城市排水防澇設(shè)施的可行性推進(jìn)方案

禹海斌 甘雨虹

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

城市排水防澇設(shè)施的可行性推進(jìn)方案

禹海斌 甘雨虹

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

針對(duì)目前城市雨水設(shè)計(jì)、排除措施存在的問題進(jìn)行了分析，并從雨水設(shè)計(jì)中主要參數(shù)的取值、排除理念兩個(gè)方面探索了未來雨水設(shè)計(jì)及排除方法，以解決城市排水防澇中出現(xiàn)的一系列問題。

城市，排水，設(shè)計(jì)，措施

國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2014年11月03日對(duì)外發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》的具體細(xì)則，各城市相關(guān)單位針對(duì)海綿城市建設(shè)技術(shù)指南細(xì)則進(jìn)行了分項(xiàng)解讀，進(jìn)一步明確了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)方向，“修大管子、多修管子”已經(jīng)成為今后城市排水和防澇系統(tǒng)建設(shè)的過去式，應(yīng)把雨水從包袱變成解渴財(cái)富，城市建設(shè)理念將發(fā)生翻天覆地、徹底的轉(zhuǎn)變。

最近幾年來，由于城市建設(shè)的高強(qiáng)度開發(fā)，土地硬化程度不斷的提高，甚至有些區(qū)域全面積硬化，特別是地產(chǎn)經(jīng)紀(jì)圈，為了追求高利潤(rùn)及滿足行政審批的需求，將本區(qū)域內(nèi)地下全部建設(shè)成為停車場(chǎng)，隔斷了雨季時(shí)雨水下滲的途徑，將雨水全部引導(dǎo)至城市市政道路，而市政道路卻是又一個(gè)雨水下滲隔離區(qū)，這樣導(dǎo)致了雨季時(shí)雨水在地面上越積越多，市政雨水排除設(shè)施承受不了就演變?yōu)闈碁?zāi)。目前我國(guó)大中型城市的痼疾是“逢雨必澇”，然而簡(jiǎn)單的管道擴(kuò)容將不能徹底的解決眼下“城中看海”的“美景”。

1 現(xiàn)狀雨水設(shè)計(jì)、排除措施及問題

目前城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都是按照國(guó)家制定的各城市區(qū)域設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)來演算的，和實(shí)際城市運(yùn)行情況存在脫節(jié)的情況，尤其是雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，在現(xiàn)狀設(shè)計(jì)雨水排水流量的計(jì)算中，徑流系數(shù)、降雨強(qiáng)度公式采用的降雨重現(xiàn)期、延緩系數(shù)等參數(shù)均采用設(shè)計(jì)底線或平均值，幾十年的城市基礎(chǔ)設(shè)施全是按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和建設(shè)的，在2000年以前城市基本沒有遭過澇災(zāi)，但在后來隨著城市建設(shè)的大力發(fā)展，城市中土地硬化程度的不斷擴(kuò)大，特別是城市房產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和地下停車場(chǎng)的建設(shè)，將原本可以下滲和延緩的雨水迅速的引至城市市政道路，導(dǎo)致現(xiàn)在的多處低洼或出水不暢的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)被淹情況。

1.1 設(shè)計(jì)

目前設(shè)計(jì)中使用的雨水計(jì)算參數(shù)為：

雨水流量的計(jì)算公式：

Q=Ψ·q·F。

其中，Ψ為徑流系數(shù)；q為降雨強(qiáng)度，L/(s·ha)；F為匯水面積，ha。

降雨強(qiáng)度的計(jì)算公式：

q=167·A1·(1+C·lgP)/(t+b)n。

其中，A1為重現(xiàn)期為1年的設(shè)計(jì)降雨的雨力；P為設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期；C為雨力變動(dòng)參數(shù)；t為降雨歷時(shí)；b為參數(shù)；n為指數(shù)。b與n兩個(gè)參數(shù)聯(lián)用。

降雨歷時(shí)的計(jì)算公式：

t=t1+mt2。

其中，t1為地面集水時(shí)間，min；t2為管渠內(nèi)流行時(shí)間，min；m為延緩系數(shù)(暗渠為2，明渠為1.2)。

從規(guī)范設(shè)計(jì)的公式中可以看出，設(shè)計(jì)中計(jì)算雨水流量關(guān)鍵取決于降雨強(qiáng)度及匯水面積，降雨強(qiáng)度關(guān)鍵取決于重現(xiàn)期及降雨歷時(shí)，降雨歷時(shí)涉及一個(gè)延緩系數(shù)，匯水面積的細(xì)致劃分也是計(jì)算流量的關(guān)鍵。在2014年以前實(shí)施的規(guī)范中規(guī)定暴雨重現(xiàn)期底限為1年(管道設(shè)計(jì)中取得就是1年)、延緩系數(shù)為2、徑流系數(shù)按照規(guī)范地面性質(zhì)選取系數(shù)(常規(guī)值為0.6，即為瀝青表面處理后的碎石路面或大塊石鋪砌的路面)。

1.2 排除措施

目前城市雨水排除只有一條途徑，那就是將城市市區(qū)內(nèi)道路及小區(qū)地面雨水收集后就近通過城市雨水管道自排或抽排至河道。

問題：目前地球環(huán)境變化莫測(cè)，環(huán)境惡劣程度無法正常估計(jì)，就近幾年我國(guó)城市氣候來看，一年四季如春的南部地區(qū)卻降起了罕見的大雪，以規(guī)律降雨降雪為主的北方地區(qū)卻少雨少雪、偶爾出現(xiàn)暴雨雪，驟雨雪。不規(guī)律的雨雪對(duì)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)很大的沖擊，主要體現(xiàn)在以下幾方面：大強(qiáng)度的急雨導(dǎo)致城市市政基礎(chǔ)設(shè)施不能起到立竿見影的排水效果，出現(xiàn)了多處大面積災(zāi)害性積水現(xiàn)象，給老百姓的出行交通帶來很大的不便，在老百姓心中造成了極壞的社會(huì)影響；大雪過后城市市政道路的積雪無處堆積，清潔工師傅們就將大部分積雪拋灑到快車道上，讓機(jī)動(dòng)車碾壓化雪，給司機(jī)師傅們帶來了極大的行車及生命危險(xiǎn)，嚴(yán)重的破壞了清潔工行業(yè)在市民心目中的形象。

目前在建設(shè)和已建設(shè)的小區(qū)容積率過高，建設(shè)單位為了滿足小區(qū)居民停車問題，將本小區(qū)區(qū)域內(nèi)地下空間全部建設(shè)為停車場(chǎng)，嚴(yán)重阻斷了雨季雨水下滲的途徑，將雨水全部引至城市道路，導(dǎo)致市政道路低洼地段積水嚴(yán)重。

2 未來雨水設(shè)計(jì)、排除理念及措施

陳吉寧(國(guó)家環(huán)境咨詢委員會(huì)委員)教授介紹：海綿城市顧名思義就是比喻城市要像海綿一樣，遇到有降雨的時(shí)侯能夠就近吸收、儲(chǔ)存、凈化大部分雨水，滲透雨水用來補(bǔ)充地下水，調(diào)節(jié)水循環(huán)；在干旱季節(jié)將雨季蓄存的水釋放出來，并加以合理的、有序的、充分的利用，讓水在城市中合理遷移。

2.1 雨水設(shè)計(jì)中主要參數(shù)的取值

2014年新實(shí)施的規(guī)范中規(guī)定暴雨重現(xiàn)期底限為2年、取消設(shè)計(jì)中延緩系數(shù)2，但徑流系數(shù)未在規(guī)范中調(diào)整，仍然按照規(guī)范地面性質(zhì)選取系數(shù)(常規(guī)值為0.6，即為瀝青表面處理后的碎石路面或大塊石鋪砌的路面)。實(shí)際中城市建設(shè)的大踏步前進(jìn)，土地硬化程度不斷的提高，“海綿體”的不斷減少，嚴(yán)重地區(qū)的“海綿體”已經(jīng)100%的消失，阻斷了雨水下滲、滯蓄，消弱了凈化水體等功能，已經(jīng)將城市地面性質(zhì)徹底的改變?yōu)椴豢上聺B地面，這樣地面的徑流系數(shù)在設(shè)計(jì)規(guī)范中未給出取值(規(guī)范中給出的最大值是0.9)，建議在這樣現(xiàn)狀區(qū)域的徑流系數(shù)應(yīng)該取上限，甚至還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況突破規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 理念及措施

1)扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)觀念。在設(shè)計(jì)中要考慮改變當(dāng)前城市以硬化土地來改變?nèi)司迎h(huán)境等形式的建設(shè)模式，在今后城市的建設(shè)設(shè)計(jì)中將強(qiáng)調(diào)優(yōu)先考慮利用“綠色”排水措施，如建植草溝、建下沉綠地、建濕地公園等，以達(dá)到“慢排系統(tǒng)”及“源頭截留”等控制為主要設(shè)計(jì)理念。

2)合理調(diào)整和改變城市建設(shè)結(jié)構(gòu)。城市建設(shè)應(yīng)該以工作、居住、生活、休閑為前提，建筑、市政及其他配套均為服務(wù)性設(shè)施，它們的建設(shè)應(yīng)該服從大自然的規(guī)律，不能強(qiáng)行更改或取消大自然留下的印跡。合理的利用地形進(jìn)行人類宜居環(huán)境建設(shè)，有效的利用現(xiàn)狀地形或優(yōu)化地形來解決雨水的積水問題，讓雨水在本區(qū)域內(nèi)有效的消化掉，避免對(duì)城市市政設(shè)施造成沖擊。

3)調(diào)整公園建設(shè)理念。在城市中建造多功能休閑防洪一體公園，可以通過土方平衡技術(shù)，合理的挖土和堆土來創(chuàng)造出深淺不一的水坑和土丘，在這些洼地四周合理敷設(shè)城市雨水進(jìn)水管，以達(dá)到儲(chǔ)存和過濾初期的雨水的效果。這就形成了一個(gè)城市局部海綿體，同時(shí)減輕了城市局部雨水管的壓力，建設(shè)景觀及緩洪功能為一體公園，其造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通公園。

4)努力改善“海綿體”的規(guī)模和質(zhì)量。根據(jù)海綿城市的建設(shè)技術(shù)指南，城市建筑、市政工程、規(guī)劃綠地與休閑廣場(chǎng)等建設(shè)已經(jīng)成為海綿體建設(shè)的載體。比如對(duì)建筑頂面進(jìn)行“綠”化處理，這樣的屋頂不僅能吸收一定量的雨水，同時(shí)還有節(jié)能功效；在市政工程及休閑、活動(dòng)場(chǎng)所等可以采用透水鋪裝面，考慮將綠地“沉下去”是最關(guān)鍵措施。

全國(guó)各地城市，尤其是內(nèi)澇嚴(yán)重的城市應(yīng)該盡可能的對(duì)現(xiàn)有的河湖、溝渠、坑塘、濕地等“海綿體”進(jìn)行保護(hù)，減少城市開發(fā)活動(dòng)對(duì)其的影響；通過合理運(yùn)用物理、生物和生態(tài)等手段逐步對(duì)受到破壞的“海綿體”進(jìn)行修復(fù)，并在城市規(guī)劃階段控制一定比例的生態(tài)空間，伴隨著城市開發(fā)建設(shè)可以新建、擴(kuò)建一定數(shù)量、規(guī)模的“海綿體”。

5)設(shè)計(jì)中采用透水鋪裝面?！昂＞d體”是海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵，湖、河、池塘等水系是城市的“海綿體”，花園、綠地、可滲透路面等配套設(shè)施也是城市的“海綿體”。這些“海綿體”可以將初期的雨水進(jìn)行吸收、凈化、儲(chǔ)存回用，無法接收的雨水將通過城市排水管網(wǎng)自排或泵站抽排，從而有效提高現(xiàn)有城市排水系統(tǒng)的排除能力。

3 結(jié)語

城市發(fā)展勢(shì)不可擋，但要合理的發(fā)展，從資源利用的角度看合理的“留水”是當(dāng)務(wù)之急，“排水”的理念已經(jīng)過時(shí)，這也是生態(tài)文明時(shí)代我們應(yīng)該踐行的，在當(dāng)今水資源嚴(yán)重短缺的時(shí)代，特別是中國(guó)北方地區(qū)雨水不應(yīng)該是災(zāi)害，而應(yīng)該是人類福音。

“綠色海綿體”理念應(yīng)該在城市設(shè)計(jì)行業(yè)中大力推廣，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用城市的綠地來吸收儲(chǔ)存、凈化雨水以及回補(bǔ)地下水。

對(duì)自然水系的合理利用和保護(hù)是海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵，這將大大的減少城市重污染工業(yè)(如水泥廠，鋼廠等)的產(chǎn)量，為城市環(huán)境，地球環(huán)境貢獻(xiàn)力量。在城市規(guī)劃中要合理的將園林綠化、公園綠地、景觀水體等相結(jié)合，盡量減少工程量，大幅度的減少了城市水環(huán)境污染的治理成本，降低因城市內(nèi)澇造成的巨大損失。

[1] 建設(shè)部關(guān)于《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》[Z].

[2] 各個(gè)城市對(duì)海綿城市技術(shù)指南的分解[Z].

On feasible promotion scheme for waterlogging prevention facilities in urban drainage

Yu Haibin Gan Yuhong

(TaiyuanMunicipalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper analyzes some problems in urban rainwater design and drainage measures in cities, and explores the future rainwater design and drainage methods from the evaluating of main parameter in rainwater design and drainage ideas, so as to solve a series of problems in urban drainage and water logging prevention.

city, drainage, design, measures

1009-6825(2015)11-0119-03

TU992

A