基于多專業(yè)協(xié)調(diào)的城市內(nèi)澇防治體系設(shè)計(jì)及應(yīng)用

韓志剛

（中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京　100000）

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基于多專業(yè)協(xié)調(diào)的城市內(nèi)澇防治體系設(shè)計(jì)及應(yīng)用

韓志剛

（中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京100000）

摘要：以山西省平遙縣為例，分析了用地布局、管網(wǎng)、地形、水文、氣象等同內(nèi)澇防治的關(guān)系，從徑流控制、小排水和大排水三方面，提出了多專業(yè)協(xié)調(diào)銜接的綜合內(nèi)澇防治三大體系，以應(yīng)對未來城市的內(nèi)澇災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：內(nèi)澇，防治體系，多專業(yè)，協(xié)調(diào)銜接

1　內(nèi)澇防治體系構(gòu)建

城市內(nèi)澇防治是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，城市內(nèi)澇問題涉及管理部門復(fù)雜、學(xué)科廣泛，內(nèi)澇的誘導(dǎo)是多個(gè)因素的組合體［1，2］，但由于國內(nèi)特殊的管理體系和職責(zé)劃分而導(dǎo)致的“條塊”分割問題，使得排水是市政部門的事，也側(cè)重于管道、泵站等排水設(shè)施的布置和設(shè)施規(guī)模的確定，缺乏與水利部門、規(guī)劃部門等的協(xié)調(diào)。

筆者認(rèn)為城市內(nèi)澇防治并不能孤立地就排水論排水，就管道論管道，國內(nèi)這種“條塊”分割的管理也必須得到妥善解決，內(nèi)澇防治要做好水利、給排水、景觀、城市規(guī)劃、建筑、道路、豎向等多專業(yè)的協(xié)調(diào)銜接。

1）規(guī)劃［3］。城市規(guī)劃是研究城市的未來發(fā)展、城市的合理布局和綜合安排城市各項(xiàng)工程建設(shè)的綜合部署，是一定時(shí)期內(nèi)城市發(fā)展的藍(lán)圖，也是城市內(nèi)澇防治的前提。但是目前城市用地分類基本沒有考慮土地和地表徑流的關(guān)系，做城市用地布局時(shí)也很少考慮雨水排水的出路。從城市規(guī)劃角度來看，首先要發(fā)揮好作為內(nèi)澇防治頂層設(shè)計(jì)的功能，內(nèi)澇防治要理清城市發(fā)展時(shí)序，避免出現(xiàn)由于城市擴(kuò)展造成的排水能力不足；此外，以“海綿城市”為設(shè)計(jì)理念，城市規(guī)劃合理布局用地，景觀規(guī)劃合理布局綠地，從源頭控制徑流系數(shù)，使?jié)乘軌蜃匀粶詈晚槙撑抛摺?/p>

2）水利［1］。水利專業(yè)目前有較成熟的防洪排澇體系，其所涉及的是區(qū)域、流域的洪澇災(zāi)害，并不是城市的內(nèi)澇災(zāi)害。防洪排澇同排水防澇雖然只有一字之差，但是目前兩套系統(tǒng)之間缺乏銜接，管理和河道之間缺乏銜接。從水利角度來看，明確內(nèi)澇雨水最終是要排入河道湖泊等受納水體，即首要的是疏通行洪通道，打破防洪、排澇、排水、防洪之間的天然界限，確定管道和河道相對應(yīng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，使得管道出口高程要高于河道相應(yīng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期下的標(biāo)高，防止重現(xiàn)期下汛期河水倒灌現(xiàn)象，內(nèi)水不能順利排出，形成內(nèi)澇積水。

3）道路。道路是天然的澇水行泄通道，但是傳統(tǒng)的道路排水是道路不透水匯水面→雨水口→市政管線→河湖水系的過程，道路和排水是兩個(gè)完全獨(dú)立的專業(yè)，甚至出現(xiàn)道路比周邊用地高，造成雨水排水進(jìn)去。從道路專業(yè)來看，一方面要協(xié)調(diào)好道路豎向同管道豎向的關(guān)系，使雨水能順暢排入，同時(shí)道路可低于周邊用地，作為天然的澇水行泄通道；另一方面道路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循低影響開發(fā)設(shè)計(jì)理念，具體設(shè)計(jì)措施是中央分隔帶下凹用于滯留自身雨水，下滲雨水和超雨水通過溢流井和滲水盲管進(jìn)入市政雨水管線，非機(jī)動車道徑流首先匯入生態(tài)樹池，超量雨水通過暗渠流入紅線外綠地，人行道采用透水鋪裝且徑流坡向紅線外綠地。

4）給排水［2，4］。給排水專業(yè)即傳統(tǒng)的排水規(guī)劃，是由排水管網(wǎng)構(gòu)成的小排水系統(tǒng)，目前側(cè)重于管道、泵站等排水設(shè)施的布置和設(shè)施規(guī)模的確定。從給排水專業(yè)角度來看，既要核定管徑和設(shè)施規(guī)模，又要考慮大小排水系統(tǒng)的銜接、管道和河道的銜接，注意系統(tǒng)的規(guī)劃。

5）建筑。建筑是雨水排放系統(tǒng)的源頭，且占據(jù)了城市近70%的面積，因此建筑學(xué)應(yīng)作為城市內(nèi)澇防治體系的重要組成部分。從建筑專業(yè)角度來看，建筑應(yīng)該遵從綠色建筑設(shè)計(jì)理念，綠色屋面作為低影響開發(fā)的有效手段，可以減少徑流量、延長徑流集聚時(shí)間、削減洪峰等最大程度地防治內(nèi)澇。

6）計(jì)算機(jī)。目前排水設(shè)計(jì)大多還采用傳統(tǒng)的手動計(jì)算方法，從而使得內(nèi)澇防治規(guī)劃的科學(xué)性和城市風(fēng)險(xiǎn)管理水平有待提高。為了有效評估城市現(xiàn)狀排水系統(tǒng)能力、評估和展示不同重現(xiàn)期情況下城市的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)、科學(xué)的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃和管理，很有必要在內(nèi)澇防治規(guī)劃中引入國際上先進(jìn)的水文水力模型計(jì)算方法。使規(guī)劃能夠順應(yīng)原有的自然水體，適應(yīng)原有的自然蓄水和排水條件，符合千百年來自然界水循環(huán)的機(jī)理。

2　案例分析

2.1平遙縣區(qū)位及排水特征分析

平遙縣位于山西省中西部，境內(nèi)河流均屬黃河汾河水系，主要有惠濟(jì)河、柳根河、青沙河、護(hù)城河四條季節(jié)性河流，為排水防澇提供了良好條件。為充分發(fā)揮水系資源優(yōu)勢，減少泵站和主干排水管渠的建設(shè)規(guī)模，節(jié)約投資，雨水就近排入河道及利用調(diào)蓄設(shè)施進(jìn)行調(diào)蓄是內(nèi)澇治理系統(tǒng)的一個(gè)重要原則。

平遙縣年降水量少，僅為439 mm，主要集中于夏季，雨水管區(qū)覆蓋率達(dá)85%以上。舊城區(qū)主要為合流管，管網(wǎng)覆蓋率約70%，雙林新城新建區(qū)及平遙古城內(nèi)管網(wǎng)覆蓋率在90%以上。

2.2徑流控制體系

徑流控制體系是內(nèi)澇防治體系的重要組成部分，是對“以排為主”傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的顛覆，轉(zhuǎn)化為“排、蓄、滲”為一體的現(xiàn)代排水系統(tǒng)，通過屋頂綠化、可滲透鋪裝、低勢綠地、植被淺溝、多功能雨水調(diào)蓄池等低影響開發(fā)設(shè)施實(shí)現(xiàn)新建地區(qū)綜合徑流系數(shù)控制0. 4，舊城綜合徑流系數(shù)控制0. 5，古城綜合徑流系數(shù)控制0. 7。

屋面雨水集蓄利用措施：主要用于平遙古城，在不改變屋面原有色調(diào)的基礎(chǔ)上，將屋面雨水收集之后通過滲透、回灌等措施來補(bǔ)充地下水。最終實(shí)現(xiàn)古城在3年一遇降雨水時(shí)，場區(qū)雨水零排放。

道路LID化改造：主要是針對現(xiàn)狀積水路段中都路和上西關(guān)街的改造，改造路段屬于紅線外可利用空間有限的城市道路。道路LID化改造，是指基于現(xiàn)有的道路斷面形式、路面坡度坡向和周邊空間條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，中央分隔帶下凹，滯留自身雨水徑流，下滲雨水和超量雨水通過溢流井和滲水盲管排入市政雨水管線。

低勢綠地：主要建設(shè)區(qū)域?yàn)榄h(huán)古城及雙要新城，下凹深度約50 mm，以便自滲的雨水少外流或不外流，同時(shí)周圍地面的地表徑流能流入綠地下滲。預(yù)期10年一遇攔截率100%，100年一遇攔截率59. 37%；在有1倍匯水面積的情況下，10年一遇攔截率43. 57%，100年一遇攔截率25. 37%。

其他徑流控制措施有植被淺溝、可滲透鋪裝等。

2.3小排水體系

小排水體系即傳統(tǒng)的管道系統(tǒng)，本案例的小排水體系并不是盲目地提高管網(wǎng)重現(xiàn)期，而是在徑流控制體系的基礎(chǔ)上，控制徑流系數(shù)，基于排水管網(wǎng)重現(xiàn)期評估，保證管網(wǎng)重現(xiàn)期為2年～3年。

1）豎向控制。規(guī)劃區(qū)地形平坦，規(guī)劃區(qū)內(nèi)新規(guī)劃道路豎向應(yīng)保證一定的排水坡度，與現(xiàn)狀道路銜接時(shí)，盡量避免出現(xiàn)凹點(diǎn)。同時(shí)還要考慮低勢綠地的布局，并盡量保留現(xiàn)狀坑洼地和水面，不要在建設(shè)中進(jìn)行隨意的填埋和削減，以用作雨水的調(diào)蓄，防止內(nèi)澇的發(fā)生。雨水出水口的設(shè)計(jì)標(biāo)高上也要考慮高于河道多年平均常水位，以保證雨水順利排出。

2）管網(wǎng)規(guī)劃。規(guī)劃近期采用分流制與合流制相結(jié)合的體制，新建城區(qū)以及大部分改造城區(qū)的管網(wǎng)采用完全分流制，保留局部地區(qū)的現(xiàn)狀合流管，待城市發(fā)展到一定階段后再完全改為分流制。

2.4大排水體系

大排水體系是指通過地表通道和調(diào)蓄設(shè)施來排除超過小排水體系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)暴雨或極端天氣特大暴雨的體系。

1）排澇分區(qū)。利用ArcGIS軟件對規(guī)劃區(qū)地形圖進(jìn)行處理，并建立地表水文模型，對規(guī)劃區(qū)進(jìn)行ArcGIS盆域分析。得出主要結(jié)論有：青沙河、柳根河、惠濟(jì)河為自然形成的澇水行泄通道，為城市排澇水提供了自然渠道；護(hù)城河水系自循環(huán)，澇水無出路，需增澇災(zāi)時(shí)排澇通道；局部區(qū)域超過雨水管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的澇水不能通過地面漫流直接匯入河流，將導(dǎo)致局部路段受災(zāi)，需增加排澇通道；南部地區(qū)地勢較高，強(qiáng)降雨時(shí)雨水易匯入城區(qū)導(dǎo)致內(nèi)澇。

2）地表澇水行泄通道?；谀M的徑流路徑與現(xiàn)有場地所形成的真實(shí)徑流之間的差別，對于模擬圖中存在著徑流的線路，而現(xiàn)有場地未能形成真實(shí)的徑流，則很有可能存在內(nèi)澇，可通過規(guī)劃地表澇水行泄通道或開挖渠道來防治內(nèi)澇。

青沙河排澇分區(qū)：青沙河西部區(qū)域超過管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水將匯流至西部中間道路及最西側(cè)道路，因此規(guī)劃遠(yuǎn)期按照建設(shè)排澇暗渠，同時(shí)考慮該道路為遠(yuǎn)期澇水的道路行泄通道。

柳根河排澇分區(qū)：本分區(qū)北部地區(qū)地形復(fù)雜，超過管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水將匯流北部地區(qū)中部道路，因此規(guī)劃北部局部路段建設(shè)涵渠并預(yù)留澇水行泄通道。

惠濟(jì)河排澇分區(qū)：本分區(qū)南部地區(qū)存在超標(biāo)雨水無處排放問題，規(guī)劃遠(yuǎn)期沿南部中間道路建設(shè)暗渠并改造此道路為澇水行泄通道。

3）雨水調(diào)蓄設(shè)施。調(diào)蓄池按照大排水系統(tǒng)需調(diào)蓄降雨量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)模設(shè)計(jì)，規(guī)劃新建4處多功能調(diào)蓄設(shè)施，同時(shí)規(guī)劃多處低勢綠地作為雨水滯水區(qū)。

3　結(jié)語

目前，內(nèi)澇防治規(guī)劃主要側(cè)重于管道、泵站等排水設(shè)施的布置和設(shè)施規(guī)模的確定，并盲目通過提高管網(wǎng)重現(xiàn)期來達(dá)到防治內(nèi)澇的目標(biāo)。但實(shí)際內(nèi)澇成因復(fù)雜，涉及規(guī)劃、水利、建設(shè)等多個(gè)部門，本文試圖通過水利、給排水、景觀、城市規(guī)劃、建筑、道路、豎向等多個(gè)專業(yè)的銜接，建立徑流控制體系、小排水體系和大排水體系三位一體的綜合內(nèi)澇防治體系，也是未來城市應(yīng)對內(nèi)澇的根本途徑。

參考文獻(xiàn)：

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Design of urban waterlogging prevention system based on multi-disciplinary coordination and its application

Han Zhigang
（CCCC Highway Consultants Co.，Ltd，Beijing 100000，China）

Abstract：In this paper，Pingyao County as an example，we analyzed the relationship between land use layout，pipe network，topography，hydrology，meteorology with waterlogging prevention，and proposed waterlogging prevention system，which was integrated with irrigation，drainage，landscape，urban planning，construction，road，etc. . Integrated waterlogging prevention system includes runoff control system，small drainage system and large drainage system. It is able to prevent waterlogging in many cities.

Key words：waterlogging，prevention system，multi-disciplinary，coordination

中圖分類號：TU991

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0120-03

收稿日期：2016-01-19

作者簡介：韓志剛（1984-），男，工程師