出河道改造空間。

4.2 河道岸線標(biāo)高、防洪水位控制

中心城區(qū)的河道多為內(nèi)河，主要承擔(dān)區(qū)域內(nèi)的防洪排澇功能，所以河道岸線標(biāo)高應(yīng)低于河道兩側(cè)用地正常地面標(biāo)高，同時低于市政道路標(biāo)高，以滿足超標(biāo)準(zhǔn)雨水靠地面徑流排入河道。但因部分河道為水利部門實施改造，水利防洪與市政排澇存在理念上的差異，部分河岸沿線高于兩側(cè)用地0.5～2.0 m，大大降低了河道排澇功能，且易發(fā)生河水倒灌的現(xiàn)象。所以排水防澇功能的實現(xiàn)需要靠一系列的標(biāo)高控制來支持，包括河道防洪水位標(biāo)高控制、河道岸線標(biāo)高控制、道路豎向控制、建筑小區(qū)豎向控制等。具體控制原則：從建筑室外地坪→小區(qū)道路→市政道路→河道岸線→防洪水位，標(biāo)高逐級遞減，并滿足規(guī)范要求。

5 排水系統(tǒng)的管理

5.1 清淤維護

市區(qū)雨水管渠系統(tǒng)維護管理現(xiàn)狀：每年雨季之前，對雨水口進行一次清淤，雨水管渠系統(tǒng)清淤的時數(shù)較少，基本是哪里不通清哪里。所以造成雨水管渠系統(tǒng)淤積較普遍，大大降低了管渠系統(tǒng)的排水能力。

建議推動市場化運作方式養(yǎng)護雨水管渠系統(tǒng)：排水行政管理部門將雨、污水管網(wǎng)的養(yǎng)護工作放入市場，實行市場化運作，實現(xiàn)管、養(yǎng)分離，通過分區(qū)分片招投標(biāo)的方式，讓有養(yǎng)護資質(zhì)的單位進行日常的疏通、養(yǎng)護。行政管理部門負(fù)責(zé)對養(yǎng)護工作效果進行考核、末位淘汰、職責(zé)監(jiān)管，提高養(yǎng)護工作的高效性。

同時，可根據(jù)管渠中沉積物的可能性，劃分成若干養(yǎng)護等級，以便對其中水力條件較差，排入管渠的臟物較多，易于堵塞的管渠段，給予重點養(yǎng)護。實踐證明，這樣可以大大提高養(yǎng)護工作的效率。

5.2 打通雨水系統(tǒng)瓶頸

在城區(qū)內(nèi)的市政雨水管道建設(shè)過程中，當(dāng)與其它社會管線標(biāo)高發(fā)生沖突時，經(jīng)常是雨水管道倒虹避讓其它社會管線。因中心城區(qū)地勢平坦、河道較淺，對應(yīng)的雨水管渠系統(tǒng)坡度小、流速小、排水水力條件有限。多數(shù)倒虹管只起到了連通管的作用，其上下游沒有高差，起不到真正意義上倒虹吸的作用，所以采用倒虹的雨水管道很容易淤積堵塞、排水不暢。

對此，建議通過《中心城區(qū)排水防澇規(guī)劃》，統(tǒng)計出區(qū)內(nèi)倒虹管設(shè)置位置、數(shù)量。由相關(guān)部門協(xié)調(diào)社會管線單位，對倒虹的雨水管線及相應(yīng)的社會管線逐步進行改造，也可以隨道路升級改造同步進行，同時對存在倒虹的雨水管渠每年進行清淤。保證雨水管渠系統(tǒng)的排水能力和排水暢通。

5.3 應(yīng)急、預(yù)案

目前，淄博市防汛指揮系統(tǒng)制度建設(shè)較為完善，但缺乏軟件支撐，淄博市洪水預(yù)報和調(diào)度系統(tǒng)僅靠電話聯(lián)系。除大、中、小型水庫實時視頻監(jiān)視外，其余水利工程及除澇設(shè)施缺乏視頻監(jiān)測系統(tǒng)。

對此，建議除了做好常規(guī)的防汛應(yīng)急措施外，應(yīng)增加遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施，如對立交泵站、地下通道等易澇區(qū)和重點區(qū)域的排水進行實時監(jiān)控，設(shè)定各級險情報警水位。以便及時做好應(yīng)急預(yù)案工作，降低損失。

6 結(jié)語

市政道路雨水管渠系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提高了，對現(xiàn)有的不滿足設(shè)計雨水標(biāo)準(zhǔn)的管渠系統(tǒng)的利用與改造，應(yīng)結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)劃，因地制宜地選取合理的解決方案。同時需要道路豎向、土地利用、綠化景觀、河道防洪等專業(yè)設(shè)計的相互協(xié)調(diào)與配合，以最小的投入獲取最大的社會效益和經(jīng)濟效益，并通過工程措施與非工程措施相結(jié)合，筑起安全、經(jīng)濟、高效、生態(tài)的排水防澇體系，為居民的安全出行和城市的安全發(fā)展保駕護航。

[1]GB50014-2006，室外排水設(shè)計規(guī)范[S].

[2]淄博市暴雨強度推導(dǎo)公式[Z].