韩志刚

（中交公路规划设计院有限公司，北京　100000）



·水·暖·电·

基于多专业协调的城市内涝防治体系设计及应用

韩志刚

（中交公路规划设计院有限公司，北京100000）

摘要：以山西省平遥县为例，分析了用地布局、管网、地形、水文、气象等同内涝防治的关系，从径流控制、小排水和大排水三方面，提出了多专业协调衔接的综合内涝防治三大体系，以应对未来城市的内涝灾害。

关键词：内涝，防治体系，多专业，协调衔接

1　内涝防治体系构建

城市内涝防治是一个复杂的系统工程，城市内涝问题涉及管理部门复杂、学科广泛，内涝的诱导是多个因素的组合体［1，2］，但由于国内特殊的管理体系和职责划分而导致的“条块”分割问题，使得排水是市政部门的事，也侧重于管道、泵站等排水设施的布置和设施规模的确定，缺乏与水利部门、规划部门等的协调。

笔者认为城市内涝防治并不能孤立地就排水论排水，就管道论管道，国内这种“条块”分割的管理也必须得到妥善解决，内涝防治要做好水利、给排水、景观、城市规划、建筑、道路、竖向等多专业的协调衔接。

1）规划［3］。城市规划是研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署，是一定时期内城市发展的蓝图，也是城市内涝防治的前提。但是目前城市用地分类基本没有考虑土地和地表径流的关系，做城市用地布局时也很少考虑雨水排水的出路。从城市规划角度来看，首先要发挥好作为内涝防治顶层设计的功能，内涝防治要理清城市发展时序，避免出现由于城市扩展造成的排水能力不足；此外，以“海绵城市”为设计理念，城市规划合理布局用地，景观规划合理布局绿地，从源头控制径流系数，使涝水能够自然滞蓄和顺畅排走。

2）水利［1］。水利专业目前有较成熟的防洪排涝体系，其所涉及的是区域、流域的洪涝灾害，并不是城市的内涝灾害。防洪排涝同排水防涝虽然只有一字之差，但是目前两套系统之间缺乏衔接，管理和河道之间缺乏衔接。从水利角度来看，明确内涝雨水最终是要排入河道湖泊等受纳水体，即首要的是疏通行洪通道，打破防洪、排涝、排水、防洪之间的天然界限，确定管道和河道相对应的设计重现期，使得管道出口高程要高于河道相应设计重现期下的标高，防止重现期下汛期河水倒灌现象，内水不能顺利排出，形成内涝积水。

3）道路。道路是天然的涝水行泄通道，但是传统的道路排水是道路不透水汇水面→雨水口→市政管线→河湖水系的过程，道路和排水是两个完全独立的专业，甚至出现道路比周边用地高，造成雨水排水进去。从道路专业来看，一方面要协调好道路竖向同管道竖向的关系，使雨水能顺畅排入，同时道路可低于周边用地，作为天然的涝水行泄通道；另一方面道路设计应遵循低影响开发设计理念，具体设计措施是中央分隔带下凹用于滞留自身雨水，下渗雨水和超雨水通过溢流井和渗水盲管进入市政雨水管线，非机动车道径流首先汇入生态树池，超量雨水通过暗渠流入红线外绿地，人行道采用透水铺装且径流坡向红线外绿地。

4）给排水［2，4］。给排水专业即传统的排水规划，是由排水管网构成的小排水系统，目前侧重于管道、泵站等排水设施的布置和设施规模的确定。从给排水专业角度来看，既要核定管径和设施规模，又要考虑大小排水系统的衔接、管道和河道的衔接，注意系统的规划。

5）建筑。建筑是雨水排放系统的源头，且占据了城市近70%的面积，因此建筑学应作为城市内涝防治体系的重要组成部分。从建筑专业角度来看，建筑应该遵从绿色建筑设计理念，绿色屋面作为低影响开发的有效手段，可以减少径流量、延长径流集聚时间、削减洪峰等最大程度地防治内涝。

6）计算机。目前排水设计大多还采用传统的手动计算方法，从而使得内涝防治规划的科学性和城市风险管理水平有待提高。为了有效评估城市现状排水系统能力、评估和展示不同重现期情况下城市的内涝风险、科学的进行风险区划和管理，很有必要在内涝防治规划中引入国际上先进的水文水力模型计算方法。使规划能够顺应原有的自然水体，适应原有的自然蓄水和排水条件，符合千百年来自然界水循环的机理。

2　案例分析

2.1平遥县区位及排水特征分析

平遥县位于山西省中西部，境内河流均属黄河汾河水系，主要有惠济河、柳根河、青沙河、护城河四条季节性河流，为排水防涝提供了良好条件。为充分发挥水系资源优势，减少泵站和主干排水管渠的建设规模，节约投资，雨水就近排入河道及利用调蓄设施进行调蓄是内涝治理系统的一个重要原则。

平遥县年降水量少，仅为439 mm，主要集中于夏季，雨水管区覆盖率达85%以上。旧城区主要为合流管，管网覆盖率约70%，双林新城新建区及平遥古城内管网覆盖率在90%以上。

2.2径流控制体系

径流控制体系是内涝防治体系的重要组成部分，是对“以排为主”传统排水系统的颠覆，转化为“排、蓄、渗”为一体的现代排水系统，通过屋顶绿化、可渗透铺装、低势绿地、植被浅沟、多功能雨水调蓄池等低影响开发设施实现新建地区综合径流系数控制0. 4，旧城综合径流系数控制0. 5，古城综合径流系数控制0. 7。

屋面雨水集蓄利用措施：主要用于平遥古城，在不改变屋面原有色调的基础上，将屋面雨水收集之后通过渗透、回灌等措施来补充地下水。最终实现古城在3年一遇降雨水时，场区雨水零排放。

道路LID化改造：主要是针对现状积水路段中都路和上西关街的改造，改造路段属于红线外可利用空间有限的城市道路。道路LID化改造，是指基于现有的道路断面形式、路面坡度坡向和周边空间条件进行设计，中央分隔带下凹，滞留自身雨水径流，下渗雨水和超量雨水通过溢流井和渗水盲管排入市政雨水管线。

低势绿地：主要建设区域为环古城及双要新城，下凹深度约50 mm，以便自渗的雨水少外流或不外流，同时周围地面的地表径流能流入绿地下渗。预期10年一遇拦截率100%，100年一遇拦截率59. 37%；在有1倍汇水面积的情况下，10年一遇拦截率43. 57%，100年一遇拦截率25. 37%。

其他径流控制措施有植被浅沟、可渗透铺装等。

2.3小排水体系

小排水体系即传统的管道系统，本案例的小排水体系并不是盲目地提高管网重现期，而是在径流控制体系的基础上，控制径流系数，基于排水管网重现期评估，保证管网重现期为2年～3年。

1）竖向控制。规划区地形平坦，规划区内新规划道路竖向应保证一定的排水坡度，与现状道路衔接时，尽量避免出现凹点。同时还要考虑低势绿地的布局，并尽量保留现状坑洼地和水面，不要在建设中进行随意的填埋和削减，以用作雨水的调蓄，防止内涝的发生。雨水出水口的设计标高上也要考虑高于河道多年平均常水位，以保证雨水顺利排出。

2）管网规划。规划近期采用分流制与合流制相结合的体制，新建城区以及大部分改造城区的管网采用完全分流制，保留局部地区的现状合流管，待城市发展到一定阶段后再完全改为分流制。

2.4大排水体系

大排水体系是指通过地表通道和调蓄设施来排除超过小排水体系设计标准的超标暴雨或极端天气特大暴雨的体系。

1）排涝分区。利用ArcGIS软件对规划区地形图进行处理，并建立地表水文模型，对规划区进行ArcGIS盆域分析。得出主要结论有：青沙河、柳根河、惠济河为自然形成的涝水行泄通道，为城市排涝水提供了自然渠道；护城河水系自循环，涝水无出路，需增涝灾时排涝通道；局部区域超过雨水管网标准的涝水不能通过地面漫流直接汇入河流，将导致局部路段受灾，需增加排涝通道；南部地区地势较高，强降雨时雨水易汇入城区导致内涝。

2）地表涝水行泄通道。基于模拟的径流路径与现有场地所形成的真实径流之间的差别，对于模拟图中存在着径流的线路，而现有场地未能形成真实的径流，则很有可能存在内涝，可通过规划地表涝水行泄通道或开挖渠道来防治内涝。

青沙河排涝分区：青沙河西部区域超过管网设计标准的雨水将汇流至西部中间道路及最西侧道路，因此规划远期按照建设排涝暗渠，同时考虑该道路为远期涝水的道路行泄通道。

柳根河排涝分区：本分区北部地区地形复杂，超过管网设计标准的雨水将汇流北部地区中部道路，因此规划北部局部路段建设涵渠并预留涝水行泄通道。

惠济河排涝分区：本分区南部地区存在超标雨水无处排放问题，规划远期沿南部中间道路建设暗渠并改造此道路为涝水行泄通道。

3）雨水调蓄设施。调蓄池按照大排水系统需调蓄降雨量为标准进行规模设计，规划新建4处多功能调蓄设施，同时规划多处低势绿地作为雨水滞水区。

3　结语

目前，内涝防治规划主要侧重于管道、泵站等排水设施的布置和设施规模的确定，并盲目通过提高管网重现期来达到防治内涝的目标。但实际内涝成因复杂，涉及规划、水利、建设等多个部门，本文试图通过水利、给排水、景观、城市规划、建筑、道路、竖向等多个专业的衔接，建立径流控制体系、小排水体系和大排水体系三位一体的综合内涝防治体系，也是未来城市应对内涝的根本途径。

参考文献：

［1］车伍，杨正，赵杨，等.中国城市内涝防治与大小排水系统分析［J］.中国给水排水，2013，29（16）：13-19.

［2］韩洋.城市内涝控制与排水管网规划研究［D］.西安：长安大学，2014.

［3］耿莎莎.基于城市规划视角下的城市内涝防治研究［D］.兰州：兰州大学，2013.

［4］邵尧明.城市暴雨强度公式应用中存在问题及处理方法［J］.给水排水，2008，34（2）：39-41.

［5］金家明.城市暴雨强度公式编制及应用方法［J］.中国市政工程，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

中图分类号：TU991

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0120-03

收稿日期：2016-01-19

作者简介：韩志刚（1984-），男，工程师