城市强排系统应对城市内涝的改进设计

郭利文1 梁凯2

1宝鸡市市政工程建设管理处 陕西省 721000；2眉县住房和城乡建设局 陕西省 722300

摘要：本文从城市内涝的原因入手，并针对此，对于城市强排系统应对城市内涝的改进设计措施进行了分析研究。

关键词：城市强排系统；城市内涝；改进设计

一、城市内涝的原因

1、城市排水管网、泵站设计标准不适应中国多强暴雨的情况

中国城市排水系统设计主要借鉴苏联时期的浅埋管网系统，只有个别城市如青岛曾经采用了西欧的地下廊道系统。由于位于欧亚大陆北部温带、寒带地区的前苏联暴雨强度较低，因此城市排水系统适于采用造价相对低廉的浅埋排水管道。但位于欧亚大陆东部的中国，大部被东亚季风所覆盖，夏季暴雨强度很大，采用浅埋的排水管道具有先天的局限性。

2、城市防洪排涝水系规划不完善，河道、湖泊被挤占

不少城市在规划过程中，没有很好规划城市的防洪排涝水系，甚至挤占破坏原来排蓄洪水的天然河道和湖泊，在城市的规划过程中就埋下了城市内涝的隐患。比如，曾经号称“百湖之市”的武汉，新中国成立之初，中心城区湖泊有100多个，锐减至目前的38个，近30年，武汉市湖泊面积减少了228.9平方公里。原来的湖面变成地面，建起一栋栋楼盘。失去湖泊的容纳，洪水就要淹没街区。

3、城市暴雨洪水综合应急能力不足

目前，我国暴雨预警已经比较成熟。但发生暴雨后的灾情应急处理却显得薄弱。这需要城市水务、交通、消防救援等部门的通力合作，综合应对。但频繁发生的城市道路积水阻碍交通，甚至发生人员遇难，说明我们城市应对暴雨洪水的综合应急能力不足。首先是实时监测能力不足，对发生积水的情况掌握不及时；其次是发送水情、警示的能力不足，一旦发生较严重的积水，不能及时提醒行人和车辆绕行，避免车淹人亡的悲剧；三是应急处置能力不足，一旦发生车辆被淹等紧急情况，明显缺乏应对的专业技能和办法。

4、城市建设忽视洪水削减，城市雨水利用未能推广

城市建设，从土地利用的角度而言，就是把原来各种松软透水的农地、林地、草地、水域变成透水性很弱甚至完全不透水的城市建筑、道路、广场。城市建设对地面的硬化，极大削弱了土地对暴雨洪水的削減作用。我国已有鼓励城市雨水利用的政策，但还缺乏系统、一体化的规范和法规，尤其是在概念上把城市雨水利用狭义地理解为雨水资源利用，而缺乏对城市雨水利用在防止洪涝灾害、保护生态环境方面的巨大作用的理解。

5、防涝预警系统不到位

部分城市对防汛工作不够重视，没有建立防涝预报预警系统和防涝预案措施，以至于汛期大雨降临措手不及造成积水。在北京“721暴雨”过程中，京港澳高速公路管理方在公路已被淹没，却未及时关闭公路、继续放行的作法遭到质疑；市民面对灾难不知如何应对、无法及时准确地从官方渠道获取道路积水状况等，更无疑为防汛预警系统不到位敲响了警钟。

二、城市强排系统应对城市内涝的改进设计

1、适当提高雨水主干管道管径

雨水主干管道是进入泵站的最终通路，也是一个排水管网容水的主要空间。工程进行雨水主干管道管径设计时，在计算管径的基础上，进行技术经济比较后，适当提高管径级别，对雨水主干管道进行适当放大，强化管道的存水能力，以使管道具备一定体量的调蓄容积。同时，在暴雨来临前，腾空主干管道，有条件的减少外溢雨水的产生。提高管径的级别，会在已显紧张的城市管道排布空间中造成一定困难，因此此项措施的实施需要同建设管理部门、管线综合编制部门一同协调解决。

2、雨水泵站设计规模考虑一定的安全余量

在雨水排水系统中，处于管网末端的雨水泵站兼有城市防汛排涝的功能，泵站功能的可靠性是一个系统成立的关键因素，泵站规模确定的合理性也成为一个排水系统科学完善的标志。设计规模过小容易造成厂房被淹等事故，若过大则会造成大量的浪费。一般雨水泵站规模的确定是由雨水管道终端的设计流量提供，雨水管道一般按照满管重力流进行设计，由此计算出某地块内的总管道设计雨量进而确定为雨水泵站的规模，且雨水水泵不配备用泵。在实际运行中，中、小雨情况下，雨水在管道中流动，不会溢出管道及检查井，但在出现超设计标准雨量，雨水较大时，管道已承纳不了过多地面雨水，雨水会溢出检查井，在路面形成一定厚度的漫水层，从而造成路面积水，此时管道内雨水已不再是无压重力流，而呈现有压流，因此管道在承压工况下所通过流量会增大。在面对这些挑战时，一些新建区域可以通过提升设计标准、提高管网规模、提升河道容量、设置调蓄管涵等方式整体性解决内涝问题。

在实际工程设计中，考虑到水泵的造价远低于雨水系统管道总造价，而且在降雨重现期P=1年的工况下，增加20%～30%的泵站规模，可以达到排出降雨重现期2年～3年的降雨水平，因此在设计雨水泵站规模时，可以考虑增加一定安全余量，以保证在不过多增加造价和占地面积的前提下提升雨水系统的排水能力。

3、增强城市的暴雨洪水应急处置能力

充分利用自动监测等技术，在易发洪涝灾害的地区布设实施监测设备；及时发布警示信息，避免车辆行人进入水淹阻塞路段；提高内涝应急抢排能力，尽快疏通交通，减少内涝损失；增加快速救援设备，训练专业救援人员，增强生命救援能力。

4、城市建设应以不增加洪水风险为重要设计原则

首先，要充分认识城市雨水的水资源利用、防洪和生态保护的多重功能，树立城市建设的“低影响设计”理念，确立建设项目不能增加洪水风险的观念。其次，要在防洪法和城市规划法等有关法规中应对城市规划、建设项目应提出明确的雨水利用要求，明确提出城市规划必须包含雨水利用规划，为雨水及洪水的调蓄、利用留下足够通道和空间，强制规定新的建设项目必须同步设计、施工、投产雨水利用设施，老的项目也应逐步改造。第三，制定鼓励雨水利用的政策，尤其是建立激励机制，如对雨水利用设施进行补贴等。

5、根据实际排涝情况适当提高设计标准或进行雨污分流改造

排水规划是工程建设的依据，排水工程设计是城市建设的重要步骤。在工程设计中应结合不同城市、不同地区、不同项目的具体情况合理确定设计标准和设计参数。根据规划结合排水范围内的地形、地貌、排水设施现状、河湖水系等情况优化设计方案。

雨水系统排水出路至关重要，为保证区域汛期正常排水要求认真选择排水出路，需要采用泵站强排的区域一定要修建泵站；根据工程情况在满足区域排水要求的前提下，可不采用泵站强排的区域尽量不采用强排方式，以减轻洪峰压力。为逐步改善老城区、地势低洼地区汛期积水问题，应多层次、多渠道筹集资金，结合排水规划进行改造。在工程实施过程中应处理好新老城区、新旧排水系统衔接等问题。在搞好设计工作的同时，应抓好排水工程施工、监理等各个环节，确保工程质量。

立交地道是城市交通枢纽，应适当提高设计标准，为保证雨季地道正常通行，地道应修建独立的排水系统。地道总体设计应采取措施尽量缩小地道收水范围，地道排水设计应坚持低水低排、高水高排的原则，将地道以外的雨水尽可能地排人区域排水系统，严格控制地道以外“客水”进人地道。雨水出路应结合周边水系情况尽量直接排人河湖等水体。

结束语

总而言之，城市内涝给城市化的发展产生了重要影响，所以，在具体的工作中，需要进一步加强城市强排系统，促进城市排水的顺畅，从而提高城市化水平。

参考文献：

[1]赵杨.城市积水与内涝对策研究[D].北京建筑工程学院，2012.

[2]胡盈惠.论快速城市化进程中的城市内涝治理[J].中国公共安全（学术版），2011，02：6-8.