莒州市城市内涝问题分析和排水防涝规划设计

高宗仁

（山东省城建设计院，济南 250021）

莒州市近年来经常发生内涝问题，暴雨时部分地段积水较严重，造成了交通出行和人们的生产、生活受阻，影响了城市的正常运行。因此，有必要对城市排水防涝系统做出系统的研究和规划，尽快解决目前面临的问题，同时为城市的排水防涝工作提供科学指导。

1 内涝问题分析

2018年8月30日6：00至19：00莒州市降雨量达到了190mm，莒州市城区积水严重的路段有青岛路莒国大饭店段、北坛路青岛路至城阳路段、文心路老车站以西至山东路段等十几处，如图1。根据现状问题对成因进行了详细分析。

图1 城区易积水点实景

1.1 气候因素

全球气候变化和城市局地气候变化，导致城市极端天气日益增多，降雨量强度增大，随着莒州市城镇化的发展，“热岛效应”改变了城市及周围地区温度场分布和次级环流，从而改变了降雨的时空分布。

1.2 河道、水系因素

莒州市城市化过程中沟、塘、河、渠被严重侵占，例如淤泥河东支流、中支流及刘家沟东、西支流等部分地段被填平或改变了过水断面，有些地段沟渠断面宽度尚可，但过路涵洞及桥梁或其他设施（供暖管道、给排水管道）占用河道出现卡脖现象，影响了汛期雨水的及时排放，使城市的排洪能力和雨洪调蓄能力大大降低。此外，中心城区内河多采用硬质驳岸，削弱了其防洪排涝功能，水生态功能较为弱化。

城区排涝河道标准普遍较低，导致排水能力受限。淤泥河设计排涝能力为20年一遇，但上游部分河段仅能达到5年一遇。城区其他主要的排水渠道孙家沟、刘家沟、莒州路水渠等排水能力均达不到5年一遇，毛家沟、潍坊路水渠、北坛路水渠等排水能力均达不到3年一遇。

1.3 雨水管道因素

1.3.1 雨水管道建设不完善

城区各片区雨水管网建设参差不齐，雨水管网系统建设不完善。尤其是沭东片区等新建城区，建设进程总体滞后。浮来山片区现状无雨水管道。老城区雨水管道建设虽较完善，但部分老旧小区、巷子仍然为合流或雨污错接等原因，进入雨季后，或雨水排泄、导流不畅，积水的情况不可避免。

根据莒州市中心城区的雨水管渠覆盖程度进行统计和分析，老城区及城北开发区雨水管渠覆盖率为86%，沭东片区雨水管渠覆盖率为23%，城区仍有部分区域没有铺设雨水管网。

1.3.2 雨水管渠设计标准偏低

根据GB50014—2006《室外排水设计规范》，我国的排水系统的设计重现期一般地区为2—3年。

根据调查和现状排水能力评估，莒州市中心城区65.36%的排水管道的设计暴雨重现期取值1年以内，21.90%的管道设计暴雨重现期取值1—2年。老城区的部分管道设计暴雨重现期不足0.5年。一旦降雨超标，路面就会产生积水，遇到大雨或暴雨势必造成内涝。

1.3.3 部分城市管网老化、雨水口受限

老城区排水管网建设年代较早，敷设的合流管渠由于没有统一规划设计，部分管渠断面、坡度不合理或管道过窄、堵塞，造成部分区域有积水、淤积现象。城区现状雨水管道排水能力如表1。

表1 城区现状雨水管道排水能力统计

由于莒州市中心城区部分区域小区、街坊、园区、企业内部雨水管网配套不全，小区、街坊内雨水多通过地面径流排放至城市道路。而城市道路雨水口多数只考虑道路排水，未考虑道路以外区域大面积雨水汇入，造成雨水口排放不迭。

1.4 规划、建设理念因素

1.4.1 城市竖向设计不合理

莒州市城市规划中没有注意城市用地分类和地表径流的关系，在规划绿地、广场、停车场等用地时，很少考虑城市低影响开发的要求。一些道路竖向设计时，没有考虑到全盘的排水需要，导致排水不畅。

1.4.2 不透水性地面增多，径流系数增加

莒州市中心城区现状地面基本采用混凝土或沥青硬化，铺成广场、商业街、人行道、停车场及社会活动场地。根据对下垫面的分析，莒州市中心城区下垫面综合径流系数平均为0.70左右，不透水面积的增加，导致汇水面积上平均径流系数增大，地面的渗水能力较差，相同降雨形成的径流量增大，这也是导致莒州市中心城区近年来内涝的原因之一。

1.4.3 雨水调蓄设施偏少

莒州市现状排水防涝过于依赖管网排放，忽视下渗和滞蓄缺乏雨水的调蓄设施，雨水调蓄设施建设较少。莒州市城区缺少有针对性的雨水资源化利用规划，可持续排水系统理念未融入城市建设中，雨水蓄滞、下渗等措施缺乏，雨洪调蓄能力相对较差。

1.5 信息化建设水平因素

虽然莒州市建成了莒州市城区综合管线信息管理系统，但是还没有形成自控系统、数据采集、数据库、网络系统。现有信息系统不能发挥对排水防涝的监测、预警和调度管理等功能。

2 排水防涝规划方案

2.1 采用合理的规划设计标准

2.1.1 雨水径流控制标准

结合城区下垫面解析成果，参考《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建》，确定老城区综合径流系数不超过0.65，一般地区径流系数不超过0.60，新规划区径流系数不超过0.55。

2.1.2 雨水管渠及附属设施规划设计标准

设计重现期中心城区采用3年，非中心城区采用2年，重要地区采用5年。

2.1.3 城市内涝防治标准

中心城区内涝防治设计重现期为20年一遇。

2.2 实施多种措施相组合的排涝系统方案

遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针，把雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水密切结合，统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标。

2.2.1 渗

规划加大雨水促渗。增加新建城区透水性地面的比例，新建道路绿地优先采用下凹式绿地；新建停车场、广场也都优先采用渗透式地面，比例不小于40%。

2.2.2 滞

规划设置绿地滞留、植被缓冲带和下凹式绿地等措施延缓雨水进入管道时间。在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的生物滞留设施。

2.2.3 蓄

保护、恢复和改造城市建成区内河湖水域、湿地并加以利用，因地制宜建设雨水收集调蓄设施等。

2.2.4 净

结合滨河绿地修建生态护岸，改造不透水的硬质铺砌河道，并在满足防洪和排水防涝安全的前提下，建设人工湿地。

2.2.5 用

加强雨水资源化利用和污水再生利用，主要用于道路浇洒、绿化景观及其他低质用水等。

2.2.6 排

进行河道清淤，有条件的地区拓宽河道，开展城市河流湖泊整治；新建地区严格实施雨污分流管网建设，老旧城区加快雨污分流管网改造；高标准建设雨水管网，加大截流倍流；加快低洼积水点排水设施的提标改造等。

2.3 排水分区与雨水管道、水系规划

2.3.1 排水分区

本工程服务范围包括老城区及城北开发区、沭东片区和浮来山片区3个片区，结合每个片区内水系、路网、地形等条件，遵循就近分散原则，本次规划将城区划分为21个小排水分区，如图2。

图2 城区排水分区

2.3.2 雨水管渠规划

采用最新的暴雨强度公式和合理的设计参数。当雨水管道直径不大于DN1500时采用钢筋混凝土管道，否则采用雨水明渠或暗渠。条件允许时尽量采用平篦式或联合式雨水口。

2.3.3 河道、水系规划

各内河防涝设计标准为：淤泥河、刘家沟、护城河按20年一遇设计，北坛路水渠、青年路水渠、淄博路水渠、毛家沟、孙家沟、民主沟按10年一遇设计，其余各排水沟渠按5年一遇设计。计算涝水量采用公路所公式和水利水电可研所推理公式两种方法进行。

2.4 信息化建设和应急管理规划

建设排水信息管理系统，分为4个组成部分，即数据采集系统、信息管理中心、通讯网络系统和数据应用系统。强化防洪排涝应急管理，制定、修订相关应急预案，明确预警等级、内涵及相应的处置程序和措施。

3 城区排涝典型设计

3.1 北坛路河道拓宽、改造

河道设计排水流量计算为19.38m3/s。设计起点为北坛路与莒州路交叉口东侧，终点为淤泥河，总长度为1660m。包括水渠开挖、岸坡护砌、现有护岸改造、新建桥涵等。

（1）设计采用了阶梯式生态框挡墙，该种挡墙的绿化率高，生态绿化效果相对较好，同时结构稳定可靠，如图3。

图3 河道效果图和实景

（2）设计采用了新型预制装配式桥涵，大幅压缩现场作业时间短，由传统工艺的几月压缩到一周左右。节能环保，主体结构整体在工厂预制，不会对现场环境造成污染，而且经过工厂化施工，能耗大幅降低。

3.2 积水点改造

对经常发生积水问题区域进行了紧急改造，如表2。

表2 城区紧急改造区域统计

通过一系列工程的实施，基本解决了相应路段的积水问题。

4 结语

（1）造成城市内涝的原因较为复杂，应详细调研和系统分析，为排涝规划方案提供依据。城区排水防涝体系，应充分体现海绵城市理念和排水防涝技术，遵循建设的时序性，达到城区排水防涝与城市建设协调发展的局面。

（2）排涝设计方案采用了当前较为先进的技术，其中北坛路水渠采用了阶梯式生态框挡墙，莒州路、城阳路桥涵采用了装配式桥梁，效果较好，均具有较好的推广价值。