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摘要:随着城市及社会的发展,排水防涝设施对城市运行和居民生活的重要性愈加突显,排水防涝设施能为城市居民的生活保驾护航,使居民免造内涝灾害的影响。排水及防涝设施之间如何协调配合,合力解决城市的内涝问题,成为相关单位研究的焦点之一。本文着重结合目前城市普遍存在的排水防涝方面的常见问题,分析其存在的成因,并提出相应的解决措施。
关键词:城市;排水;防涝;规划
1引言
近年来,全球气候变化显著,大暴雨等极端天气对城市的运行管理及人民的生产生活产生了较大影响,部分城市排水防涝基础设施建设滞后、现状雨污合流、排水管网建设滞后于城市发展、调蓄雨洪及应急管理能力不足等,导致城市内涝频发,部分片区易淹易涝。内涝的频发极大的制约了区域的经济发展。
在以往的城市规划管理中,防洪排涝规划往往是有水务局负责主导编制,排水规划则由规划局负责主导编制,防洪排涝与排水规划之间往往缺乏有效的衔接,导致城市排水设施与排涝设施等之间不能发挥1+1>2的作用。因此城市需加强对排水防涝建设的统一规划,完善排涝体系,防止城市内涝灾害的发生,为城市的管理及人民的生产生活保驾护航。
2规划原则及规划目标
2.1规划原则
统筹兼顾、系统性协调原则
城市内涝防治是一项系统性工程,需结合排水防涝专项规划阶段合理确定排水及防涝系统的布局,优先解决排水的主去向及大通道;然后结合竖向规划,减少低洼及凹地的出现,从源头降低内涝发生的机率,再结合城市水系规划,合理布局河湖水系,加强自然水体调蓄及行泄能力;结合城市防洪工程,合理布局防洪设施,防止外江洪水危及城市安全。
科学合理、技术先进原则城市排水防涝系统是一个新的技术课题,应解放思想,转变传统的“快排轻蓄”,“单一的排水设施”的模式,通过采用先进的理念和水力模型模拟、GIS技术等新技术。优先解决城市典型内涝积水点的改造与建设,重视灰色与绿色工程相结合,采用多种措施进行综合治理,发挥工程设施的的最大效益。
因地制宜、标本兼治原则
根据地形条件、用地性质,因地制宜地釆取蓄、渗、滞、排等多种措施,控制雨水径流的径流量及污染物。以城市排水防涝为主,兼顾雨水径流污染控制,构建可持续发展的生态排水体系。
2.2规划目标
(1)构建“布局合理、蓄排结合、高效安全”城市排水防涝系统;
(2)发生城市排水防涝设计标准以内的降雨时,地面不积水;
(3)发生超过城市内涝防治标准的降雨时,维持城市基本运转,不造成重大财产损失和人员伤亡。
3排水防涝现状问题及成因分析
(1)降雨强度增大,导致内涝发生频率增加
随着城市化的发展,城市化诱发的“热岛效应”改变了降雨的时空分布,在城区形成“雨岛”。导致城市强降雨的频繁发生,从而提高加强了内涝灾害发生频率及强度。
(2)地面硬化率高,渗水面积大幅度减少。
目前大部分城市现状地面普遍采用混凝土或沥青硬化,导致不透水面积迅速增加,地面径流系数增大,渗水能力越来越差,降雨形成的径流量增大,是导致近年来内涝问题严重原因之一。
(3)天然地形地貌遭到改变
自然状态下,天然沟渠河塘拥有排涝的能力,农田、植被、湿地等具有涵养水源的作用。近年来大部分城市在缺乏科学论证的基础下进行不合理的填水挖山,硬质化地面不断增加。原来作为排涝命脉的水渠被填埋,具有透水蓄水作用的农田湿地被开发为高楼大厦或道路,导致原有自然水系遭到严重破坏,涝水出路减少。
(4)现状排涝标准低,排涝设施不能满足防涝需求。
城市化的加快发展,使得暴雨形成的径流越来越集中,径流系数提高,径流量增多,洪峰较为集中,原有的排涝设计标准远不能适应经济发展和现有规程规范的新要求,现有的排涝设施远远不能满足防涝的需求。
(5)城市建设跟江河抢地,城镇建设用地地势较低,造成城区防洪排涝压力较大。
随着城市化的发展,越来越多的江河滩涂地及湿地被开发为建设用地,为了防护外江河的洪水,往往沿着江河的两岸建设笔直的防洪堤,洪水期间城区的涝水无法自排,只能通过设置排涝泵站以强排的方式排入江河中,城区防洪排涝压力较大。
(6)现状排水管网建设标准低,管网维修保养未到位导致淤塞,排水管网迂回布置,雨水未能就近排放。
大部分城市现有的排水管渠建设年代久远,其建设标准低,大部分管网的排水能力甚至低于1年一遇重现期标准;大部分排水管渠为雨污混流,且维修保养不到位,容易发生淤塞;排水管网迂回布置,未能就近排入附近水体;作为排水管渠下游接纳水体的坑塘及自然沟渠得不到维护,随着淤泥及杂草的增多,其纳雨能力大大降低,部分坑塘和自然沟渠随着城市发展甚至被不合理地填埋。
4城市排水防涝系统规划
4.1城市雨水径流控制与资源化利用
雨水径流量控制的的方法主要分为三大类:加强雨水入渗、调蓄排放、综合控制。雨水入渗主要采用绿地、透水铺装地面、渗透池、渗透井等方式。雨水入渗可有效削减洪峰流量和径流量,控制面源污染,调节微气候环境、改善水文循环等。
径流污染控制方面,国内城市初期雨水截流量通常在2~11 mm之间,以3~8 mm居多。根据2016年版《室外排水设计规范》,初期雨水的控制目标宜为4~8 mm。为了控制雨水径流污染,减轻对水环境的污染和破坏,应結合低洼绿地、植草沟等低影响设施,雨污水管网和污水设施的规划,进行初期雨水截留和处理。
雨水利用方式包括直接利用和间接利用。雨水直接利用是指雨水经收集、储存、就地处理等过程后用于冲洗、灌溉、绿化和景观等;雨水间接利用是指通过雨水渗透设施把雨水转化为土壤水,其设施主要有地面渗透、埋地渗透管渠和渗透池等。 4.2城市排水管网系统规划
目前大部分城市的旧城区的排水体制普遍为雨污合流制或截留式合流制,考虑到合流污水对自然水体存在严重的污染;城市老城区的排水体制近期宜采用截留式合流制,远期逐步进行雨污分流改造,新建城区应按雨污分流制建设。分流制建设和合流制向分流制改造过程中,还应适当考虑和兼顾初期雨水的污染问题,结合各雨洪利用工程就地分散处理初期雨水,削减日趋严重的面源污染。
根据2016年版《室外排水设计规范》,城市雨水管渠设计重现期应采取以下标准:中心城区雨水系统设计重现期取P=2~3年(新建项目、新建区域和成片改造区域重现期取3年,其他项目和区域可选用2年),重要地区P=3~5年,地下通道及下沉式广场取P=10~20年。
对于新建区域,需安装规范要求新建雨水管网;对于旧城区,需根据不同地区的重要性等级分阶段、多途径进行管网提标。对于重点区域和主干道路,结合道路建设或地区改建,优先进行排水管网的提标。对于次要区域和道路,根据客观条件和资金保障状况,逐步进行提标改造。
4.3内涝点治理措施
内涝点之所以内涝的首要原因是现状管线管径偏小,重现期不足;其次是管网堵塞,部分失去排水能力。所以内涝点治理首要原则是增大内涝点处的排水管网管径,满足内涝点附近排水的需要,具体管径由水力计算得出;其次是辅以海绵城市调蓄设施,内涝点附近几乎都是硬化路面,缺少绿化或没有绿化,这限制了雨水的下渗速度,在一定程度上促使内涝的形成。建议可结合旧城改造对周边区域进行透水铺装、新建下沉式绿地,新建蓄水池、渗透塘等海绵城市调蓄设施辅助排水,削减初期雨水径流,降低管网过载率;定期对容易造成内涝地区的管网定期检查,定期清理,防止管网堵塞的情况产生;部分区域还可以根据情况设置移动泵站辅助排水。
4.4城市防涝系统规划
城市防涝系统规划主要工作重点是根据治涝标准进行排涝计算,推算出暴雨洪水过程线,同时推算出各排澇泵站的强排流量;结合水力计算结果,提出城市内河水系综合治理措施,并科学合理地对城市防涝设施(城市涝水行泄通道、雨水调蓄设施、排涝泵站、水闸等)的布局规划。
5结束语
排水防涝规划对城市的安全尤为重要,科学合理的排水防涝规划是城市居民生活的重要安全保障,是维持城市正常运行的重要基础。因此,希望有关政府部门及相关规划设计单位能加强技术的交流沟通,总结出一套合理、经济、高效的规划设计技术方法,应用到城市排水防涝的规划设计过程中,为城市的运行和居民生活保驾护航。
关键词:城市;排水;防涝;规划
1引言
近年来,全球气候变化显著,大暴雨等极端天气对城市的运行管理及人民的生产生活产生了较大影响,部分城市排水防涝基础设施建设滞后、现状雨污合流、排水管网建设滞后于城市发展、调蓄雨洪及应急管理能力不足等,导致城市内涝频发,部分片区易淹易涝。内涝的频发极大的制约了区域的经济发展。
在以往的城市规划管理中,防洪排涝规划往往是有水务局负责主导编制,排水规划则由规划局负责主导编制,防洪排涝与排水规划之间往往缺乏有效的衔接,导致城市排水设施与排涝设施等之间不能发挥1+1>2的作用。因此城市需加强对排水防涝建设的统一规划,完善排涝体系,防止城市内涝灾害的发生,为城市的管理及人民的生产生活保驾护航。
2规划原则及规划目标
2.1规划原则
统筹兼顾、系统性协调原则
城市内涝防治是一项系统性工程,需结合排水防涝专项规划阶段合理确定排水及防涝系统的布局,优先解决排水的主去向及大通道;然后结合竖向规划,减少低洼及凹地的出现,从源头降低内涝发生的机率,再结合城市水系规划,合理布局河湖水系,加强自然水体调蓄及行泄能力;结合城市防洪工程,合理布局防洪设施,防止外江洪水危及城市安全。
科学合理、技术先进原则城市排水防涝系统是一个新的技术课题,应解放思想,转变传统的“快排轻蓄”,“单一的排水设施”的模式,通过采用先进的理念和水力模型模拟、GIS技术等新技术。优先解决城市典型内涝积水点的改造与建设,重视灰色与绿色工程相结合,采用多种措施进行综合治理,发挥工程设施的的最大效益。
因地制宜、标本兼治原则
根据地形条件、用地性质,因地制宜地釆取蓄、渗、滞、排等多种措施,控制雨水径流的径流量及污染物。以城市排水防涝为主,兼顾雨水径流污染控制,构建可持续发展的生态排水体系。
2.2规划目标
(1)构建“布局合理、蓄排结合、高效安全”城市排水防涝系统;
(2)发生城市排水防涝设计标准以内的降雨时,地面不积水;
(3)发生超过城市内涝防治标准的降雨时,维持城市基本运转,不造成重大财产损失和人员伤亡。
3排水防涝现状问题及成因分析
(1)降雨强度增大,导致内涝发生频率增加
随着城市化的发展,城市化诱发的“热岛效应”改变了降雨的时空分布,在城区形成“雨岛”。导致城市强降雨的频繁发生,从而提高加强了内涝灾害发生频率及强度。
(2)地面硬化率高,渗水面积大幅度减少。
目前大部分城市现状地面普遍采用混凝土或沥青硬化,导致不透水面积迅速增加,地面径流系数增大,渗水能力越来越差,降雨形成的径流量增大,是导致近年来内涝问题严重原因之一。
(3)天然地形地貌遭到改变
自然状态下,天然沟渠河塘拥有排涝的能力,农田、植被、湿地等具有涵养水源的作用。近年来大部分城市在缺乏科学论证的基础下进行不合理的填水挖山,硬质化地面不断增加。原来作为排涝命脉的水渠被填埋,具有透水蓄水作用的农田湿地被开发为高楼大厦或道路,导致原有自然水系遭到严重破坏,涝水出路减少。
(4)现状排涝标准低,排涝设施不能满足防涝需求。
城市化的加快发展,使得暴雨形成的径流越来越集中,径流系数提高,径流量增多,洪峰较为集中,原有的排涝设计标准远不能适应经济发展和现有规程规范的新要求,现有的排涝设施远远不能满足防涝的需求。
(5)城市建设跟江河抢地,城镇建设用地地势较低,造成城区防洪排涝压力较大。
随着城市化的发展,越来越多的江河滩涂地及湿地被开发为建设用地,为了防护外江河的洪水,往往沿着江河的两岸建设笔直的防洪堤,洪水期间城区的涝水无法自排,只能通过设置排涝泵站以强排的方式排入江河中,城区防洪排涝压力较大。
(6)现状排水管网建设标准低,管网维修保养未到位导致淤塞,排水管网迂回布置,雨水未能就近排放。
大部分城市现有的排水管渠建设年代久远,其建设标准低,大部分管网的排水能力甚至低于1年一遇重现期标准;大部分排水管渠为雨污混流,且维修保养不到位,容易发生淤塞;排水管网迂回布置,未能就近排入附近水体;作为排水管渠下游接纳水体的坑塘及自然沟渠得不到维护,随着淤泥及杂草的增多,其纳雨能力大大降低,部分坑塘和自然沟渠随着城市发展甚至被不合理地填埋。
4城市排水防涝系统规划
4.1城市雨水径流控制与资源化利用
雨水径流量控制的的方法主要分为三大类:加强雨水入渗、调蓄排放、综合控制。雨水入渗主要采用绿地、透水铺装地面、渗透池、渗透井等方式。雨水入渗可有效削减洪峰流量和径流量,控制面源污染,调节微气候环境、改善水文循环等。
径流污染控制方面,国内城市初期雨水截流量通常在2~11 mm之间,以3~8 mm居多。根据2016年版《室外排水设计规范》,初期雨水的控制目标宜为4~8 mm。为了控制雨水径流污染,减轻对水环境的污染和破坏,应結合低洼绿地、植草沟等低影响设施,雨污水管网和污水设施的规划,进行初期雨水截留和处理。
雨水利用方式包括直接利用和间接利用。雨水直接利用是指雨水经收集、储存、就地处理等过程后用于冲洗、灌溉、绿化和景观等;雨水间接利用是指通过雨水渗透设施把雨水转化为土壤水,其设施主要有地面渗透、埋地渗透管渠和渗透池等。 4.2城市排水管网系统规划
目前大部分城市的旧城区的排水体制普遍为雨污合流制或截留式合流制,考虑到合流污水对自然水体存在严重的污染;城市老城区的排水体制近期宜采用截留式合流制,远期逐步进行雨污分流改造,新建城区应按雨污分流制建设。分流制建设和合流制向分流制改造过程中,还应适当考虑和兼顾初期雨水的污染问题,结合各雨洪利用工程就地分散处理初期雨水,削减日趋严重的面源污染。
根据2016年版《室外排水设计规范》,城市雨水管渠设计重现期应采取以下标准:中心城区雨水系统设计重现期取P=2~3年(新建项目、新建区域和成片改造区域重现期取3年,其他项目和区域可选用2年),重要地区P=3~5年,地下通道及下沉式广场取P=10~20年。
对于新建区域,需安装规范要求新建雨水管网;对于旧城区,需根据不同地区的重要性等级分阶段、多途径进行管网提标。对于重点区域和主干道路,结合道路建设或地区改建,优先进行排水管网的提标。对于次要区域和道路,根据客观条件和资金保障状况,逐步进行提标改造。
4.3内涝点治理措施
内涝点之所以内涝的首要原因是现状管线管径偏小,重现期不足;其次是管网堵塞,部分失去排水能力。所以内涝点治理首要原则是增大内涝点处的排水管网管径,满足内涝点附近排水的需要,具体管径由水力计算得出;其次是辅以海绵城市调蓄设施,内涝点附近几乎都是硬化路面,缺少绿化或没有绿化,这限制了雨水的下渗速度,在一定程度上促使内涝的形成。建议可结合旧城改造对周边区域进行透水铺装、新建下沉式绿地,新建蓄水池、渗透塘等海绵城市调蓄设施辅助排水,削减初期雨水径流,降低管网过载率;定期对容易造成内涝地区的管网定期检查,定期清理,防止管网堵塞的情况产生;部分区域还可以根据情况设置移动泵站辅助排水。
4.4城市防涝系统规划
城市防涝系统规划主要工作重点是根据治涝标准进行排涝计算,推算出暴雨洪水过程线,同时推算出各排澇泵站的强排流量;结合水力计算结果,提出城市内河水系综合治理措施,并科学合理地对城市防涝设施(城市涝水行泄通道、雨水调蓄设施、排涝泵站、水闸等)的布局规划。
5结束语
排水防涝规划对城市的安全尤为重要,科学合理的排水防涝规划是城市居民生活的重要安全保障,是维持城市正常运行的重要基础。因此,希望有关政府部门及相关规划设计单位能加强技术的交流沟通,总结出一套合理、经济、高效的规划设计技术方法,应用到城市排水防涝的规划设计过程中,为城市的运行和居民生活保驾护航。