王学鑫，姜秀艳，姜学良

（1.青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东 青岛266000；2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉430010；3. 山东宏雁电子系统工程有限公司，山东 青岛 266041）

0 引言

城镇内涝是城镇范围内的强降雨或连续性降雨超过城镇雨水设施的消纳能力，导致城镇地面产生积水的现象[1]。当2017年《城镇内涝防治技术规范》（GB 51222—2017）发布，并且第一次以专业术语的形式明确了“城镇内涝”的定义时，就表明这个问题已经足够严重足以引起相关专业领域的重视。有了城镇内涝，那么相应的内涝防治系统概念也随之而来。城镇内涝防治系统包含源头减排、排水管渠和排涝除险等工程性措施，以及应急管理等非工程性措施，并需要与防洪设施相衔接。2021年4月25 日，国务院办公厅印发《关于加强城市内涝治理的实施意见》，明确要求到2025年，各城市因地制宜基本形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系，排水防涝能力显著提升[2]。本文从滨海城市一条典型市政道路项目为出发点，由点及面系统分析了滨海区域市政道路排水系统设计的思路及方式。

1 工程概况

本文规划西6 号线位于青岛高新区，是一条南北向的城市主干路，道路宽75 m，双向6 车道，周边区域基本为大型体育、商业、教育用地，项目位置见图1；项目南侧紧邻胶州湾，是区域排水系统的末端；东侧为规划19# 排水沟，主槽底宽10 m，蓝线宽度34 m，区域规划防洪标准为50 a 一遇，排涝标准为20 a 一遇，防风暴潮标准100 a 一遇。

图1 项目位置图

2 设计思路

2.1 统筹考虑海绵、管渠、排涝三个系统，相互协调，保障区域水生态、水环境、水安全、水资源

结合内涝防治系统概念，在设计之初就统筹考虑海绵、管渠、排涝、防洪以及防风暴潮措施。通过人行道、非机动车道采用透水铺装+ 绿化带内设置植草沟、雨水花园的形式构建市政道路海绵城市设施，实现0-1年重现期小雨径流削减；采用雨水口+雨水管渠形式设计雨水管渠系统，保证中到大雨可以快速收集排放；排涝水系同步实施，打通排水管渠下游通道，避免雨季出现内涝，同时结合水系营造景观效果，为周边大型公建增添色彩；在排水沟入海口位置同步实施挡潮闸，避免海水顶托倒灌。

通过上述由小及大、由点及面的的系统构建（见图2），整个项目的“大排水系统”完善无缺，可以实现较好的雨洪管理效果。

图2 城镇排涝除险系统构建图

2.2 规划水系先行，保障排水下游出路，避免内涝发生

水系作为“大雨水系统”的末端，在城镇内涝防治系统中至关重要。本工程原本为市政道路配套项目，不包含路边水系建设。为避免雨水管道下游无出路，积极同建设单位争取19# 排水沟与道路配套同步实施。

水系流量采用暴雨强度公式法，水面线推求采用恒定非均匀流水面曲线基本方程计算。19# 水系汇水面积2.27 km2，设计流量75 m3/s；河底标高0～0.4 m，20 a 一遇水位线3.79～3.99 m，常水位标高2 m。19# 水系南侧直排胶州湾，为防止极端降雨天气叠加风暴潮顶托，在排海口设置挡潮闸。19# 排水沟汇水面积图见图3。

图3 19# 排水沟汇水面积图

2.3 海绵理念贯穿，小雨不积水，初雨可收集

海绵城市理念作为“大雨水系统”的起端，运行效果直接影响内涝防治系统后续措施效果。

本工程通过设置截留式弃流井收集车行道范围内初期雨水并将弃流井出水管接至污水管道送至污水处理厂进行处理，极大削弱了车行道范围内污染物浓度极高的初期雨水带来的面源污染。本次设计核算初期雨水对污水管道产生影响时，取前5 min的平均流量，得到弃流量为Q=5.7 L/s。

人行道、非机动车道采用透水性铺装材料，并将传统人行道坡向车行道的方式调改为坡向路侧绿化带，到从源头将雨水留下来然后“渗”下去。人行道铺装采用生态砂基面层厚6 cm+ 中砂垫层厚5 cm+ 级配碎石厚15 cm；非机动车道采用油性保护剂+5 cm厚0.6 cm 粒径彩色强固透水混凝土+15 cm 厚1.0 cm粒径透水混凝土+15 cm 厚级配碎石压实+素土压实。

在路侧绿化带内设置植草沟、雨水花园等下凹式绿化，植草沟通过平面及竖向调整，人为拉长雨水径流轨迹，最终汇至雨水花园，充分实现雨水的“渗、滞、蓄”；下凹式绿地内设置溢流口，当降雨量超过下凹绿地的渗水能力时，排入雨水管道。

通过上述海绵系统，规划西6 号线年径流总量控制率可以达到78%，远超上位规划中对市政道路年径流总量控制率40%～75%的要求，市政道路海绵系统构建见图4。

图4 市政道路海绵系统构建

2.4 管道设计合理，中雨及时排入水系

本次雨水管道设计重现期取5 a 一遇，双侧布置，管道坡度与道路坡度一致取0.2%，雨水在相对低点位置汇集后排入19# 水系。东侧雨水管道仅收集路面雨水，为管径DN400-DN600；西侧管道收集道路及西侧地块雨水，为管径DN500-DN1200，管顶标高基本与20 a 一遇水位线持平。超过海绵设施消纳的且重现期在5 a 之内的雨水通过管道及时排入水系，保证地块及路面排水顺畅。雨水管道汇水面积见图5。

图5 雨水管道汇水面积图

2.5 区域积水点模拟为基础，内涝风险大的点设置行泄通道

根据《城镇内涝防治技术规范》（GB 51222—2017），应对城镇内涝风险进行评估，内涝风险大的地区宜结合地理位置、地形特点等设置雨水行泄通道[1]。

在道路竖向设计阶段，不局限于项目本身，利用鸿业暴雨排水及低影响开发软件对项目所在的汇水区域内进行内涝模拟。模拟边界条件：50 a 内涝防治重现期，雨水管渠压力流排水。结合模拟结果在2 处道路低点设置雨水行泄通道，将超管道设计重现期雨水直接引入水系。为将道路西侧超标雨水就近引入水系中，结合路缘石开口、雨水花园设置浅埋雨水暗渠，将道路西半幅雨水通过暗渠排水水系；浅埋暗渠排除50 a 内涝防治重现期下，雨水管渠压力流状态下排水能力不足部分的雨水，保证道路低点不积水。雨水行泄通道设计，见图6。

图6 雨水行泄通道设计图

2.6 日常维护、应急管理等非工程措施落实于设计图纸中，提示建设单位关注内涝防治非工程措施

在图纸中明确提出19# 排水沟、5# 挡潮闸开闸放水控制水位等相关要求，并提出汛期的前、中、后期应及时对雨水口、雨水管道、排放口等关键设施进行清理疏通。建议要求建设单位建立日常维护管理制度及应急管理制度，以确保内涝防治非工程措施充分发挥作用。

3 结语

项目于2017年开始设计工作，2019年已竣工验收，整个大排水系统经受过2020年第4 号台风“黑格比”带来的极端天气的洗礼，展现出良好的海绵、排水、排涝效果。

通过设计阶段，将“大雨水系统”理念灌输给建设单位，从根本上重视系统构建，在“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系理念提出之前，就用实际行动构建了全过程雨洪管控模式，为高新区甚至滨海城市市政道路排水系统设计提供了借鉴。