延安市市区道路积水成因分析及改善措施研究

吕亚坤 赵鹏 王坤颖 解轩

延安大学建筑工程学院 陕西 延安 716000

引言

延安市曾经发生过延“77.7.6”、洛河“94.8.31”、清涧河“02.7.4”特大洪水,尤其是“13.7”延安百年一遇的持续强降雨，这些对延安市产生了非常恶劣的影响，更对延安市市民的生命安全，财产安全造成了严重的威胁。目前，市区尚存在很多容易产生严重积水的区域，虽然加强了治理，但是还没有得到完全的解决，一遇暴雨，路面就容易出现长时间的积水，市区道路积水依旧严重的影响着市民的生活。

结合陕西省大学生创新创业训练计划项目，通过调研，总结本地区排水设计、施工、管理各方面的问题，研究出科学有效的防范和管理机制，方便延安市未来市政排水工程的顺利进行，最大程度提升道路安全性，及时排除路面积水，给市民提供良好的出行环境，塑造延安市美丽的城市形象。

1 延安市道路积水的成因

1.1 延安市降水时空分布不均

延安市位于陕西黄土高原丘陵沟壑区，年平均降水量500mm左右，每年的雨季为6-9月份，降雨具有来势猛、强度大、突发性强的特点，降水的时空分布不均，极易形成山洪灾害。由于设防标准低，随着短时间内降雨强度的增大、降雨历时的持续，排水量已经达到排水系统的最大承载力，路面积水难以短时间排出，最终造成大面积的积水。

表 1延安市降水时间分布与降水量分布

1.2 延安市区居民区地势较低

受地理形势的限制，延安市区位于三山环抱、两河交汇的位置，延安市根据大量的山体以及延河复杂的走势形成了居住区域。两山之间所形成的狭窄且具有陡坡的街道，随着路面的不断硬化，雨天道路的表面径流量迅速加大，雨水由地势高处不断汇集到地势较低处，水层不断加厚，这种情况就导致了地势低处极大的积水量。比如：百米大道，王家坪旧址、大砭沟沟口。

1.3 延安城区排水系统与服务区域不配套

延安市城区的雨水管网覆盖未能结合所服务的区域，即街道地形条件来设计排水系统，道路的雨水井覆盖率低，排水井铺设间隔分散。在实际走访中，发现一些街道具有地势地下，汇集雨水量大的特征。在这种情况下，若排水系统流畅，暴雨过后依旧需要很长时间才能自然通过排水系统排掉，这就进一步增加了积水量，导致局部区域易产生内涝。换句话说就是，没有建成对于实际道路所处区域形成有针对性，系统性的雨水井口以及管道的排布。

1.4 施工单位技术不过关

延安市民对市政工程质量也非常的关注，而这就使得建设单位要不断提高自身在施工质量方面的自我要求，追求发展进步。在延安市市区的市政工程建设中，道路工程和给排水工程是很重要的，延安独特的地理环境对道路建设和给排水工程的建设质量也提出了更高的要求。不过，目前很多施工单位都受到了施工技术和管理方面的限制，施工单位在进行道路施工或市政给排水工程施工的时候，往往会因为技术不过关而出现大量问题，比如，道路结构本身缺乏渗水能力，使给工程本身的整体质量无法得到有效保障。

1.5排水设施缺乏维护管理

在产生雨水长时间积累的现象时，多数情况下的问题都出在排水口，排水口基本的功能大大减弱。造成这一结果的原因就是对日常排水设施缺乏维护。雨水口被树叶、生活垃圾所堵塞图 1；排水管道有大量淤泥堵塞；排水设施遭到破坏，比如某些施工单位在施工过程中私自开挖或者占用排水口，或者造成局部排水管道破坏。

图 1砖块树叶堵塞下水口

图 2街道大量积水

2 延安市道路积水的解决措施

2.1 科学设计排水系统

市政道路排水系统是城市道路建设重要的一部分，排水系统如果与道路实际情况不相符的话，则会给城市居民带来许许多多的问题。尤其是延安市这种强降水比较集中的城市，表现则更加明显。它会使得城市交通系统运转失灵，对卫生状况产生很大影响，造成的经济损失，更重要的是可能对生命安全造成威胁。因此科学设计排水系统是非常重要的。

2.2 科学设计结构内部排水

我们现有的排水系统，大部分都是为了尽快将雨水从落水处移走，并将雨水引至水道或排水渠，这种情况下，只有小部分雨水则顺着道路面层孔隙与裂缝流入道路内部。当降雨量较大或地表水相对较为丰富的区域，由于沥青混凝土路面沥青各层之间都设置了粘层，无过多的层间空隙，渗透系数小，水流距离排水口较远，径流时间长。针对这一点我们可以在道路上选用有较好透水性混凝土进行路面铺装，比如美国的无细集料混凝土，法国曾开展过的多孔混凝土试验都是这一方面的研究和应用。但由于道路所要求的强度和刚度等要求的局限，目前只应用于了人行道和道路两侧，相信经过不断的探索与研究便可以突破这一局限性。这样通过水流自由竖向渗流至排水层，距离短，所需时间短，从而有效排除路面积水。

2.3 合理设计道路结构的纵横坡

纵断面设计有许多原则，因地理位置不同，延安市不同位置的设计参数也不尽相同。在设计施工道路各层结构的过程中，必须严格控制路面纵横坡度，保证排水所需坡度，使雨水可以沿坡度以最快速度流入排水渠或排水口，减少排水所需时间，最终进入排水系统。从而各层结构内部水能够沿着横坡排向盲沟或排水沟渠，最终进入道路路面雨水系统。

2.4 合理增加排水设施

在有绿化带的路段增设渗沟、盲沟，在老区的改建新建过程中增设排水管道，将这些设施和排水管网连接起来，进一步强化延安城区排水系统功能。在经常积水且不存在空间局限的条件下，可以在技术路段设置排水泵站和应急排水工作站，在暴雨天气可以缓解排水系统压力，将雨水及时排出。

2.5 实现现状管网改造，加强汛期管理

为了更好了管理现状管网改造，已经于2016年完成了《延安市城市排水（雨水）防涝专项规划》的编制，并且通过了市政府和省住建厅的审查批复。从2020年至2030年做到在发生雨水管网设计标准(3年重现期)以内降雨量时，地面没有明显积水。发生重现期为30年一遇设计标准洪水时，城市居民住宅和工商业建筑物底层不进水，道路中一条车道的积水深度不超过15cm。

每年结合延安市市区内涝沟渠分布的实际情况，制定应急预案，在进入汛期之后，立即启动应急预案，各级防汛部门、气象部门以及水文部门共同协作，向全市传达汛期的消息，指导大家如何应对汛期，及时向群众传达天气信息，让群众能够随时了解当地的情况。

城区道路一旦因为短时间强降雨造成市区多处不同程度内涝，抢险人员会在第一时间打开水篦子组织抽排，提前通知地下排水设施责任单位和市民做好预防。

2.6 合理设计路基

在设计路基时，通常采取增高路基或避让方法降低影响路基的程度，但由于地形等因素的约束，有时需要利用其它防护手段。在设计的时候，应该对地下水的情况进行详细的了解和分析，在完全了解地下水的类型、水位之后再有针对性的去设计路基，合理的安排渗沟拦截以及透水性垫层的位置，让地基下面的地下水通过盲沟和排水沟排出去，这种方法是应对地下水非常普遍的方法，应该推广。

2.7 合理划分雨水汇水面积，增大雨水口的泄水能力

道路排水系统管道设计，结合降雨量等基本资料按规范要求合理计算排水管管径，理论上都可以达到满足设计流量的要求，保证排水畅通。

当雨水口泄水能力明显超出雨水径流量时，路面不会产生积水问题。但当雨水口泄水能力小于径流量时，无法向主干管及时排入雨水，路面就会出现积水。在雨水口汇水和泄水发生差异时，汇水大于雨水口泄水能力，多余水量必然到达下游，水量增大，不断反复形成必将引起雨水堆积问题。

3 总结

近年，研究学者通过实测数据发现延安市区域汛期降水量有增多的趋势。这就必须在道路体系的整个设计过程中注意合理性，全面把握设计内容与原则，对主要问题科学分析，完善系统，提升道路应用水平，延长使用寿命。道路排水设计科学与否直接关系着社会民生，面对这项复杂的工程，需要对多方面因素进行全面考虑，不仅需要达到预期的设计需求，还要对城市科学规划与发展要求展开全面思考。