城市排水 (雨水 )防涝工程的系统架构

城市排水 (雨水 )防涝工程的系统架构

黄杰

临沂市河东区综合行政执法局 山东省临沂市 276034

摘要：近年来我国城市内涝灾害频发,已经造成巨大 经济、财产损失并严重影响了城市的正常安全运行, 受到了媒体、公众和政府的高度重视。很多专家学 者从不同的角度探讨了产生城市内涝的原因和解决 途径,各有建树。为了科学规划建设城市排水(雨 水)防涝工程,抵御城市内涝,本文从工程的角度探讨构建 城市排水(雨水)防涝工程的系统问题。

关键词：防涝工程；系统架构；设计

随着城市的发展，城市排水防涝问题频发，主要表现为城市内涝、水体污染和水资源紧缺，近年来城市内涝问题尤其突出，严重影响城市正常运转，造成财产损失和人员死亡。城市排涝工程设计确定设施规模、布局，并用于指导城市排涝设施建设；排涝系统规划设计水平直接决定城市排涝等级，对城市面对超标雨水下排涝具有重要的意义。但是，要有效防治城市内涝，城市排涝设施建设和管理同样重要。严格按照规划要求实施，确保排涝设施同步或优先建设；提高管理水平，构建智能暴雨预警系统，提前预报城市暴雨和内涝情况，健全防涝预案，提高城市渍涝灾害的应急处理能力；加强城市排涝管网和设施的维护，尤其是管网的清淤维护，应做到常态化；只有这样，才能确保城市排涝系统达到设计排放能力，保证城市安全，促进城市良性发展。

一、城市内涝成因

城市内涝的原因，不仅受到气候的自然条件影响，更多地跟人类的活动有着不可分割的影响。全面把握城市内涝的成因，对制定城市排水防涝规划、有效解约城市内涝问题，有着不可忽视的作用。

1、气候因素使城市遇到暴雨的概率增多。由于全球气候变暖的迹象影响，全球大气气流随着季节的变化也越发显示出异常状况，恶劣天气经常发生，极端天气情况导致降雨量的连续增多，致使多个地区遇到暴风雨的概率增多，有的城市甚至会出现罕见的特大暴雨情况。我国的降雨量有着时间和地点分布不平衡的特征，尤其在夏季时候，城市遭遇短时间快速的大量降水情况增多，这将会导致城市面对暴雨的情况变得严峻，直接影响城市排水系统的运行。另外一方面，随着经济的发展，城市的建筑密度增加，导致城市中心的热量增加，吸收更多的太阳辐射，加上生产生活释放的热量，很容易形成城市的热岛效应，使城市应对暴雨的情况变得更加严峻。在这种情况下，城市的排水防涝就显得更为重要，如何让城市的排水防涝系统做到稳定有效运行，能够抵制气候等自然因素的影响，成为摆在城市发展面前的一个问题。

2、城市规划设计不能很好满足城市化发展的实际需求。目前的城市规划设计虽然已经有了明显发展，但是还是存在诸多问题，不能很好满足城市化发展的实际需求。在目前的城市规划设计中，虽然有了很广的覆盖面，但是在细节方面做得不好，深度还不能满足需求，而排水专业规划，虽然做到了细致性，但是缺乏完整、统一的系统性。防洪工程体系的建设，防止了客水流向城市，城市管网系统的建设，虽然对城市的排水起到了作用，但是对超过雨水管网排水能力的暴雨，缺乏应对能力。管道和河道的结合缺乏系统的规划和设计，使得排水防涝系统不能有效发挥作用，面对突发暴雨情况，做不到协调一致，发挥合力，有效应对，不能适应当前快速的城市化发展情况。

二、城市排水(雨水)防涝工程体系的系统架构

城市是一个人工生态系统,它的生态安全、排水 安全和防灾安全都依赖于相应的工程设施提供保障。城市排水(雨水)防涝工程体系包括对降落在城市区域的雨水进行科学管理、排除地表径流、防止在低洼地区产生内涝和预防河水倒灌进入市区或泛滥成灾的一整套工程设施,这一整套工程设施是防治城市内涝灾害的重要基础条件。为了实现城市排水(雨水)防涝工程体系防灾、减灾的目的,并考虑到定量化规划、设计该工程体系。将城市排水(雨水)防涝工程体系划分为雨水排水管网工程、内涝防治工程、排涝工程和防洪工程。

1、雨水排水管网工程。在城市规划范围以内,都要求建设城市雨水管网排除设计重现期以内的暴雨径流,以便解决城市居民在降雨期间的出行方便问题。降落在城市规划区内的暴雨,产生地表径流以后,从建筑小区、工厂、学校、单位等区域设计地面流向道路,并通过道路边沟进入设置在路边的雨水口进入地下雨水管网系统,雨水管网收集地表径流以后排向下游受纳水体排涝工程或防洪工程。在我国的规划设计理念中,超过雨水管网排水能力的暴雨径流可以暂时蓄存在地表低洼处,待暴雨过后或管网有富余排水能力时再排出,所以一定会产生城市区域内积水问题。据推理公式法设计理论,城市雨水管网的主要设计参数是设计暴 雨强度 [mm/min 或 L/(s· hm2 )]),常用的设计重现期为 2-5 年。

2、内涝防治工程。城市规划区范围以内产生积水问题是一种自然现象,超过城市雨水管网排水能力的暴雨径流聚集在城市低洼地区,造成一定经济或财 产损失即产生内涝灾害。城市内涝灾害是一种发生在城市规划区范围以内新的 自然灾害,这是改革开放以后经济发展带来的,确定城市内涝防治标准,建设城市内涝防御工程是保护市民财产和保证城市快速、安全运行的需求。城市区域内规划设计的道路除了保障交通运输的任务以外,还应承担排除雨水的任务,即:排除自身产生的暴雨径流、排除上游和周边区域产生的暴雨径流以及作为输送超标雨水排除的行泄通道。雨水口和检查井都设置在道路之上,源头区域产生的地表径流只能通过道路才能进入雨水管网,超标的暴雨径流一般都聚集在道路之上,只能通过科学合理地设计道路的坡度和断面才能及时排除。因此, 道路设计方法的改进和创新是构建城市内涝防治工程体系的关键。

3、排涝工程。城市排涝工程是保证城市运行安全的工程设施,是城市雨水管网和城市内涝防治工程的下游排水通道,由河道和排涝泵站等工程设施组成,是保证城市雨水排水工程和城市内涝防治工程正常工作的重要工程设施。城市排涝工程采用与设计暴雨强度相关的排涝模数进行设计,设计标准一般为设计重现期 20 年, 设计依据一般为城市或区域的水文手册,主要由水利工程师负责设计。 排涝工程的设计水位超过城市雨水管网和城市内涝防治工程的下游设计水位标高,就会对城市雨水管网和城市内涝防治工程的造成顶托,影响排水能力。如果水位过高就会通过城市雨水管网和城市内涝防治工程设施倒灌进城市规划区范围以内,形成严重内涝灾害。目前城市排涝工程的设计方法是从农田排涝发展而来,排水时间等设计参数还应该从城市的需求来考虑,模型技术的推广应用也应予以重视。

4、防洪工程。城市防洪工程是保障城市安全的工程设施,是保证城市免受洪水灾害的工程设施。它是城市排水、防涝和排涝工程的下游排水通道,对城市内涝防治的作用非常重要。城市防洪工程一般采用设计流量作为设计参数,设计标准一般50年以上,设计流量通过对观测河流的洪峰流量进行数理统计的方法确定,设计水位是城市排水、防涝和排涝工程的重要设计参数。城市防洪工程超过设计洪水位以后,所有的排水设施,包括城市排水、防涝和排涝工程都会失效,将产生严重洪涝灾害。

我国的城市排水防涝规划的研究和学习，需要在实践中得到不断发展和完善。在规划的制定过程中，要重视对城市内涝的原因，结合国外先进的技术理念，发挥我国现有的人力、技术资源，根据最新的政策法规，加强对城市的排水抗涝能力的研究和提升。

参考文献：

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