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 255000）

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，2014版《室外排水设计规范》（GB50014-2006）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2011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10 a或以上。

根据新旧版规范的对比，2014版排水规范对雨水管渠设计重现期的要求比2011版提高了1～3个档次。在2013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达到50～100 a一遇标准。所有城市排涝泵站大于10 a一遇标准，河道排涝大于20 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30 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260 km2，现状人口89万人，至2020年规划人口为132万人。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25%～32%，5 a一遇暴雨设计水量比2 a一遇暴雨设计水量增大20%～27%，10 a一遇暴雨设计水量比5 a一遇暴雨设计水量增大14%～21%，20 a一遇暴雨设计水量比5 a一遇暴雨设计水量增大34%～50%，降雨历时高时取高值（按t=5～120 min，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14 m时，为单侧设置雨水管道，机动车道宽度大于14 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入河道，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20 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×H=1 400mm×1 000mm加高到B×H=1 400 mm×1 400 mm的雨水方沟，过水断面增加40%，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入河道。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71 m3/hm2，5 a一遇暴雨径流量比2 a一遇暴雨径流量增大60 m3/hm2，10 a一遇暴雨径流量比5 a一遇暴雨径流量增大58 m3/hm2，20 a一遇暴雨径流量量比5 a一遇暴雨径流量增大118 m3/hm2(按降雨历时t=120 min、综合径流系数ψ=0.6计算）。上述增加的径流量×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1a一遇的标准，超标准的雨水靠地面径流排入市政道路，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20 a一遇时，设计水量增加了50%，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30～100 a一遇防洪标准要求，但在城区下游段河道断面仅满足10～20 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2013年淄博市中心城区水系规划：河道位于城区段防洪标准为100 a一遇，城郊区段防洪标准为50 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→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入市场，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，排入管渠的脏物较多，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。

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。

[1]GB50014-2006，室外排水设计规范[S].

[2]淄博市暴雨强度推导公式[Z].