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2 0 1 4 年 1 O 月第 1 O 期 城 市道桥与 防洪 防洪排水1 0 9 新排水标准下现状排水系统的改造与提升 —— 以淄博市 中心城区为例 潘 忠秀 ( 淄博市规划设计研究 院， 山东淄博 2 5 5 0 0 0 ) 摘 要： 排水标准提高， 现状排水系统排水能力如何与新的排水标准完好匹配呢?该文针对淄博中心城区现状排水系统的改造 、 利用与提升， 总结了经济可行、 改造成本低、 改造效果好的多种典型解决方案 ， 可供同类型城市设计参考。 关键词： 排水标准； 雨水重现期； 雨水管渠系统改造及利用； 淄博市中心城区 中图分类 号 ： U 9 9 2 ．0 3 文 献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 — 7 7 1 6 ( 2 0 1 4 ) 1 0 — 0 1 0 9 — 0 3 0 引言 近年来 ， 我 国城市 内涝逐渐呈 多发 、 频发 、 加 重态势 ， 城市的交通安全 、 生产运营 、 人 民生活 、 环 境卫生等正 日益受到城市内涝的严重影 响和危 害。为提高城市排水能力， 解决城市内涝， 2 0 1 4 版 《 室外排水设计规范》 ( G B 5 0 0 1 4 — 2 0 0 6 ) 全面修订了 雨水管渠的设计重现期( 见表 1 ) 。 表 1雨水管渠设计重现期一览表( 单位： a) 相对于 2 0 1 1 版 《 室外排水设计规范》对雨水 管渠设计重现期的规定 ：一般地区重现期应采用 1～3 a ， 重要干道 、 重要地 区或短期积水 即能引起 较严重后果 的地 区 ， 应采用 3—5 a ， 并应与道路设 计协调，经济条件较好或有特殊要求的地区宜采 用规定 的上限。 特别重要地 区可采用 1 0 a或以上 。 根据新 旧版规范 的对 比 ， 2 0 1 4版 排水规 范对 雨水管渠设计重现期的要求比2 0 1 1 版提高了 1 ～ 3个档次。 在 2 0 1 3年 ， 淄博市政府 已全面提高 了淄 博市 中心城 区排水标准 ： “ 新 建 、 改建 、 扩建城市主 次干道雨水管道设计 的暴雨重现期一般不小于 2 a 一 遇标准 ；其 它城市道路雨水 管道设计 的暴雨重 现期应不小于 1 a 一遇标准 。 主要河道防洪标准应 收稿 日期 ： 2 0 1 4 — 0 6 — 2 6 作者简介： 潘忠秀( 1 9 7 2 一 ) ， 女， 重庆人， 高级工程师， 从事给 排水专业规划设计工作。 达到 5 0～1 0 0 a一遇标准。 所有城市排涝泵 站大于 1 0 a一遇标准 ， 河道排涝大于 2 0 a 一遇标准。” 排水标准提高了 ， 需要 的雨水管渠断面和排水 流量增大，旧的雨水管渠系统无法满足新标准的 排水流量和管渠断面的要求 ， 需要进行改造。但是 雨水管渠系统设计使用 年限都在 3 0 a以上 ，如果 把现有的管渠系统都拆 除重建 ， 一方面投资 巨大 ， 地方财政难 以承受 ；另一方面也会造成 巨大 的固 定资产流失和浪费。特别是在老城区、 建成区、 城 市中央区， 受地下空间、 现状建构筑物等已有条件 的制约 ， 雨水管渠的改造、 新建更是困难重重 ， 几 无可能。 在满足新标准 的前提 下如何做到现状雨水管 渠的利用与改造相结合， 把投资费用 、 建设难度降 到最低，是规划设计人员在具体工作中需要面临 和解决 的问题 。下面针对淄博市 中心城 区的排水 设施现状提 出几点看法及改造意见 。 1 中心城区雨水排水设施现状 1 ． 1城市类型及排水标准 淄博市 中心城区南起淄河大道、 北至黄河大道 、 西起原山大道 、 东至鲁山大道， 规划面积 2 6 0 k m z ， 现 状人 口 8 9万人 ，至 2 0 2 0年规划人 口为 1 3 2万人 。 按照城市等级及中心城区规划人 口数划分 ，淄博 市属 于大城市类 型。中心城 区现状城市道 路雨水 管渠系统标准 ：一般地区满足 1 a一遇雨水标准 ， 重要 干道 、 重要 地 区满足 2 a一遇雨水标 准 ， 雨水 泵站满足 5 a一遇雨水标准。 1 ． 2设计暴雨量 根据淄博市张店区暴雨强度公式计算， 2 a 一 遇暴雨设计水量 比 1 a 一遇暴雨设计水量增大 2 5 ％ 一3 2 ％， 5 a一 遇暴雨 设计水 量 比 2 a一遇暴 雨设 计水 量增 大 2 0 ％ 2 7 ％， 1 0 a一 遇暴 雨设计 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 0 防洪排水 城市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 1 0月第 1 0 期 水量 比 5 a 一遇暴雨设计水量增大 1 4 ％ ～ 2 1 ％， 2 0 a 一 遇暴雨设计水量 比5 a 一遇暴雨设计水量增大 3 4 ％ 5 0 ％， 降雨历时高时取高值( 按 t = 5 ～1 2 0 m in ， 折 减系数 m取同一值计算) 。 1 ． 3 雨水设施现状 中心 城 区雨水 管渠 当管高大 于或等 于 1 ． 0 m 时， 以砖砌方沟为主 ， 管高小于 1 ． 0 m时 ， 以钢筋混 凝土管道为主。新城 区道路双侧均布置雨水管线 ， 一 侧为主管道， 主要排街坊及路面雨水， 一侧为支 管， 主要排路面雨水。老城区当机动车道宽度小于 或等于 1 4 m时， 为单侧设置雨水管道 ， 机动车道 宽度大于 1 4 m时 ， 雨水管道为道路双侧设置 。城 区内雨水经管道汇集后 分段 就近排人 河道 ，其 中 玉龙河为景观河， 河道分段设置橡皮坝蓄水， 为了 减少景观水流失，雨水管渠排玉龙河出水口均设 闸门， 排其它河道未设 闸门。 2 现状雨水管渠利用与改造措施 2 ． 1改造标准 对于不满足新标准的旧的雨水管渠系统 ， 考虑 旧路改造存在现状管线复杂、 管道线位紧张、 标高 受限等实际情况， 按以下标准进行改造： 一般地区 满足 2 a一遇雨水标准 ， 重要干道 、 重要地 区满足 5 a 一遇雨水标准， 雨水泵站满足 2 0 a 一遇雨水标 准 。 2 ． 2 改造原则 管线改造随道路改造逐步进行升级和完善 ； 管 线改造与利用相结合 ， 降低造价； 管线改造与雨水 的渗、 蓄、 用等工程措施相结合， 促进雨水利用。 2 ． 3 改造措施 结合区域情况 ，采用多种措施 、多种组合 ， 因 地制宜、 经济合理地提高现有管网排水能力， 而不 是一味拆除、 新建。 2 ．3 ． 1措施一： 保留道路雨水主管道。 改造雨水支管 对于道路双侧设置雨水管道的区段 ， 改造时可 以保 留雨水主管道 ， 仅对支管进行改造 。即： 将雨 水支管拆除后 ， 在原位置增设雨水副管 ， 管道断面 满足两侧雨水管道同时工作时排出的雨水量不小 于其汇水区域内设计雨水量的要求 ，同时在两侧 雨水管道之间的适当位置增设雨水连通管，分流 主管的雨水量以达到提高排水能力的要求。 2 ． 3 ． 2 措施二 ： 保 留现状雨水管道 。 同时增设雨水 副管 对于市政道路雨水管道为单侧设置的区段， 保 留现状雨水管道 ， 并在道路另一侧增设雨水副管 。 在两侧雨水管道适当位 置增设 雨水连通管 ，提高 系统排水能力 。 2 ． 3 。 3 措施三 ： 对 雨水方沟进行局 部改造 ， 加大过 水流量 张店地区地形平坦， 河道均为内河 ， 属雨源型 河流， 主要承担防洪排涝的功能， 河深为 3 m左右。 市政排水管渠多为扁宽的雨水方沟， 在方沟覆土允许 的情况下 ， 为增加雨水排放量 ， 可以将雨水方沟侧墙 加高 ，如将方沟断面 B X H = I 4 0 0 mm1 0 0 0 mm加 高到 BH= I 4 0 0 m m X 1 4 0 0 m m的雨水方沟 ， 过 水断面增加 4 0 ％， 以满足设计雨水量排放要求。当 雨水方沟位于人行道或绿化带下时，该方案简单 易行。当方沟位于车行道下时， 需要通过结构验算 确定方沟基础是否满 足要求 ，方 沟侧墙 和盖板 是 否需要采取加固措施。 2 。 3 ． 4 措施四： 对排河 口进行改造 当道路两侧雨水主管与副管合并排河时， 改造 合并后的管段及排河 口；当雨水 主管道与副管分 别排河 时 ， 改造或增设副管排河 口。排河出水 口断 面不应小于其对应的排水管渠断面。出水口的位 置设于河道闸坝的下游 ， 为 了排水安全通畅 ， 出水 口处取 消闸门。 2 ． 3 ． 5 措施五： 结合道路桥梁位置增设雨水导流设施 中心城区内因为河道较浅 ， 道路桥梁设计为了 满足防洪要求， 桥面标高一般高于两侧地面标高 ， 导致道路设计低点偏离河道位置，不利于超标准 雨水依靠地面径流排 人河道 。可 以将道路低点位 置对应 的路缘石 降低改造 为排水簸箕 口形式 ， 穿 人行道 处设置地 面式排水槽 将雨水 引入河道 ， 提 高城市超标准雨水排水能力。 2 ． 3 ． 6 措施六： 结合绿地、 现有湖泊水系 。 增设雨水 调蓄水池 根据淄博市中心城区暴雨强度公式计算 ， 2 a 一 遇 暴 雨 径 流 量 比 1 a一 遇 暴 雨 径 流 量 增 大 7 1 m 3 ／ h m z ， 5 a 一 遇暴 雨径流量 比 2 a 一 遇暴雨径 流量 增大 6 0 m 3 ／ h m ， 1 0 a一 遇暴 雨径 流量 比 5 a 一 遇暴雨 径流量增 大 5 8 m3 ／ h m： ， 2 0 a一遇暴 雨径 流量量 比 5 a 一遇暴雨径流量增大 1 1 8 m 3 ／ h m ( 按 降雨历时 t = 1 2 0 m i n 、 综合径流系数 Il， = 0 ．6计算) 。 上述增加 的径流量 X汇水面积 =调蓄水池有效容 积 。所 以在不改造原有管道系统 的前提下 ， 可以通 过设 置雨水调 蓄水池来解 决增加 的设计径 流量 。 如通过小区内景观水池 ； 小区、 公园、 道路两侧下 凹式绿地； 现有湖泊水系的改造、 利用 ， 可大大提 高城市的雨水调蓄能力，提高城市超标准降雨的 承受能力。通过对城市绿地、湖泊水系的充分利 用 ， 以提高城市排水 能力空间巨大 ， 也是 系统改造 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年 1 0 月第 1 0 期 城 市道桥 与防洪 防洪排水1 1 1 费用最省 、 建设 成果最高的一种改造方法 ， 但需进 行系统的规划 、 建设 、 调控和管理 。 2 ． 3 ． 7 措施七 ： 调整汇水 区域 ， 化整为零 打破现状雨水主干管汇水区域格局，将邻近 的雨水支管改造为雨水干管，分流雨水主干管的 雨水 ，就近排入河道，现有的雨水主干管无需改 造 ， 继续利用 。该方案 以道路实施改造 的先后顺序 进行调整和完善 。 以上几种措施的选用，应根据工程项 目具体 特点经技术经济比较后确定。在同一管渠系统上 可 以采取一种措施 ，也可 以选取两种或多种措施 的组合 。 目的是 以最小的代价 ， 取得最优的效果。 3 收水设施的改造 市政道路雨水管渠系统标准提高了，排水量 增加 ，与之相关的雨水 口等 收水设施也需要 相应 地增加 ， 否则管线改造没有意义。特别是在改造初 期，市政道路雨水管道满足 2 a 一遇排水要求， 而 其汇水区域内的旧小区或单位的雨水管道系统还 是 1 a 一遇的标准 ，超标 准的雨水靠地面径流排人 市政道路 ， 主要靠 市政道路 的雨水 口收水 ， 所以市 政道路增设雨水 口就显得尤为重要 。同时要 求雨 水 口连接管 的管径与之相匹配 。 3 ． 1 道路雨水 口 淄博市道路雨水口的建设 、改造经历了三个 阶段 ： 早期城市硬化 地面少 ， 雨 水径流量较 小 ， 城 市 道路设计 以偏沟及平 箅式单 箅雨水 口为主 ； 中 期一度侧重景观效果和防盗意识，以侧立式雨水 口为主； 后期又回归功能 ， 注重收水效果 ， 以偏沟 及平箅式双箅雨水 口为主。随着排水标准的提高 ， 今后 应多考虑偏沟及平箅式双 、多箅雨水 口的设 置 。 3 ． 2 下穿地道雨水 口 下穿地道雨水 泵站排水标准从 5 a一遇增 加 到 2 0 a 一遇时 ， 设计水量增加了 5 0 ％， 其收水设施 也需要相应增加 ，因下穿地道坡度大 ，一般 大于 2 ％， 雨水主要集中在低点收集， 所以在低点处设置 横跨道路的截水沟式雨水箅， 增强收水效果。 4 终端排水 系统的衔接与匹配 市政 道路雨 水管渠 作为小 流域排 水系统 ， 汇 集后 的雨水主要排入河道 、排洪 沟等大流域排水 系统。 区内河道在中心城区段满足 3 0 1 0 0 a 一遇 防洪标准要求，但在城区下游段河道断面仅满足 1 O 2 0 a 一遇 防洪标准 ， 河 道沿线 的石坝、 桥梁更 成 了河道 防涝排水的瓶颈 ，河道上下游排水能力 不 匹配 ，导致雨水管渠系统 出水 口受河道水位顶 托 ， 不能正常发挥排雨水能力 。 4 ． 1 提高河道 防洪、 排涝标准 根据 2 0 1 3 年淄博市中心城区水系规划：河道 位 于城区段 防洪标准为 1 0 0 a一遇 ， 城郊区段 防洪 标准为 5 0 a 一遇 。对于城区下游段严重不 满足 防 洪标准要求 的河道 ， 应按规划断面进行开挖疏浚 、 扩大断面 ， 包括挡水石坝 的拆除 、 桥梁 的改造应 同 步进行。河道开挖宽度可以根据资金情况分期实 施 ， 开挖深度及桥梁改造应一步到位。同时规划部 门要按规 划河道 三线宽度控制 河道两侧 用地 ， 预 留出河道改造空间。 4 ． 2 河道岸线标 高、 防洪水位控 制 中心城区的河道多为内河 ，主要承担区域内 的防洪排涝功能，所以河道岸线标高应低于河道 两侧用地正常地面标高， 同时低于市政道路标高， 以满足超标准雨水靠地面径流排入河道。但因部 分河道为水利部门实施改造 ，水利防洪与市政排 涝存在理念上的差异，部分河岸沿线高于两侧用 地 0 ． 5 ～ 2 ．0 m， 大大降低了河道排涝功能， 且易发生 河水倒灌 的现象 。所 以排水 防涝功能的实现需要 靠一 系列 的标高控制来支持 ，包括河道防洪水位 标高控制、 河道岸线标高控制 、 道路竖向控制、 建 筑小区竖向控制等。具体控制原则： 从建筑室外地 坪 小区道路 市政道路_ 河道岸线一防洪水 位 ， 标高逐级递减 ， 并满足规范要求 。 5 排水系统的管理 5 ． 1 清淤维护 市区雨水管渠系统维护管理现状 ：每年雨季 之前 ， 对雨水 口进行一次清淤 ， 雨水管渠系统清淤 的时数较少 ， 基本是哪里不通清哪里。所以造成雨 水管渠系统淤积较普遍 ，大大降低了管渠系统的 排水能力 。 建议 推 动市 场 化运 作 方式 养 护 雨水 管 渠 系 统： 排水行政管理部门将雨、 污水管网的养护工作 放人市场， 实行市场化运作 ， 实现管、 养分离， 通过 分区分片招投标的方式，让有养护资质的单位进 行 日常的疏通、 养护。 行政管理部门负责对养护工 作效果进行考核、 末位淘汰、 职责监管， 提高养护 工作 的高效性 。 同时 ， 可根据管渠 中沉积物 的可能性 ， 划分成 若干养护等级， 以便对其中水力条件较差， 排人管 渠 的脏物较多 ，易于堵塞的管渠段 ，给予重点养 护。实践证明，这样可以大大提高养护工作的效 率。 ( 下转第 1 2 8 页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 2 8 防洪排水 城 市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 l 0 月第 1 0 期 1 ． 5 0 2． 00 2． 5 0 3． 0 0 3． 5 0 埋深 ／ m 图 4 中1 0 0 0管道 铺设单价 比较 较可以得出以下结论 。 ( 1 ) 在相同管径下， H D P E管的过流能力比传统 钢筋混凝土圆管的过 流能力高 4 0 ％左右 。 ( 2 ) 在满 流情况 下 ， 05 0 0的 H D P E管过 流能 力达到 06 0 0的传统钢筋混凝土圆管的 9 8 ％以 上 。 ( 3 ) 在非满流情况下， 05 0 0 H D P E管的过流能 力达 到 O6 0 0钢 筋 混凝 土 管过 流 能力 的 9 5 ％～ 9 9 ％。适当调整水力坡降， 相应 H D P E管就可以替 代大一规格的钢筋混凝土圆管。 ( 4 ) 管径不大于 8 0 0时， 若埋深小于 2 ．5 m ， 大 多数情况下( 06 0 0例外) 混凝土管的铺设单价要 比 H D P E管低； 若埋深大于 2 ．5 m ，则混凝土管的铺设 单价增长加快， 比 H D P E管要高出5 ％～ 2 2 ％。管径 大于 8 0 0时， 任一埋深 H D P E管的铺设单价都 比混 凝 土管高得多， 此 时需综合考 虑其它 因素 ， 决定是 否用 H D P E管代替传统管材。 《 国务院关于加强城市供水节水和水污染防 治工作的通知》 指出： 2 0 1 0 年所有城市的污水处理 率应 不低于 6 0 ％( 目前要达 到 5 O ％) ， 直辖 市 、 省会 城市、计划单列市以及重点风景旅游城市的污水 处理率不低于 7 0 ％。 《 国家化学建材产业“ 十五” 计 划和 2 0 1 0年发展规划纲要》指出： 2 0 1 0年我国埋 地排水管道 中，塑料管的使用 量要 达到 3 0 ％， “ 十 五 ”期 间国家将投资 1 2 0 0亿元左 右用于城市排 水 ， 建设我国城市排水管网， 平均每年新增管道长 度约 1 万 k m ， 每年新增塑排水管道 3 0 0 0 k m以 上。 另一方面， 旧有市政排水管道需要更新改造。 由 此可见， H D P E双壁波纹管 以其质量轻 、 施工快速 、 输水能力强 、 抗震性好 、 综合造价低 、 无渗漏 、 使用 寿命长等特点， 将在市政排水工程中广泛使用。 ( 上接第 1 1 1页) 5 ． 2 打通雨水 系统瓶颈 在城 区内的市政雨水管道建设过程 中 ，当与 其它社会管线标高发生冲突时，经常是雨水管道 倒虹避让其它社会管线。因中心城区地势平坦、 河 道较浅 ， 对应 的雨水管渠 系统坡度小 、 流速小 、 排 水水力条件有限。多数倒虹管 只起到 了连通管 的 作用， 其上下游没有高差， 起不到真正意义上倒虹 吸 的作用 ，所以采用倒虹 的雨水管道很容易淤积 堵塞 、 排水不畅。 对此， 建议通过《 中心城区排水防涝规划》 ， 统 计出区内倒虹管设置位置、 数量。由相关部门协调 社会管线单位 ，对倒虹的雨水管线及相应的社会 管线逐步进行改造 ，也可 以随道路升级改造 同步 进行， 同时对存在倒虹的雨水管渠每年进行清淤。 保证雨水管渠系统的排水能力和排水畅通。 5 ． 3应急、 预案 目前 ，淄博市防汛指挥系统制度建设较为完 善， 但缺乏软件支撑， 淄博市洪水预报和调度系统 仅靠电话 联系。除大 、 中、 小型水库实 时视频监视 外， 其余水利工程及除涝设施缺乏视频监测系统。 对此， 建议除了做好常规的防汛应急措施外， 应增加远程监控设施 ， 如对立交泵站 、 地下通道等 易涝 区和重点 区域的排水进行 实时监控 ，设 定各 级险情报警水位。以便及时做好应急预案工作 ， 降 低损失 。 6 结语 市政道路雨水 管渠 系统标准 提高了 ，对 现有 的不满 足设 计 雨水标 准 的管 渠系 统 的利用 与 改 造 ， 应结 合新标准 、 新规划 ， 因地制 宜地选取合 理 的解决方案。同时需要道路竖向、 土地利用、 绿化 景观 、 河道防洪等专业设计 的相互协调与配合 ， 以 最小 的投入 获取最大 的社 会效益 和经 济效益 ， 并 通过工程措施与非工程措施相结合 ， 筑起安全、 经 济、 高效 、 生态的排水防涝体系 ， 为居民的安全出 行和城市的安全发展保驾护航。 参 考文献 ： [ 1 】 G B 5 0 0 1 4 — 2 0 0 6， 室外排水 设计规范[ s 】 ． 【 2 ] 淄博市暴雨强度推导公式【 z 】 ． 咖 枷 伽 瑚 ，‘1； 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m