城市排水系统发展对雨季排水的影响

周欣荣

【摘 要】雨水排水系统作为城市的一项重要基础设施，其在汛期发挥着重要的排涝作用。良好的雨水排水系统可避免发生城市内涝，减少经济损失，保障城市的正常生产生活。就目前的城市排水系统发展情况而言，受经济、技术等方面的限制，普遍存在着流量计算不合理、设计标准不高、空隙容量利用不充分、施工质量差等问题。本文从当前雨水排水系统的现状出发，分析了排水系统存在的问题，并针对问题提出了解决对策。

【关键词】城市；排水系统；汛期；内涝

0.前言

城市是工商业发达、人口密集的地区，其是周边地区的经济、文化政治中心，它在社会发展中具有十分重要的地位。随着城市化进程的不断加快，城市规模的日益扩大，对城市基础设施建设也有了更多更高的要求。排水系统是组成城市基础设施的重要部分，其在市政建设、城市发展中具有重要意义。城市排水系统由污水处理系统和排水管网所组成，主要用于收集、处理城市雨水、生活废水及污水。雨水排水系统在汛期发挥着重要的排涝作用。良好的雨水排水系统可避免发生城市内涝，减少经济损失，保障城市的正常生产生活。

1.雨水排水系统发展现状分析

雨水排水系统，是指收集、处理城市径流的排水设施，它主要由雨水管道、明渠、滞留池、排水泵、雨水入口等设施组成。目前，城市人口的高度集中，城市规模的不断扩大，不但加大了城市（人工流域）面积，同时也改变了资产结构、地貌特征，城市的成灾机制、水文特性都出现了明显的变化。城市面积的增大，加大了径流系数、增加了洪峰流量、加快了洪峰的出现时间。但就目前的城市排水系统发展情况而言，受经济、技术等方面的限制，普遍存在着流量计算不合理、设计标准不高、保守利用空隙容量、施工质量差等问题。

1.1设计标准不高

城市排水系统设计标准，通常以系统可排泄的暴雨的发生频率（或重现期）来表示。受土地利用、地形、气候、经济发展水平、城市化进程等情况的影响，不同国家或同一国家不同城市的排水设计标准也会有所不同。我国城市排水的设计标准多为0.33～1a，通常不超过5a（特殊地区不超过10a），相较于其他国家，我国的设计标准较低。

1.2流量计算公式不合理

在雨水排水系统设计中，雨水流量计算是重要的依据和基础。我国的排水系统流量计算基本上都应用推理公式法，即根据城市的暴雨强度公式计算出雨水流量。该方法中，对暴雨强度、计算公式都进行了一定程度的假定和简化，其与实际情况可能会有较大偏差，所以该方法获得的设计流量难以符合实际的雨水产汇流情况。

1.3保守利用空隙容量

在排水系统设计中，我国引入了折减系数，通过空隙容积调洪，来减小设计流量、管渠断面直径，该方法有效降低了工程造价，但相应地也降低了安全性。在按照满流设计时，还考虑到了空隙容量的利用，这必将使部分管段发生超载，但是在设计规范中，并未对此进行明确的规定。理论上来说，在设计雨水排水系统时，利用空隙容量进行调洪是合理的，但同时也是保守的。

2.雨水排水系统的建设对策

2.1选择合理的设计标准

在确定设计标准时，采用成本效益分析法。设计标准较高的系统，有利于防止地面积水，但其工程造价也相对较高；设计标准较低的系统，工程造价相对更低，但更容易发生地面积水，情况严重者还会带来较大的经济损失。所以在确定设计标准时，要从我国国情出发，综合考虑政治、经济、技术等方面影响，选择合理的设计标准。目前常采用的重现期有：0.25a、0.33a、0.5a、1a、2a、3a、5a、10a八个标准。从实践情况来看，我国排水系统的设计标准存在偏低而单一的问题。较之于欧美国家根据最大径流法设计的5～15a的重现期，我国的重现期为0.5～3a，同时还考虑了空隙容积调洪，二者有着很大差距。所以有必要提高降雨重现期，以降低因地面积水导致的各种损失。笔者认为从现代化、城市化发展需要来看，重现期有必要扩大至1.5a以上，对20a以下的重现期雨强进行重点分析。

2.2使用科学的流量计算方法

近年来，随着计算机技术的飞速发展，对推理公式法局限性认识的不断深入，一些发达国家已经在众多排水系统设计中采用了计算机模型，仅在小型排水系统中沿用推理公式法。计算机模型系统设计，对雨水管渠的设计指标、水利状况的要求更加细致、科学，设计方法和标准更加严谨、科学。我国的《室外排水规范》中规定，雨水管渠设计要使用推理公式法。与计算机模型相比，推理公式法更简便、实用，但其本身的缺陷，更容易导致地面积水、内涝现象。因此，我国的城市排水系统设计，也应当研究应用计算机模式，提高设计流量的精度，提高雨水排水能力。

2.3合理利用空隙容量

推理公式法下计算出的设计流量，在考虑折减系数后，设计流量就会比计算所得值更小，利用管渠空隙来平衡最大径流量，以降低工程造价。然而，该种做法假定了管渠的运行能力等于设计能力，也就是洪灾频率等于设计暴雨频率，设计暴雨频率越高，洪灾的发生频率就越高。另外，排水管渠内的水力状况复杂，推理法无法明确管渠会不会超过满管水位，设计规范也未对此加以规定。这都是导致我国城市频繁发生内涝、积水的主要原因。因此，空隙容量的利用必须具有合理性，对于空隙容积加大的系统，适当的利用是合理的、可行的，但对于空隙容积较小的系统，则不应当利用空隙容积调洪，若仍要采用此方法，就可降低暴雨频率，从而达到合理的排水能力。

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