黃敬梅

（北京市水資源調(diào)度中心，100038，北京）

城市排水防澇綜合規(guī)劃治理研究

黃敬梅

（北京市水資源調(diào)度中心，100038，北京）

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和城鎮(zhèn)安全，城市排水防澇綜合規(guī)劃治理已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。針對這一問題，闡述了目前城市排水防澇現(xiàn)狀及主要存在的問題，介紹了城市雨水徑流控制與資源化利用、城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃和城市防澇系統(tǒng)規(guī)劃等綜合規(guī)劃治理內(nèi)容，并以某城市排水防澇規(guī)劃治理作為典型案例進(jìn)行分析，對城市排水防澇規(guī)劃治理具有重要參考價(jià)值。

城鎮(zhèn)化；排水防澇；徑流污染；徑流控制；排水管網(wǎng)

由于工業(yè)化進(jìn)程和人類社會活動的影響，我國在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展進(jìn)程當(dāng)中，市區(qū)的排水和內(nèi)澇問題日漸突出。城市洪澇災(zāi)害事件多發(fā)，既嚴(yán)重影響著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，也威脅著城鎮(zhèn)安全。工程經(jīng)驗(yàn)和研究表明，城鎮(zhèn)的強(qiáng)降雨是形成洪澇災(zāi)害的主要原因，加強(qiáng)城鎮(zhèn)的排水防洪已成為城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中的重要課題。鑒于此，我國政府發(fā)布了多個(gè)有關(guān)城鎮(zhèn)化過程中排水防澇設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見，規(guī)定了城鎮(zhèn)排水防洪的重要工作內(nèi)容和相關(guān)措施，加大了對城鎮(zhèn)化過程中的防洪設(shè)施建設(shè)投入，以期全面實(shí)現(xiàn)城市排水防澇的綜合規(guī)劃治理。

一、城市排水防澇現(xiàn)狀及問題分析

1.城區(qū)防洪排澇現(xiàn)狀

以北方某城市為例，分析城區(qū)防洪排澇現(xiàn)狀。該城區(qū)主要有4條二級河道，主要承擔(dān)北部山區(qū)山洪溝洪水和城區(qū)的雨污水排放。由于河道、水庫多為季節(jié)性行洪，常年大部分時(shí)間干枯無水，加之近幾年干旱少雨，群眾的防洪意識淡?。缓拥纼砂?、水庫周圍私搭亂建、亂倒垃圾、河道淤積嚴(yán)重，雜草叢生，致使現(xiàn)有河道泄洪能力降低，部分河段行洪標(biāo)準(zhǔn)不足5年一遇。同時(shí)城市市政管道為雨污合流，城區(qū)河道成了主要的排污河道，排放污水為Ⅴ類水質(zhì)，尤其到夏季惡臭難聞，嚴(yán)重影響了兩岸人民的生產(chǎn)生活和城市環(huán)境。

北部山區(qū)的山體多為石質(zhì)山體，土層厚度差異性較大，裸露巖石風(fēng)化破碎，溝道內(nèi)有散落碎石，支溝較短，主溝道內(nèi)分布有小型村落。山區(qū)匯流面積大，植被覆蓋度較低，部分地段基巖裸露，入滲保水能力較低；下游溝道遇暴雨容易形成強(qiáng)大的侵蝕動力，又是淺山丘陵區(qū)，土壤松散，黏結(jié)力較差，抗蝕性和抗沖性較小，很容易形成土壤侵蝕；春季干旱多風(fēng)，夏季降雨集中且多暴雨，溝道沖刷嚴(yán)重，道路徑流集中，疏導(dǎo)不力，流入農(nóng)田造成農(nóng)地土壤沖蝕。坡面散生林木較多，部分林木缺少必要的樹盤保護(hù)，涵水固土能力較差；流域村莊內(nèi)存在垃圾隨意丟棄、建筑垃圾堆積河道等現(xiàn)象。

2.現(xiàn)狀問題分析

（1）主要問題

河道行洪能力較差是該城市內(nèi)澇發(fā)生的主要原因。由于現(xiàn)有的行洪河道基本上為自然河道，缺乏有效治理，個(gè)別單位建設(shè)侵占河道，河道變窄、淤積，使河道行洪能力普遍偏低；由于城市道路建設(shè)，支流下游河道容易被路截?cái)?，下游甚至無下泄河道。此外，城市雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)下城市排水需求，城區(qū)雨水降至地面后不能有效排到河道內(nèi)，也是城市內(nèi)澇形成的原因之一。

（2）汛期易形成內(nèi)澇的原因

汛期易形成內(nèi)澇的主要原因包括：①城市排水管道小，容量有限；②人口集中，人均占有排水管道量不足；③排水管道淤泥堆積，排水不暢；④城市擴(kuò)張，不透水面積增大；⑤面對突發(fā)降雨，應(yīng)急能力不足；⑥很多立交橋和地道排水必須靠水泵抽到排水管里，雨量一大就出現(xiàn)倒灌情況，橋下易深度積水。

二、城市雨水徑流控制與資源化利用

1.徑流控制

徑流控制的技術(shù)措施一般分為源頭、中途和末端3個(gè)層面，貫穿雨水降落地面至排放水體的各個(gè)環(huán)節(jié)。源頭控制一般采取分散式、小型化的源頭控制措施，盡可能在場地內(nèi)部進(jìn)行徑流削減、水質(zhì)控制、雨水滲透和利用，措施包括可滲透鋪裝、建設(shè)藍(lán)色/綠色屋頂。中途控制主要結(jié)合市政雨水管渠、道路及道路綠地系統(tǒng)，設(shè)置雨水口截污掛籃、雨水花園、植草溝、旋流沉沙等設(shè)施，對雨水進(jìn)一步滯留、凈化，減少徑流總量和污染物的排放，措施有建設(shè)雨水花園、植草溝、下凹綠地以及雨水收集池。末端控制主要利用場地空間布置大規(guī)模、集中式的終端控制措施，來自雨水干管的雨水先排入前置塘、雨水濕地等設(shè)施內(nèi)進(jìn)行處理，使水質(zhì)凈化后再排入河道，措施包括建設(shè)濱水緩沖帶、雨水塘、雨水濕地和人工浮島。

2.徑流污染控制

（1）徑流污染成因

地表徑流有相當(dāng)程度的污染，尤其是初期雨水，特殊情況下會超過城市生活污水的濃度，其他一些污染指標(biāo)也可達(dá)到較高的污染濃度。污染物質(zhì)主要有大氣污染物沉降、汽車泄漏和尾氣排放、輪胎磨損、下墊面材料污染、動植物廢物（落葉、動物排泄物等）、殺蟲劑及融雪劑殘留、城市垃圾和土壤侵蝕。

（2）控制措施

地表徑流污染的主體為初期雨水，一般降雨初期6～8mm降雨量攜帶了60%～80%的污染物，按照雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)雨水通過管道收集后就近排入河道。

設(shè)置初期雨水收集池將初期雨水收集起來，在雨水入河前截留初期雨水或者污染物濃度較高的初期溢流污水。待降雨結(jié)束后，再將儲存的雨污水通過污水管道輸送至污水處理廠，達(dá)到控制面源污染、保護(hù)水體水質(zhì)的目的。

需要指出的是，對初期雨水污染的控制應(yīng)以綜合整治為主。首先，應(yīng)降低雨水的地面徑流污染，改善地區(qū)綜合環(huán)境質(zhì)量，加強(qiáng)地面道路的清掃，禁止垃圾進(jìn)入雨水管道；其次，在雨水進(jìn)水口設(shè)置防止垃圾進(jìn)入的裝置，加深雨水進(jìn)水口的沉沙深度；第三，加強(qiáng)管道的清通和養(yǎng)護(hù)，防止初期雨水管道沉積的泥沙沖入水體。

3.雨水資源化利用

進(jìn)行雨水收集利用系統(tǒng)化建設(shè)是資源化利用的重要舉措。雨水的利用不僅僅是利用雨水資源和節(jié)約用水，還包括減緩城市雨水洪澇和地下水水位的下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態(tài)環(huán)境等，具有更為廣泛的意義。雨水收集利用系統(tǒng)大致分為收集、棄流、處理、回用4個(gè)階段。收集階段是利用場地地勢，合理安排管路，收集地面或者地下滲流的雨水；棄流階段分為自然棄流、自動棄流、閥門分流等，將污染較為嚴(yán)重的初期雨水棄流排除；雨水處理環(huán)節(jié)針對不同的水質(zhì)，采用不同處理工藝，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的更高要求；回用階段是設(shè)置加壓設(shè)備和專用管路，用來輸送沖洗便器、沖洗道路廣場、綠地澆灑、水景補(bǔ)水的回用水。

三、城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃

1.排水體制

城市排水體制的選擇是城市排水系統(tǒng)規(guī)劃的首要問題，直接關(guān)系到雨、污水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和管理，對城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)，同時(shí)也影響排水工程的初期投資、總投資和運(yùn)行管理費(fèi)用。根據(jù)城市總體規(guī)劃要求，排水（雨水）防澇規(guī)劃的污水體制確定為：實(shí)現(xiàn)雨污水完全分流制。

2.排水分區(qū)

根據(jù)道路網(wǎng)布局、規(guī)劃河道密度、鐵路走向、暴雨時(shí)地面和河道水位的可利用高差，將地塊進(jìn)行合理分區(qū)，根據(jù)雨水管道的匯水范圍、雨水排出口的位置，同時(shí)結(jié)合規(guī)劃的河道、閘門設(shè)置等情況，對主城區(qū)河道的排水子分區(qū)進(jìn)行劃分，務(wù)求在設(shè)計(jì)洪澇水位和設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期時(shí)地面不積水。

3.排水管渠

結(jié)合城市地形水系和已有管網(wǎng)情況，充分考慮與城市防洪設(shè)施和內(nèi)澇防治設(shè)施的銜接，對城區(qū)雨水管渠進(jìn)行合理布局，以確保排水通暢。

四、城市防澇系統(tǒng)規(guī)劃

1.平面與豎向控制

（1）防澇系統(tǒng)平面布局

系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)遵循城市現(xiàn)狀水文條件，對現(xiàn)狀城區(qū)內(nèi)河道水系進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃，確保其設(shè)計(jì)過水能力滿足行洪要求。在此基礎(chǔ)上對城內(nèi)雨水分區(qū)及雨水管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃，雨水管道就近排入河道，雨水系統(tǒng)按排入河道的不同進(jìn)行分區(qū)。

（2）城市豎向控制

根據(jù)城市已建成范圍內(nèi)地勢北高南低，坡度由北至南逐漸放緩，而且其區(qū)域內(nèi)多條河流由北至南貫穿城區(qū)，河道縱坡趨勢亦為由北至南逐漸放緩。由其獨(dú)特的地勢以及歷年大強(qiáng)度暴雨發(fā)生時(shí)的內(nèi)澇情況，可以看出該城區(qū)地形特點(diǎn)有利于城區(qū)泄洪排澇。此前發(fā)生的內(nèi)澇現(xiàn)象大都是由于下游河道過水能力不夠，以及北部山洪引入城市雨水管道，導(dǎo)致負(fù)荷過大造成的。因此，為了減少內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生，可加強(qiáng)城區(qū)雨水設(shè)施建設(shè)，增強(qiáng)調(diào)蓄功能，從而減少對道路豎向調(diào)整帶來的巨大經(jīng)濟(jì)成本。

2.城市內(nèi)河水系綜合治理

河道規(guī)劃。根據(jù)治理標(biāo)準(zhǔn)，參考規(guī)劃依據(jù)，進(jìn)行總體布局規(guī)劃，使其能夠滿足行洪排澇等功能的要求。另外，結(jié)合城市實(shí)際情況，進(jìn)行山洪水計(jì)算和城區(qū)澇水計(jì)算，合理分析設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果，比較設(shè)計(jì)成果在城市是否協(xié)調(diào)合理。

河道上游山洪溝規(guī)劃。進(jìn)行坡耕地治理工程建設(shè)，增加下滲，達(dá)到蓄水保土的目的；溝道治理工程建設(shè)，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，對淤積溝道進(jìn)行清理，保證行洪空間。

通過設(shè)置封禁標(biāo)牌與護(hù)欄，提醒人們保護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止人畜誤入封禁區(qū)域，對林木造成損壞；建設(shè)沙棘植物壩，抑制土壤侵蝕和水土流失，利用沙棘的生物特性，模擬攔沙蓄水的水庫大壩，在小流域溝道中按一定的行距、株距和種植方式，在垂直于水流方向種植能夠透水的沙棘植物體；通過為坡面散生林木修建樹盤，可有效攔蓄坡面匯流，降低坡面徑流對溝道的沖刷，增大下滲率，降低地表徑流量，在洪水來臨時(shí)能起到一定的蓄滯作用。

3.城市防澇設(shè)施布局

進(jìn)行城市防澇設(shè)施布局，主要包括：建設(shè)城市澇水行泄通道，滿足城市雨水排水需求；以洪水不入城市雨水管網(wǎng)為原則，緩解城市河道的排水壓力；建設(shè)城市雨水調(diào)蓄設(shè)施，特別是集雨水調(diào)蓄、防洪、城市景觀、休閑娛樂等于一體的多功能調(diào)蓄池。

4.城市防洪設(shè)施的銜接

防洪系統(tǒng)作用旨在抵御和疏導(dǎo)城市外部（上游）的客水，而排水、防澇系統(tǒng)是為了防治和排除城市內(nèi)部的降水。在城市排水防澇體系內(nèi)，需統(tǒng)籌防洪水位和雨水排放口標(biāo)高，保障在最不利條件下不出現(xiàn)頂托，確保城市排水通暢。排水系統(tǒng)與防洪系統(tǒng)是否合理銜接，是城市排水防澇系統(tǒng)規(guī)劃的關(guān)鍵。

五、典型案例

遼寧省沈陽市面積1.3萬km2，2012年年末全市人口達(dá)724萬人。沈陽市水資源豐富，主要河流有遼河、渾河、秀水河等。2004年完成了《沈陽市城市水系環(huán)境綜合規(guī)劃》，規(guī)劃堅(jiān)持“城市水系建設(shè)要堅(jiān)持以人為本、生態(tài)優(yōu)先，要充分考慮到水資源的承受能力和水質(zhì)的凈化問題，要實(shí)現(xiàn)城市水系防洪排澇的安全性和景觀化的統(tǒng)一”原則，依托自然山水，以渾河水系為軸，建設(shè)內(nèi)外兩道環(huán)城水系、四處各具特色的水網(wǎng)地區(qū)和九處大型湖面，形成“一軸、兩環(huán)、四城、九湖”的格局。從此，沈陽市改變了缺水少綠的格局，城市水系與綠化建設(shè)融為一體，加強(qiáng)了水系循環(huán)，提高了自然災(zāi)害的抵抗能力，改善了城市生態(tài)環(huán)境，見圖1。

圖1　沈陽市水系與綠化建設(shè)圖

六、結(jié)論

①我國城鎮(zhèn)化過程中存在諸多問題，特別是內(nèi)澇災(zāi)害治理方面，需通過研究、規(guī)劃和設(shè)計(jì)，提出合理的治理方案，減少城市內(nèi)澇的頻繁發(fā)生，保護(hù)群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

②城市內(nèi)澇的主要原因是河道行洪能力較差?，F(xiàn)有的行洪河道基本上為自然河道，缺乏有效治理，河道被侵占現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，行洪能力普遍偏低，嚴(yán)重影響著城市的排水防澇。

③對于城市內(nèi)澇的現(xiàn)狀，建議進(jìn)行城區(qū)排水防澇綜合規(guī)劃治理研究，主要包括城市雨水徑流控制與資源化利用、城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、城市防澇系統(tǒng)規(guī)劃等，全方位綜合治理?！?/p>

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責(zé)任編輯張瑜洪

Research on comprehensiveplanning and governanceof city drainageand waterlogging prevention

Huang Jingmei

As the urbanization process is accelerating in China，urban inland waterlogging disasters take place frequently，threatening the security of people’s life，property and their cities and towns seriously.The comprehensive planning and governance of city drainage and waterlogging prevention have already become the focus of our concerns. To this regard，the article clarifies the current situations and main problems of city drainage and waterlogging prevention，introduces the contents of comprehensive planning and governance，including urban rainfall runoff control and resource utilization，planning of city drainage pipeline systems and planning of city waterlogging prevention systems.In addition，taking the planning and governance of city drainage and waterlogging prevention in one city as a typical case，it alsomakes related analysis，which is of significant reference value for the planning and governance of city drainage and waterlogging prevention.

urbanization；drainage and waterlogging prevention；runoff pollution；runoff control；drainage pipeline

TV212.5+3

B

1000-1123（2016）15-0022-03

2016-06-02

黃敬梅，工程師。