基于海绵城市建设理念的排水工程设计谭蕾蕾

基于海绵城市建设理念的排水工程设计谭蕾蕾

谭蕾蕾姚普静

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710000

摘要：海绵城市建设理念越来越深入人心，“小雨不积水、大雨不内涝、河道不黑臭、热岛有缓解”的目标已成为业内共识，这就要求排水工程建设者更新理念，紧紧抓住城镇发展过程中的高质量发展和高品质生活要求，满足人民对美好生活的向往，建设高标准、高质量的雨水系统和污水系统。

关键词：海绵城市建设；排水工程；设计

1建设高标准雨水和内涝防治系统

1.1源头减排

源头减排设施一般由绿色屋顶、生物滞留设施、植草沟、调蓄设施和透水铺装等渗透、滞蓄和净化措施组成，主要是处理低强度降雨的大概率事件,其设计应注意绿灰色耦合,实现控制减少雨水径流和雨水径流污染,收集雨水,峰值流量削减。根据年径流总量控制率确定源减排设施设计标准，确定相应的设计降雨量。根据所设计的降雨、径流控制区以及与年径流总量控制率对应的径流系数，采用容积法计算所要控制的径流量，以此作为源减排设施的设计尺度。当降雨量小于规划确定的年径流总量控制要求时，源减排设施不得将未控制的雨水直接排入市政雨水管道。

1.2排水管渠

排水管道和运河设施一般包括排水管道、沟渠、雨水储存设施和排水泵站等,主要是为了应对短期暴雨事件的可能性,设计应考虑公众的日常生活的便利,并满足排水安全要求相对频繁的降雨事件。排水管道和渠道的设计标准应根据排水管道和渠道的复发期确定设计降雨强度。近年来，我国雨水管道及渠道设计复发期标准不断提高。《室外排水设计规范》（GB50014）在2014年修订的时候，将原来“一般地区1～3年一遇、重要地区3～5年一遇”的规定，根据不同类型的城镇(特大城市、特大城市、大中城市、小城市)和不同类型的城区(中心城区、非中心城区、中心城区重要区域、中心城区地下通道和下沉广场)，例如，要求在特大城市和特大城市的中心区域每3-5年召开一次会议，在中心区域的重要区域每5-10年召开一次会议，这与欧盟标准基本一致。同时各地应根据雨水管渠的设计重现期确定设计降雨强度，以便公众理解。

排水渠系设计一般根据全管流量进行设计，根据排水渠系设计复现期的设计降雨强度、集水区和径流系数，通过推理公式或数学模型法计算流量，确定其输水能力。当排水区>2m2,雨水的设计流程应由数学模型方法,考虑到地区降雨量的时空异质性和地面渗透率,管网的排水过程和其他因素,和水浸深度和其他标准应检查设计复发期间洪涝灾害的控制。

径流系数主要取决于土地利用情况、土壤和植被类型以及地面坡度。降雨特性（例如强度、历时）和前期降雨条件也对径流系数具有一定影响。因此进行内涝防治设计校核时，如采用推理公式法或者在数学模型中采用固定径流系数，应提高不同下垫面的径流系数，当设计重现期为20～30年时，径流系数提高10%～15%；当设计重现期为30～50年时，提高20%～25%；当设计重现期为50～100年时，提高30%～50%；当计算的径流系数＞１时，应按１取值。

1.3排涝除险

排涝除险设施主要应对长历时降雨的小概率事件，承担着在暴雨期间调蓄雨水径流、为超出源头减排设施和排水管渠设施承载能力的雨水径流提供行泄通道和最终出路等重要任务，是满足城镇内涝防治设计重现期标准的重要保障。

排涝除险设施的设计标准应根据内涝防治设计重现期确定设计降雨强度。排涝除险设施的建设，应充分利用自然蓄排水设施，充分发挥河道行泄能力和水库、洼地、湖泊、绿地等调蓄雨水的功能，合理确定排水出路。排涝除险设施的规模，应根据其类型（调蓄或排放），进行相应的水量或流量计算，且应和源头减排设施、排水管渠设施作为一个整体系统校核，满足内涝防治设计重现期的设计要求。根据内涝防治设计重现期校核地面积水排除能力时，应根据当地历史数据合理确定用于校核的降雨历时和该时段内的降雨量分布情况，有条件的地区应采用数学模型计算，计算中降雨历时应为长历时。发达国家一般根据服务面积，确定降雨历时，通常采用3～24h。如校核结果不符合要求，应调整设计，包括放大管径、增设渗透设施、建设调蓄管道或调蓄池等。在设计内涝防治设计重现期下，雨水管渠按压力流计算，即雨水管渠应处于超载状态。

2建设高质量污水与径流污染控制系统

国家标准《室外排水设计规范》（GB50014）在2011年局部修订中，新增条文内容，强调“雨水管道系统和合流管道系统之间不应设置连通管道”，以避免由设计造成的系统间混接；国家标准《住宅设计规范》（GB50096）在2011年全面修订时，新增规定“洗衣机设置在阳台上时，其排水不应排入雨水管”；上海市地方标准《住宅设计标准》（DGJ08－20）在2013年全面修订时，也相应增加了规定“阳台雨水应排入污水系统并应采取防臭措施”。因此，2011年以后建造的大多数住宅都是为了避免雨水和泥土混合而设计的。然而，城市排水系统的混合连接在许多已建系统中仍然存在，新的混合连接是由于施工期间或管理过程中操作不当造成的。目前，城市排水系统在受灾最严重的地区，包括管网与河网的混合、雨水污水系统的混合和建筑小区的混合。

（1）管网与河网的混合连接。主要是指排水管网和河之间的网络结构,主要是由于不适当的排水系统拦截沿河融合系统工程设计,使河汇合的排水管网系统和网络结构,结果是在雨季,当河水上涨流入河关闭系统,拦截污水交通混乱和流入河里,同时大量河流水进入截流系统，污水处理厂水浓度较低。

（2）雨水和污水系统的混合连接。雨水与污水系统的混合连接主要是由于目前许多地区的汇流排水系统与分流排水系统并存。有很多融合的城市排水系统和配电系统共享一个污水干管排水系统,配电系统位于上游的融合系统,在雨季,当下游污水泵站由于后续污水系统流量限制或其他原因不能按照设计水位运行,污水截流管可能在满管流状态,由顶升引起的上游下游截流泵站向干旱污水管道输送的水流进入截流器，进而溢流到雨水系统，实质上是由不同的排水系统之间的混合造成的。

（3）建筑小区混接。建筑小区（包括企事业单位）的雨污混接是城镇雨污混接的重灾区，因为市政管网系统的责任主体还是相当明确，也开始开展大量的管网普查摸清底数的工作，而建筑小区的底数更难摸清。

城市排水系统混合结必须面对问题是城市水环境治理的“顽固”,由行业主管部门和人员应充分认识到混合后改造的重要性和难度的工作,从现场调研、项目建设、技术研发、标准和目标管理等各项工作,不断促进各种混合变换的目标,配合宣传环保知识，并对公众环境意识的培养，杜绝雨水排水系统中污水混排的现象，全面建设污水收集系统，为城市水环境管理和污水系统的传质效率提供支持。

结束语：

排水工程是城市生活的生命线和社会和经济发展,是保障公共卫生和水环境质量和安全的重要基础设施,排水工程包括雨水排水系统、污水系统、基于城市建设海绵排水工程设计的概念需要进一步加强系统的整体协作,遵循从源到结束的整个过程管理和控制,雨水系统与污水系统相互配合，有效衔接，建立完善的汇流系统排水系统，通过截流、蓄水和处理措施，提高截流能力，并结合源头减排，控制溢流污染；应建立完善的分流排水系统，消除雨水与污水的混流。通过提高污水系统的收集和处理能力，对城镇所有用水过程中产生的污水和雨水径流进行收集和处理。

参考文献：

[1]李建亭，张博.“海绵城市”概念在城市排水设计中的应用探究[J].建筑工程技术与设计，2017（2）：40-41.

[2]李博宇.“海绵城市”理念在市政排水设计中的应用[J].民营科技，2017（3）：245-246.