基于多專業協調的城市內澇防治體系設計及應用

韓志剛

（中交公路規劃設計院有限公司，北京　100000）

?

·水·暖·電·

基于多專業協調的城市內澇防治體系設計及應用

韓志剛

（中交公路規劃設計院有限公司，北京100000）

摘要：以山西省平遙縣為例，分析了用地布局、管網、地形、水文、氣象等同內澇防治的關系，從徑流控制、小排水和大排水三方面，提出了多專業協調銜接的綜合內澇防治三大體系，以應對未來城市的內澇災害。

關鍵詞：內澇，防治體系，多專業，協調銜接

1　內澇防治體系構建

城市內澇防治是一個復雜的系統工程，城市內澇問題涉及管理部門復雜、學科廣泛，內澇的誘導是多個因素的組合體［1，2］，但由于國內特殊的管理體系和職責劃分而導致的“條塊”分割問題，使得排水是市政部門的事，也側重于管道、泵站等排水設施的布置和設施規模的確定，缺乏與水利部門、規劃部門等的協調。

筆者認為城市內澇防治并不能孤立地就排水論排水，就管道論管道，國內這種“條塊”分割的管理也必須得到妥善解決，內澇防治要做好水利、給排水、景觀、城市規劃、建筑、道路、豎向等多專業的協調銜接。

1）規劃［3］。城市規劃是研究城市的未來發展、城市的合理布局和綜合安排城市各項工程建設的綜合部署，是一定時期內城市發展的藍圖，也是城市內澇防治的前提。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系，做城市用地布局時也很少考慮雨水排水的出路。從城市規劃角度來看，首先要發揮好作為內澇防治頂層設計的功能，內澇防治要理清城市發展時序，避免出現由于城市擴展造成的排水能力不足；此外，以“海綿城市”為設計理念，城市規劃合理布局用地，景觀規劃合理布局綠地，從源頭控制徑流系數，使澇水能夠自然滯蓄和順暢排走。

2）水利［1］。水利專業目前有較成熟的防洪排澇體系，其所涉及的是區域、流域的洪澇災害，并不是城市的內澇災害。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的設計重現期，使得管道出口高程要高于河道相應設計重現期下的標高，防止重現期下汛期河水倒灌現象，內水不能順利排出，形成內澇積水。

3）道路。道路是天然的澇水行泄通道，但是傳統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，道路和排水是兩個完全獨立的專業，甚至出現道路比周邊用地高，造成雨水排水進去。從道路專業來看，一方面要協調好道路豎向同管道豎向的關系，使雨水能順暢排入，同時道路可低于周邊用地，作為天然的澇水行泄通道；另一方面道路設計應遵循低影響開發設計理念，具體設計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入市政雨水管線，非機動車道徑流首先匯入生態樹池，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］。給排水專業即傳統的排水規劃，是由排水管網構成的小排水系統，目前側重于管道、泵站等排水設施的布置和設施規模的確定。從給排水專業角度來看，既要核定管徑和設施規模，又要考慮大小排水系統的銜接、管道和河道的銜接，注意系統的規劃。

5）建筑。建筑是雨水排放系統的源頭，且占據了城市近70%的面積，因此建筑學應作為城市內澇防治體系的重要組成部分。從建筑專業角度來看，建筑應該遵從綠色建筑設計理念，綠色屋面作為低影響開發的有效手段，可以減少徑流量、延長徑流集聚時間、削減洪峰等最大程度地防治內澇。

6）計算機。目前排水設計大多還采用傳統的手動計算方法，從而使得內澇防治規劃的科學性和城市風險管理水平有待提高。為了有效評估城市現狀排水系統能力、評估和展示不同重現期情況下城市的內澇風險、科學的進行風險區劃和管理，很有必要在內澇防治規劃中引入國際上先進的水文水力模型計算方法。使規劃能夠順應原有的自然水體，適應原有的自然蓄水和排水條件，符合千百年來自然界水循環的機理。

2　案例分析

2.1平遙縣區位及排水特征分析

平遙縣位于山西省中西部，境內河流均屬黃河汾河水系，主要有惠濟河、柳根河、青沙河、護城河四條季節性河流，為排水防澇提供了良好條件。為充分發揮水系資源優勢，減少泵站和主干排水管渠的建設規模，節約投資，雨水就近排入河道及利用調蓄設施進行調蓄是內澇治理系統的一個重要原則。

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

2.2徑流控制體系

徑流控制體系是內澇防治體系的重要組成部分，是對“以排為主”傳統排水系統的顛覆，轉化為“排、蓄、滲”為一體的現代排水系統，通過屋頂綠化、可滲透鋪裝、低勢綠地、植被淺溝、多功能雨水調蓄池等低影響開發設施實現新建地區綜合徑流系數控制0. 4，舊城綜合徑流系數控制0. 5，古城綜合徑流系數控制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的基礎上，將屋面雨水收集之后通過滲透、回灌等措施來補充地下水。最終實現古城在3年一遇降雨水時，場區雨水零排放。

道路LID化改造：主要是針對現狀積水路段中都路和上西關街的改造，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，是指基于現有的道路斷面形式、路面坡度坡向和周邊空間條件進行設計，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：主要建設區域為環古城及雙要新城，下凹深度約50 mm，以便自滲的雨水少外流或不外流，同時周圍地面的地表徑流能流入綠地下滲。預期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

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

1）豎向控制。規劃區地形平坦，規劃區內新規劃道路豎向應保證一定的排水坡度，與現狀道路銜接時，盡量避免出現凹點。同時還要考慮低勢綠地的布局，并盡量保留現狀坑洼地和水面，不要在建設中進行隨意的填埋和削減，以用作雨水的調蓄，防止內澇的發生。雨水出水口的設計標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）管網規劃。規劃近期采用分流制與合流制相結合的體制，新建城區以及大部分改造城區的管網采用完全分流制，保留局部地區的現狀合流管，待城市發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蓄設施來排除超過小排水體系設計標準的超標暴雨或極端天氣特大暴雨的體系。

1）排澇分區。利用ArcGIS軟件對規劃區地形圖進行處理，并建立地表水文模型，對規劃區進行ArcGIS盆域分析。得出主要結論有：青沙河、柳根河、惠濟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；護城河水系自循環，澇水無出路，需增澇災時排澇通道；局部區域超過雨水管網標準的澇水不能通過地面漫流直接匯入河流，將導致局部路段受災，需增加排澇通道；南部地區地勢較高，強降雨時雨水易匯入城區導致內澇。

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

青沙河排澇分區：青沙河西部區域超過管網設計標準的雨水將匯流至西部中間道路及最西側道路，因此規劃遠期按照建設排澇暗渠，同時考慮該道路為遠期澇水的道路行泄通道。

柳根河排澇分區：本分區北部地區地形復雜，超過管網設計標準的雨水將匯流北部地區中部道路，因此規劃北部局部路段建設涵渠并預留澇水行泄通道。

惠濟河排澇分區：本分區南部地區存在超標雨水無處排放問題，規劃遠期沿南部中間道路建設暗渠并改造此道路為澇水行泄通道。

3）雨水調蓄設施。調蓄池按照大排水系統需調蓄降雨量為標準進行規模設計，規劃新建4處多功能調蓄設施，同時規劃多處低勢綠地作為雨水滯水區。

3　結語

目前，內澇防治規劃主要側重于管道、泵站等排水設施的布置和設施規模的確定，并盲目通過提高管網重現期來達到防治內澇的目標。但實際內澇成因復雜，涉及規劃、水利、建設等多個部門，本文試圖通過水利、給排水、景觀、城市規劃、建筑、道路、豎向等多個專業的銜接，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澇防治體系，也是未來城市應對內澇的根本途徑。

參考文獻：

［1］車伍，楊正，趙楊，等.中國城市內澇防治與大小排水系統分析［J］.中國給水排水，2013，29（16）：13-19.

［2］韓洋.城市內澇控制與排水管網規劃研究［D］.西安：長安大學，2014.

［3］耿莎莎.基于城市規劃視角下的城市內澇防治研究［D］.蘭州：蘭州大學，2013.

［4］邵堯明.城市暴雨強度公式應用中存在問題及處理方法［J］.給水排水，2008，34（2）：39-41.

［5］金家明.城市暴雨強度公式編制及應用方法［J］.中國市政工程，2010（2）：39-41.

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

文獻標識碼：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