熊 亞

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430000）

近年來，受環(huán)球氣候因素的影響，我國(guó)中南部地區(qū)在進(jìn)入到雨季后，集中性強(qiáng)降雨天氣增多，同時(shí)由于城市排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)上存在的問題，導(dǎo)致各地城市內(nèi)澇現(xiàn)象層出不窮，嚴(yán)重影響了人們的正常生活與出行；并且內(nèi)澇帶來的泥水、污水等也影響了城市的環(huán)境。要想解決這些問題，就需要從城市的排水規(guī)劃設(shè)計(jì)方面入手，在充分調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，提出解決方案，從而提升城市的排水防澇能力，營(yíng)造出良好的城市環(huán)境。

1 概述

1.1 做好城市排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)的必要性

城市化的建設(shè)，有賴于各項(xiàng)完善的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，才能夠滿足城市居民的日常生產(chǎn)、生活需求，保持城市內(nèi)良好的生活環(huán)境。其中城市排水防澇系統(tǒng)就是基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)于城市污水以及雨水的及時(shí)排出、避免影響城市環(huán)境、污染水資源有著重要的作用。城市內(nèi)的人群分布較為密集，每日所排放的生活污水很多，城市周邊的諸多企業(yè)也需要排放大量的生產(chǎn)污水，如果不能集中處理，而是隨意排放，或者因排水能力不足產(chǎn)生溢流污染，那么必然會(huì)影響到城市的環(huán)境，導(dǎo)致水資源更加緊缺。同時(shí)在降水較多的時(shí)期，雨水若無法及時(shí)排出，在城市內(nèi)積聚形成內(nèi)澇，不僅影響出行，帶來生活上的不便，損害城市形象，更會(huì)威脅到城市居民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，必須做好城市的排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)，只有合理的設(shè)計(jì)才能保證城市污水以及雨水及時(shí)排出，從而維護(hù)城市內(nèi)的良好環(huán)境，保障城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 城市排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則與要點(diǎn)

1.2.1 城市排水規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

（1）滿足城市整體規(guī)劃原則。城市排水系統(tǒng)是城市建設(shè)中的基礎(chǔ)部分，與城市的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，因此其必須在滿足城市整體規(guī)劃的前提下來開展排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，如此才能保證排水系統(tǒng)的合理性與可行性，并且保證城市整體規(guī)劃的完整性。

（2）保護(hù)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的原則。城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，其最終目的就是為了保護(hù)水資源以及城市環(huán)境，減少水污染以及環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)城市的持續(xù)性發(fā)展。因此在進(jìn)行城市排水防澇體系的設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，必須時(shí)刻秉承可持續(xù)發(fā)展的理念，對(duì)城市排水系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃，保證滿足城市內(nèi)污水以及雨水的排放需求。

1.2.2 城市排水規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行城市排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，可按照以下要點(diǎn)來指導(dǎo)設(shè)計(jì)。第一，保證排水的順暢與安全。要適當(dāng)提高設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并且加強(qiáng)施工過程中的管理，保證排水系統(tǒng)施工的質(zhì)量，使整個(gè)污水以及雨水能夠安全排放。第二，注意城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在進(jìn)行排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能地維護(hù)城市原有的山林、水系生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。第三，進(jìn)行污水的有效處理，污水不得直接排放到流域或者土壤中，必須經(jīng)過有效處理，因此必須合理的設(shè)計(jì)污水處理廠以及中轉(zhuǎn)站，避免直接排放造成的水體污染與土壤污染。第四，合理預(yù)測(cè)排水量。根據(jù)當(dāng)前的氣候、居民數(shù)量、工廠的生產(chǎn)規(guī)模等實(shí)際情況，來合理預(yù)計(jì)排水量，根據(jù)排水量設(shè)計(jì)相應(yīng)的排水系統(tǒng)管渠尺寸、規(guī)模結(jié)構(gòu)等，滿足各項(xiàng)排水的需求。

2 問題分析

2.1 設(shè)計(jì)理念落后

當(dāng)前部分城市在進(jìn)行排水防澇的治理時(shí)，大多都追求以“短、平、快”為設(shè)計(jì)理念，但是卻忽視了其他方面的影響因素。一方面，在進(jìn)行排水規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，只重視問題段排水管網(wǎng)的建設(shè)，但是沒有考慮到海綿城市建設(shè)所帶來的雨量削減，以及局部管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高帶來的下游排水量增加，導(dǎo)致下游排水系統(tǒng)壓力增大。另一方面，在進(jìn)行排水時(shí)，只考慮到了排水量，而忽視水質(zhì)的控制。由于缺乏對(duì)雨水的治理，導(dǎo)致許多地表污染物跟隨降雨過程經(jīng)沖刷進(jìn)入雨水管渠系統(tǒng)，造成管網(wǎng)的於堵、損壞以及水體的污染。

2.2 設(shè)計(jì)方法滯后

我國(guó)在進(jìn)行城市的防水排澇設(shè)計(jì)時(shí)，大多數(shù)使用推理公式法來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，但是這種方法較為滯后，適用于小規(guī)模城市的排水設(shè)計(jì)，只能計(jì)算出小面積內(nèi)的匯水、均勻產(chǎn)流等情況，因此對(duì)于當(dāng)前大規(guī)模的城市排水系統(tǒng)計(jì)算并不適用，計(jì)算出的結(jié)果也并不準(zhǔn)確可靠。另外，這種設(shè)計(jì)方法只能計(jì)算出單一流量，而無法反映出管渠系統(tǒng)中流量變化，無法保證排水設(shè)計(jì)方案的合理性。

2.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低

城市的排水防澇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)必須進(jìn)行合理的確定，但是結(jié)合我國(guó)目前城市排水防澇設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來看，大多數(shù)城市存在著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明顯偏低的問題。這就造成了一旦降水量超出設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，地面的雨水就無法及時(shí)排出，進(jìn)而引發(fā)城市內(nèi)澇問題。造成設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低的原因主要有以下兩方面：第一是在城市排水管網(wǎng)建設(shè)的初期，我國(guó)參考的是蘇聯(lián)地區(qū)的暴雨設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，而該地區(qū)降水情況與我國(guó)相比，降水量很少，因此其標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于我國(guó)來說相對(duì)較低，與我國(guó)的實(shí)際情況并不相符。第二，近年來，受多方因素的影響，我國(guó)集中性的暴雨天氣增多，降雨量的增多造成原有城市的排水標(biāo)準(zhǔn)變低，無法滿足當(dāng)下的排水需求。

2.4 排水管道材質(zhì)的選擇問題

排水管道的材質(zhì)與質(zhì)量對(duì)于排水的效果有著關(guān)鍵性的影響，如果管道的質(zhì)量不合格，不僅會(huì)影響排水的效率，還會(huì)造成污水的滲漏、擴(kuò)散，造成環(huán)境污染，因此必須重視管道的選型與質(zhì)量問題。早期有些城市在進(jìn)行排水防澇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，為了節(jié)約成本，通常會(huì)選擇價(jià)格較低的平口鋼筋混凝土排水管道，但是該種材質(zhì)的管道容易被腐蝕，導(dǎo)致在使用過程中容易出現(xiàn)滲漏，甚至管道斷裂、坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，通常使用壽命較短，需要經(jīng)常進(jìn)行更換。另外也有使用UPVC材質(zhì)的管道，雖然抗腐蝕性能較強(qiáng)，但是該種材質(zhì)的管道市場(chǎng)上品種多樣，管材質(zhì)量無法保障，導(dǎo)致實(shí)際的使用年限并不能達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限。

2.5 雨污分流問題

雖然我國(guó)新建的地區(qū)實(shí)行了雨污分流，但是一些老城區(qū)或城中村仍然沿用雨污合流的模式，污水直接排放到水體當(dāng)中。這種模式的弊端明顯可見，如在旱季與雨季管道內(nèi)的水質(zhì)、排水量的變化較大，易對(duì)污水廠的污水處理形成沖擊，影響出水水質(zhì)穩(wěn)定；截流式排水系統(tǒng)中易發(fā)生合流污水溢流，造成水體污染；如果降雨量大，會(huì)造成雨污混合的污水倒灌入居民屋內(nèi)，給居民帶來生活上的不便以及經(jīng)濟(jì)上的損失。在這些城市地區(qū)如果進(jìn)行雨污分流的改造，會(huì)受很多條件的限制，例如城市的地下管線已成型，并且許多管道交錯(cuò)復(fù)雜；地面住宅分布密集，巷道狹窄；這些因素都導(dǎo)致了進(jìn)行雨污分流改造的難度非常大。

3 解決對(duì)策分析

3.1 合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)

要想保證城市排水防澇系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性，必須充分考慮多方面的因素，例如城市的氣候、降水量、地勢(shì)、周邊的水域、生活污水以及工業(yè)廢水的排放量等，同時(shí)還要結(jié)合城市整體的發(fā)展速度以及城市規(guī)劃，來進(jìn)行排水防澇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證城市內(nèi)的排水系統(tǒng)具有足夠的排水能力以及凈化能力，還要保障排水系統(tǒng)能夠達(dá)到較長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命。另外，在設(shè)計(jì)城市的防澇系統(tǒng)時(shí)，不能僅僅依據(jù)提高雨水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來達(dá)到雨水排放的目標(biāo)，同時(shí)還必須考慮到雨水水質(zhì)的處理和污染控制、內(nèi)澇防治以及雨水的有效利用等內(nèi)容。綜合上述所有的因素，建設(shè)一個(gè)集“滲、滯、蓄、凈、用、排”功能于一體，符合LID設(shè)計(jì)理念的環(huán)境友好型城市。

為了實(shí)現(xiàn)上述一體化的城市排水防澇系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)將其劃分為不同的子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同的排水防澇作用。除了常規(guī)的以排水為主要目的排水管網(wǎng)以及提升泵站外，還應(yīng)當(dāng)配套建設(shè)地勢(shì)綠地、植草溝等設(shè)施來加速雨水的下滲；修建明渠、湖泊、排水深隧等來實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)澇的調(diào)節(jié)與排放；設(shè)置濕地、雨水塘等來實(shí)現(xiàn)地表徑流的治理。

3.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

針對(duì)城市排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法，除了傳統(tǒng)的推理公式法，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)方法上的創(chuàng)新。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，其在城市排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)中能夠?qū)崿F(xiàn)較好的應(yīng)用效果，例如可以利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來構(gòu)建城市的排水模型，該模型能夠?qū)δ炒谓涤戤a(chǎn)生的水量徑流進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模擬，根據(jù)模擬的結(jié)果，能夠準(zhǔn)確地確定排水管渠尺寸、數(shù)量等重要設(shè)計(jì)參數(shù)；還能夠模擬城市內(nèi)的水文循環(huán)，判斷城市易積水區(qū)域范圍，并對(duì)城市的內(nèi)澇進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析。可以看出，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的有效補(bǔ)充，為城市排水防澇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確可靠的參考信息。當(dāng)前在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較多的排水模型主要有SWMM、InfoWorks等，以及國(guó)內(nèi)使用較多的基于SWMM開發(fā)的鴻業(yè)暴雨排水及低影響開發(fā)模擬系統(tǒng)，都起到了非常好的效果，后續(xù)城市排水防澇設(shè)計(jì)中也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理借鑒和應(yīng)用。

3.3 提升設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1 提升排水能力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

為了提升城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)，必須要提高相應(yīng)的雨水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，可以適當(dāng)?shù)貐⒖纪貐^(qū)發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。為了減少城市內(nèi)澇的隱患，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)將新建地區(qū)的雨水管渠暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期提高到2~5年，重點(diǎn)地區(qū)最高可達(dá)10年。在進(jìn)行新建的城市排水防澇系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要以此為基準(zhǔn)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況適當(dāng)提升標(biāo)準(zhǔn)，增加城市排水系統(tǒng)的排水能力以及抗?jié)衬芰?。?duì)于已建成的低標(biāo)準(zhǔn)排水防澇體系，也應(yīng)當(dāng)按照新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐步改造，結(jié)合其他海綿措施建設(shè)提升城市面對(duì)暴雨時(shí)的排水能力以及內(nèi)澇防治的能力。

3.3.2 提升排澇水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)

排澇水質(zhì)也是城市排水防澇系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮的一個(gè)問題，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)按照較高的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)地表徑流污染的有效控制，改善水體污染等問題。對(duì)此我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中只提出了年徑流總量系數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)，但是并沒有明確具體的指標(biāo)，也沒有提出相應(yīng)的徑流污染物控制的標(biāo)準(zhǔn)，這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)城市具體情況，參考國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)，來合理確定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的有效控制。

3.4 控制并優(yōu)化排水管道材質(zhì)與質(zhì)量

針對(duì)當(dāng)前城市排水管道應(yīng)用的混凝土管道以及UPVC管道在質(zhì)量上的缺陷，應(yīng)當(dāng)大力開發(fā)并應(yīng)用新型材料，來彌補(bǔ)傳統(tǒng)排水管道的不足。當(dāng)前一些新型的材料如HDPE排水管、玻璃鋼排水管等，整體來說性價(jià)比較高，并且防腐性能較強(qiáng)，能夠適用于多種土壤環(huán)境下。因此在進(jìn)行城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)所使用的管道材質(zhì)進(jìn)行綜合對(duì)比、合理選擇，保證管道系統(tǒng)在設(shè)計(jì)年限內(nèi)的正常使用。

3.5 開展雨污分流改造，嚴(yán)格控制污水排放

雖然雨污分流改造存在較大的難度，但是就目前我國(guó)的實(shí)際情況來看，雨污分流的改造是必然的趨勢(shì)，只有這樣才能緩解當(dāng)前城市排水系統(tǒng)的壓力，也能夠避免污水造成的水污染與環(huán)境污染。基于整體性改造上存在的難度，可以分步進(jìn)行雨污分流的改造，具體措施如下：第一，對(duì)城市原有的雨污合流排水系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，確定近遠(yuǎn)期改造實(shí)施計(jì)劃，按從主到次的原則新建獨(dú)立雨、污水管道，分區(qū)逐步完成雨污分流改造。第二，暫不具備改造的地區(qū)采用末端污水截流，選擇合適截留倍數(shù)，使旱季污水進(jìn)入污水系統(tǒng)。第三，雨、污水管道建設(shè)完成后，對(duì)片區(qū)進(jìn)行管網(wǎng)排查及錯(cuò)混接改造，廢除截流設(shè)施，徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流的改造目標(biāo)。第四，加大對(duì)污水排放的整治力度，企業(yè)的生產(chǎn)廢水必須要經(jīng)過處理，達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行排放，杜絕未處理的污水直接排放至排污管道體系當(dāng)中。

4 結(jié)束語

綜合上述分析，當(dāng)前我國(guó)大多城市在排水防澇方面都存在著一系列的問題，包括暴雨排放能力不足、城市內(nèi)澇嚴(yán)重、水體污染嚴(yán)重等，針對(duì)這些問題，需要從根源上做好排水防澇系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與改造。通過從應(yīng)用新方法、提升設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、提高管道質(zhì)量以及雨污分流改造等方面入手，全面提高城市排水防澇的能力，進(jìn)而為城市居民營(yíng)造出良好的城市環(huán)境。