城市排水防涝规划编制要点探讨<br/>——以常州为例

城市排水防涝规划编制要点探讨
——以常州为例

2014-09-13王国荣李正兆杨宇栋

常州工学院学报 2014年6期

王国荣，李正兆，杨宇栋

(1常州市规划局，江苏常州213022；2常州市规划设计院，江苏常州213002)

近年来城市暴雨呈频发态势，加之城市不透水面积不断扩大，调蓄水体持续减少，雨水管网设计标准偏低等因素，致使众多城市发生了暴雨内涝，严重影响正常的生产生活秩序。住房和城乡建设部2010年对32个省351个城市的内涝情况调研显示，自2008年起，有213个城市发生过不同程度的积水内涝，占调查城市的62%，内涝发生3 次以上的城市有137 个。[1]为此，国务院办公厅发布通知要求，2014年底前，要在摸清现状基础上，编制完成城市排水防涝设施建设规划，构建城市排水防涝工程体系。[2]

常州地处长三角腹地，北枕长江、南临太湖，雨量充沛，易产生梅雨型、台风型、强对流型暴雨，遭遇洪涝侵袭的频次较高。在城市化进程中，大量调蓄水面被填没，地面硬质化严重，2011—2012年连续3次强降雨造成城区多处受涝[3]，折射出城市排水系统的脆弱，应尽快编制符合常州客观实际的排水防涝综合规划。

按照住房和城乡建设部《城市排水(雨水)防涝综合规划编制大纲》[4](以下简称《大纲》)要求，结合常州平原水网城市特点，提出应着重从内涝风险评估、规划标准研究、防涝工程体系完善等三方面开展编制工作，并对三方面进行了较为详细的阐述，为同类城市的相关规划编制提供借鉴和参考。

1 内涝风险评估

暴雨内涝风险评估是规划编制的基础。内涝风险评估可明确城市内涝风险区分布，有效识别风险源，为后续规划措施的制定提供依据。

1.1 现状排水分区

排水分区是暴雨内涝风险评估的基本单元。遵循城市防洪格局、河网分布等，根据雨水管网权属单位的普查资料及雨水管道施工图资料等，摸清城市雨水管网现状，明确现状城市排水分区。

1.2 建立模型

为科学评估现有设施排水能力及内涝风险，《大纲》[4]推荐使用水力模型。针对常州城河相依的特点，在太湖流域水网模型的基础上，研发了更具实用性的城市雨洪管网与流域河网耦合模型。[5]该模型将管网模型和河网模型耦合为一个整体进行水动力计算，能够真实反映城区河网系统与市政排水管网系统的相互关系及其相互影响，模拟城市大排水系统的状态和能力。

模型建立的难点在于参数的率定。选用常州地区典型雨型，根据历年城市积水点(积水范围、积水深度、积水时长等)统计资料，率定模型参数，并选取典型区域，进一步校核参数。积水深度模拟值与调查实测值之间的相关系数达0.85，基本满足精度要求。[5]

1.3 评估体系

内涝灾害风险因子主要包括危险性、暴露性和脆弱性等。[6]危险性因子含管网排水能力、泵站能力、河网调蓄能力等；脆弱性因子含地面高程、下垫面组成、河网间距、退水时长、排水体制等；暴露性因子含区域人口密度、地区重要程度等，合计10个子项，并按权重赋予分值。

1.4 评估结果

根据水力模拟结果和风险指标体系，最终形成各种设计雨型下常州中心城区暴雨内涝风险分布图。图1为30年一遇设计雨型，最大小时雨量按3年一遇控制形成的内涝风险图。

图1 常州中心城区暴雨内涝风险分布图

2 规划标准制定

规划标准体系是城市排水防涝工程建设的目标，也是后续规划以及工程设计的重要依据。根据相关标准规范要求，结合常州实际，分析雨水管渠设计标准、内涝防治标准等标准取值，并探讨了径流系数和径流污染控制指标的取值。

2.1 暴雨强度公式

常州市区新暴雨强度公式采用年最大值法[7]率定，并于2013年7月起执行。常州地区新、老暴雨强度公式在重现期取1年和2年的条件下，降雨强度分别提高了21.1%和13.2%。[8]

2.2 雨水管渠设计重现期

GB 50014—2006 《室外排水设计规范(2014年版)》[9](以下简称《室外排水设计规范》)中雨水管渠设计重现期有所提高，常州宜采用规定的上限。鉴于常州地区新暴雨强度公式的暴雨强度提高幅度较大[8]，折减系数m取消后，设计流量也将明显提高。综合考虑经济性、可实施性，常州中心城区雨水管渠设计重现期一般地区取2～5年，其中：新建地区不低于3年；既有地区改造不低于2年；重要地区不低于5年；地下通道和下沉式广场等取30年。

2.3 内涝防治标准

《室外排水设计规范》[9]中增加了内涝防治设计重现期，并要求应根据当地历史数据合理确定用于校核的降雨历时及该时段内的降雨量分布情况。《城镇内涝防治技术规范》(征求意见稿)[10]提出“一般采用最大3～24 h降雨进行内涝防治设计重现期校核”。

从常州的降雨和排水特点来看，河网汇流通常需3～6 h达到峰值，具有较大内涝威胁的降雨时段均集中在最不利的6 h内。因此建议常州中心城区内涝防治设计重现期采用30年一遇，最大6 h降雨，同频控制最大3 h降雨。

常州现状城市排涝标准采用20年一遇，最大24 h降雨不漫溢，雨量175.7 mm。[11]常州30年一遇，最大24 h降雨量为187.3 mm，经水力模型验算，通过适当新开河道、新建部分排涝闸站即能应对。因此，为适应城市内涝防治需要及管网设计标准的提高，建议中心城区排涝标准采用30年一遇，最大24 h降雨不漫溢，同频控制最大3、6 h降雨。

2.4 径流系数指标

对径流系数控制可以实现从源头上控制雨水外排量。分析常州某新建小区用地指标：车行道路12%、停车场地6%、人行铺地(活动场地)25%、建筑基地22%、绿地35%，综合径流系数约0.65左右。若人行铺地(活动场地)等采用透水铺装，综合径流系数可降至0.5左右，如再采用绿色屋顶、雨水花坛、下凹式绿地等低影响开发措施，径流系数将更低。参照深圳做法[12]，提出常州城市新建小区综合径流系数按照不超过0.5控制，商业、工业地块的综合径流系数可适当放大，但不应超过0.7。

2.5 径流污染控制指标

降雨径流污染已成为影响城市水环境质量的主要原因，有效控制初期雨水污染，可显著改善水环境质量。据常州典型小区实测径流水质数据，须控制相当于5～6 mm降雨产生的径流，才能有效控制径流污染[13]，《室外排水设计规范》[9]建议取4～8 mm，上海提出分流制系统取5 mm[14]。建议参照常州实测数据，初期雨水调蓄量取6 mm，对于菜场、垃圾场站、餐饮集中区等重污染区域，应适当提高收集水量。

3 工程体系完善

根据暴雨内涝风险评估结果，识别城市暴雨内涝风险源，对于平原水网城市应着重从河网水系梳理、排涝设施建设、市政雨水通道安排、易淹易涝片区整治、低影响开发措施落实等方面完善城市排水防涝工程体系。

3.1 水系河网及排涝设施建设

水系河网是平原水网城市的主要涝水行泄通道和调蓄空间。因此，城市防涝体系的构建，首先要梳理城市水系布局，提出河网间距要求，避免排水管道过长影响排水顺畅。对现状淤积严重、过水能力较小的河道进行疏浚整治；缺少调蓄水体的区域，结合城市开发建设，新开河道，并沟通断头浜，增强调蓄容量，提高城市应对暴雨冲击的能力。其次应根据排水水系布局，重新划分汇水区域，按照新的排涝标准要求，校核现有排涝设施规模，通过排涝设施的新建或改造，提升城市雨水外排能力。最后应根据现状地坪标高，优化水位调控方案，充分利用河道调蓄空间，对于局部点状低洼区可自成体系抽排雨水。

3.2 市政雨水通道构建

因管网排水能力较低导致内涝风险较高的区域，可通过构建市政雨水通道，提升排水能力。雨水通道可分为地下雨水干管和地表泄水通道两种。地下雨水干管的安排应综合考虑以下两点：一是统筹兼顾、优化整合，尽量通过一个系统的改造带动周边系统相继达标[15]；二是尽可能结合近期地区改造、道路建设等，同步实施，降低负面社会影响。鉴于常州城河相依、水路并行的城市格局，利用横向地表雨水通道，通过地表径流将超出管网能力的雨水引入河道，是一种经济、高效的措施。对于远离河道、新建管道难度较大、风险较高的片区，利用城市公共绿地等，分散式布置雨水调蓄设施，提升片区防涝能力。

3.3 易淹易涝片整治

易淹易涝片区整治是城市排水防涝工作的当务之急，也是规划编制的重点内容之一。对现状易淹易涝片，应进行全面细致调研分析，明确积水成因，对症下药。首先，制定整治方案应树立系统工程理念，本着从宏观到微观的分析思路，避免“头痛医头、脚痛医脚”，以解决系统出路为先；其次，全面疏浚管网，疏建结合，调查发现管道淤积、堵塞是导致老小区和城中村积水的主要原因[3]；最后，可通过见缝插针地构建下凹式绿地、雨水花坛、透水路面等措施，从源头上削减降雨径流。

常州城区现状易淹易涝片区主要为城中村和老小区，占比高达92%[3]，老小区已完成雨污分流改造，合流制城中村应结合易淹易涝片整治，同步实施雨污分流改造。

下沉式立交、地下通道等城市洼地是内涝风险防范的重中之重[16]，应对上述城市洼地逐一进行调研、评估，分析潜在风险。应确保泵站能力达标，泵站出水安全可靠，同时应采取有效的防止高水进入低水系统的拦截措施。

3.4 低影响开发措施落实

低影响开发指在城市开发建设过程中，通过生态化措施，尽可能维持城市开发建设前后水文特征不变，有效缓解不透水面积增加造成的径流总量、径流峰值与径流污染增加等对环境造成的不利影响。[17]低影响开发设施主要用于控制发生频率高的中小降雨事件的污染负荷，延滞削减暴雨洪峰，弥补传统排水设施的不足。[14]根据内涝风险区分布，因地制宜选择低影响开发设施，并优化组合。选取了常州滨河地区、道路广场、公园绿地、老小区及城中村、新建小区等典型区域，分析低影响开发技术措施的适用性，并提出示范工程建设建议，为低影响开发措施在常州的推广奠定基础。