城市道路改造中的雨水管道设计分析
叶茂
(福州市规划设计研究院,福建福州 350003)
摘 要 :内涝灾害在城市防灾中早已形成了一个难以治愈的恶性毒瘤 。而如何才能有效性地遏制这一棘手难题, 本文将试图从道路改造中雨水管道的设计方面来加以分析和探讨, 并希望能为程序化设计城市雨水管道设计提 供基础支持。
关键词 :城市道路;雨水管道;内涝;设计分析
【引言】 由于城市排水能力的不完善, 近年来多发的 城市内涝, 从客观角度来看, 皆系强降水和连续降水 所致。降雨强度大且范围集中 、时间较长的情况下, 甚至严重的地方还会大面积形成积水。 一旦遭遇强暴 雨袭击, 突然倍增的洪水在得不到及时的疏导排流的 情况下, 会在短时间内汇集成一片汪洋, 无论对交通 枢纽还是人们的正常出行, 无不造成巨大的破坏干扰 以及物资的损失 。
据住建部 2010年针对全国范围内 351个城市调 研资料显示,单就 2008-2010这三年期间,有 60%的 城市发生过内涝灾害事件,其中 3次以上的城市有 137个 。每逢大雨必定内涝的现象,无疑是大城市排 水系统的一大顽疾。如果单从气候变化异常方面来 看,一些城市出现一定程度的内涝或许可以被理解。 但就全国普遍性的状况而言, 城市市政排水系统显然 要承担问题的绝大部分责任。
一、造成内涝现象存在的原因分析
(一)管理体制不够完善,市政建设与城市水利 规划脱节
由于城市现行管理体制的特点,城市市政建设部 门在进行排水系统修建 、 改造、 完善时存在与水利部 门相关防洪排涝规划 、 内河建设规划脱节的现象, 换 言之就是市政系统与水利系统间存在磨合不利的情 况 。 另外在我国目前的城市排水设施建设上, 常会出 现将“地上”发展列为首要对象,却忽略了“地下” 建设的现象 。
(二)排水设施方面的滞后建设
地面硬化面积在城市发展中逐年加增, 在城市排 水设施建设上经费不到位或跟不上节奏等情况更是 屡有发生。表面上看,城市的建设日星月异,实则排 水设施方面大部分仍沿袭着几十年不变的模式和标 准 。 有的道路明明竣工已久, 然排水设施却未得到完 善; 有的尽管在道路修建之初便将排水系统纳入工程 的范围, 但实施过程中却不加以重视; 还有的甚至直 接降低排水体统的建设标准, 只求应急而未作长久考 虑,一旦实施整改便比较困难。
(三)排水系统的老旧
城市内涝的多发区和重灾区往往都集中在老城区 一带, 因其至今还沿用着早期建设时的排水系统 。 这
些没有及时处理的陈旧系统在完全脱节了现代建设 标准的情况下, 难免造成小规格管沟和少量雨水口的 破损和淤塞现象频繁发生, 大大阻碍了正常的排水能 力。 不仅难堪强降雨的重负, 就连正常生活排水也存 在较大困难 。
(四)内渠和河湖的储水功能弱化
除了道路排水设施, 城市的内渠和河湖同样也是 调蓄雨洪的重要措施之一 。 尤其是当强降雨超过了道 路排水系统所能承载的能力范围时, 内渠和河湖更是 发挥了关键作用。
通过暂时性蓄洪 、 滞洪或直接排流, 从舒缓雨水的洪峰期和降低道路被淹没的概率上来 减轻排水系统的压力。 然而, 随着城市规模的不断扩 张,原有的内渠和河湖也在不断的改造中所剩无几 。 纵是有留下来的, 亦是面积大大缩减, 甚至基本丧失 了调蓄的功能 。
另外,对渠内垃圾,水藻等杂物处理不到位,亦 是引发内涝的一个重要因素 。 城市内渠 、 河道的作用 主要是调蓄雨水、 滞纳洪峰, 将雨水排放出去以降低 内涝机率 。 而垃圾和水藻倘若未及时疏导处理, 将直 接影响内渠闸口受阻, 储存的雨水难以正常排放, 从 而在持续的降雨情况下,很容易造成满溢的情景。 (五)排水系统的管理不妥善
排水设施的长期疏于管理, 在城市内涝灾害上更 是起到了推波助澜的负面作用 。尤其一些中小型城 市,在市政排水系统上绝大部分还保留着合流制系 统, 久而久之, 很容易就会造成管道沉淀物淤积而导 致管道堵塞 。 即便是采用分流制的小管沟系统, 在降 雨初期所冲刷下来的污物也会随着日积月累而形成 淤塞, 不仅减小了排水管沟的过水面积还会因为阻力 的增加而直接降低排水量 。 所以, 针对排水管沟的定 期清淤和检查是市政维护管理中的关键 。 可是从目前 来看, 一般问题不突出或不良后果没产生之前, 此项 任务几乎很少被重视 。
二、雨水管道问题上的分析和对策
(一)改造老旧排水管沟
1. 出现损坏或堵塞的排水管沟在未改造之前, 最 好先将疏通清理等措施做到位, 在近期将现有的排水 设施充分发挥出应有的作用来 。
对于老旧的排水管沟, 尤其是老城区的旧排水系
313
统加以梳理和更新, 在条件允许的情况下尽量实施雨 污分流改造 。 从某个角度来说, 这是防范老城区局部 内涝的重要举措。当然,在实施改造之前,最好与城 区规划全面结合, 在市政专项规划和统筹制定方案下 按照本地区要求及标准设计出相匹配的排水设施。 2. 对于城市排涝最薄弱的环节——低洼地段, 可 结合老城区的排水改造一并整修 。能被填高的地段, 则一定填补到规划地面标高, 从而消除易涝点 。 不具 备可填高条件的地段, 近期一方面要加强低洼地段的 排水设施建设、 使汇入的雨水及时被排出, 另一方面 可采取高水拦截措施,如设置截流渠、蓄洪池等;远 期则可以考虑结合规划将城市低洼地块改造为下沉 广场 、景观湖体等,甚至可以与规划内河连通,以弊 趋利,充分发挥其蓄洪 、滞洪的作用。
(二)建设雨水调蓄设施
雨水调蓄池的建设, 是减少雨水冲击的又一个有 效途径, 尤其是受城市发展制约, 地上用地紧张且排 水系统难以全面大规模改造的情况下, 地下调蓄池的 增加不仅可以在尽量减少浪费土地资源的基础上对 雨洪资源大量利用, 同时还能解决城市内涝的燃眉之 急。 而调蓄池的建设最佳位置最好设在沿河地段。 这 样不仅可以对结合市政道路节约用地, 对内河蓄水及 时处理,同时还方便了周边绿化带的浇灌途径 。 对此方面, 许多国家对雨水利用上存在着共同性 的看法 。 对于雨水的直接排放和流失方面, 他们通过 制定的相关法规来从实际意义上对城市水环境和生 态环境做好有效的改造, 并倡导公众对雨水储存和利 用的环保意识。
例如; 在日本, 内涝已经被归纳为城市建设中的 一项重要的工程。不仅城市地下广泛地建筑蓄水池, 就连新建的大型广场或建筑物在施工之际, 都必须保 证周边有可建造蓄水池的条件; 在德国, 雨水利用设 施,是建设住宅、厂房 、花园等建筑中一项不可或缺 的环节; 美国芝加哥在开发新区上, 更是强制性地附 加上必须实施雨水储备设施的条件, 否则工程一应按 不合格处理 。
在国内, 通过对内河的全新整治改造和河湖的调 蓄水性能的有效利用, 内涝控制方面亦起到了不错的 效果。比如曾经是内涝高发区的成都市,在对 20对 条城中河渠大力改修后, 其中的绝大一部分, 近几年 明显行洪能力有所提高, 原先的十年一遇城市内涝直 接降低至二十年一次 。 不仅如此, 还为主城区干道的 排水创造了优良的条件 。 从根本意义上发挥出城市排 洪的重要作用 。
(三)雨水管道设计步骤要严谨把握
在进行雨水排水系统设计之前, 首先要对本地区 的各种原始资料,诸如;地形图、城市和工业企业的 发展规划、 地质资料等进行全面搜集和整理, 并以此 作为实际设计上的基础参考数据 。 最后再结合实际情
况进行工程设计 。具体可以分为以下几个步骤: 1. 划分排水流域,进行管道定线(管网口径, 管道分水线及干管走向等) 。
2. 将设计管段按区域划分以后, 对各个管段的汇 水面积作以初步计算。
3. 确定各排水流域的平均径流系数值和重现期 以及地面集水时间。
4. 计算单位面积净流量的同时, 不要忘记对雨水 干管的水力求值。尤其是各管段的设计流量。
5. 在确定管道控制点的深埋之前, 各个管段所需 的管径、坡度、流速 、管底高及管道埋深等值均应做 好明确的计算 。
6. 绘制平面及纵断设计图纸, 结合实际情况有序 施工 。
【结语】在城市发展过程上,内涝问题层出不穷,如 何控制和降低灾害率, 如今已是一个严峻且无可回避 的难题 。 只有重视问题 、 认真对待问题才能解决问题。 所以这是一个有关于意识观念的建设问题。 城市扩建 发展是必然,但不要盲目 。
参考文献
[1]王宏峰 , 罗凡 , 陶涛等 . 平坦区域设计暴雨重现期 对雨水管道工程投资的影响研究 [J]. 给 水 排 水 ,2013(7):13~15
[2]黄建文 . 南昌市管道排水与河道排涝设计标准衔 接研究 [D].南昌大学 ,2012(12):41~43
[3]高艺彰 . 城市雨水管道系统设计技术分析 [J].才智 , 2009(1):22~24
[4]王占英 . 城市道路改造工程设计的几点体会 [J].城市道桥与防洪 ,2009(11):15~16
314
。
