城市排水雨水管网设计存在的问题与探讨

岳风伟

【摘要】分析了2014年2月新版《室外排水设计规范》中的新增内容。结合2013年6月住建部发布的《城市排水（雨水）防涝综合规划编制大纲》，初步探讨城市雨水设计流量、模型模拟、内涝防治体系等方面内容，并提出了部分建议。

【关键词】排水；合流制；分流制；专项规划；积水片区

近几年，北京、天津、武汉等多个大城市先后遭遇大暴雨袭击，造成交通瘫痪、人员伤亡和严重的经济损失。这些现象暴露了我国在城市发展过程中，市政排水设施建设的突出问题。因此，2014年2月10日，我国住房和城乡建设部发布公告批准《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014年版）自发布日起正式实施。主要修编目的为与即将新编或修订的有关规范进行协调和衔接，提高城市地下管道设计排水能力和城市内涝防治能力。

结合我国城市排水系统的现状问题以及实际排水工程设计工作中的一些认识理解，本文对新版规范中新增和修改的部分条文进行了初步的分析探讨。

1.城市排水系统的存在问题

我国多数城市老城区排水管网多为合流制，新建区域为分流制。经过几十年的建设和改造，部分大城市的排水系统已经基本完善。但近几年城市暴雨内涝问题的频发，有必要分析城市排水系统的存在问题，修订城市排水的相关规范，制定城市暴雨内涝的应对措施，提高城市防洪排涝的能力，保证人民群众生命财产的安全。

1.1缺乏城市排水基础数据

城市排水现状普查是城市排水规划、设计、建设和管理的基础性工作。城市排水规划设计的大量相关工作都是基于现状基础数据而开展的，只有依据准确有效的数据资料，对现状城市排水能力的准确评估，才能制定合理的城市排水专项规划，指导城市排水设计。

目前，我国许多城市对地下管网的管理意识薄弱，大部分城市缺乏准确、全面的管网基础数据。同时，由于各区域和各部门间管理职能的分割，各项基础数据也未能整合形成整体的数据库。在这种情况下，城市排水规划的编制、暴雨强度公式的修编以及暴雨应急响应机制的建立等工作的开展就受到极大制约，各项工作的准确性也难以保证。针对不同城市管网和基础建设的情况，选择合适的水力模型使模拟结果更贴近实际情况，能够科学指导城市排水系统的规划设计。由于基础数据的缺乏和不完整性，未能广泛引入管网水力模型计算。

1.2缺乏城市排水专项规划

我国城市建设中普遍存在“重地上、轻地下”的现象。排水设施通常被认为是城市建设的附属设施，没有引起建设部门的关注。待城市在暴雨下出现内涝灾害时，才针对灾害严重的片区进行局部改造。目前，我国大部分城市没有编制城市排水专项规划，由于缺乏宏观上切实可行的指导，城市排水设计和建设往往只能解决局部积水问题，各建设时序下建设的管网系统布局不配套，新建管网起不到长远效果。

2.主要修订内容的分析

2.1数学模型法的应用

新版规范条文3.2.1[1]中要求，采用推理公式法计算雨水设计流量。当汇水面积超过2km2时，宜考虑降雨在时空分布的不均匀性和管网汇流过程，采用数学模型法计算雨水设计流量。该要求是本次规范修编的重点内容之一，新版规范明确了数学模型法的适用范围。随着数学模型和模型软件的不断成熟，模型的应用范围逐渐扩大，为城市排水工程的规划和设计提供了新方法和新途径。目前，运用模型进行大范围排水系统设计和优化已经成为国际上的一种趋势。

尽管数学模型法的应用已经成为国内外的趋势，其在国内应用过程中仍存在以下几方面问题：

（1）基础数据不足

由于我国大部分城市针对排水系统基础资料的收集整理和数字化工作还没有全面开展，没有全面、准确的基础数据支持，不能进行数学模型的建立和优化工作。这也是数学模型法早就进入我国，却不能广泛应用的重要原因之一。

（2）缺乏技术规范指导和本地化参数

目前国内的数学模型法没有相关技术导则可以指导，采用的模型参数也并不直接适用于本地城市地理特征、气候条件、土壤状况等背景条件，只能参考国外相似地区的模块。这些模型本地化不足的问题，都可能使数学模型的结果产生偏差，从而不能有效指导设计。

2.2地区径流总量的控制

新版规范条文3.2.2A[1]中规定，“当地区整体改建时，对于相同的设计重现期，改建后的径流量不得超过原有径流量”。

此项条文是本次修订新增的唯一强制性条文。它体现了排水系统设计应当遵循的重要原则，即排水系统的规划设计，不应把上游问题转嫁到下游，将地表问题转移至地下解决。配合此项条文规定，有助于推行低影响开发等规划理念，有助于促进从源头上进行城市雨水的总量控制，防止城市内涝灾害的发生。

在实际应用中，此项条文还需要相关的补充说明或技术导则加以指导，通过具体的实施措施和应用情况，达到地区开发建设后仍能维持总径流量不变的目标。例如：在规划设计中提供足够的排水防涝空间，实施低影响开发措施，设置下凹式绿地、植草沟和渗透池减少地表径流，在人行道、停车场和广场等采用渗透性路面等。

2.3暴雨强度公式的选择和重现期的确定

根据条文3.2.3[1]中规定，“具有20年以上自动雨量记录的地区，排水系统设计暴雨强度公式应采用年最大值法”。

目前，国内大部分城市的市政排水设计沿用早期采用年多个样法编制的暴雨强度公式。然而气象、水文部门颁布的暴雨资料，只有年最大值，因此一直存在城市排水与水利的设计重现期无法匹配的问题。

年最大值法：适用于具有多年连续降雨记录的地区；统计对象取每年最大一场降雨；优点剔除主观因素，资料独立性强，统计工作量较小；缺点需要的连续记录年限较长（>20年）；结果小重现期暴雨强度可能较低，大重现期与其他方

法趋于一致。

年多个样法：适用范围重现期较低、自计记录较短的地区；统计对象取每年多场较大降雨；优点需要的连续记录年限较短，可以计算重现期小于1年的降雨；缺点统计工作量大；结果由于考虑了一年中多场较大的暴雨，小重现期暴雨强度

可能较高。

本次条文修编根据城市规模和区域性质，确定了不同的设计重现期，所有设计重现期均采用年最大值法，设计重现期最小为2年。由于我国采用的设计暴雨重现期略低于发达国家和地区，因此此次修编提高了设计重现期标准，从而提高

城市地下管网的排水能力，保证城市的防洪排涝能力。

3.结论和建议

本次规范修编，基于近年来许多城市发生较为严重的内涝灾害背景，提高了对城市排水管网规划设计和城市内涝防控的要求，对提高我国城市排水系统设计和雨洪管理具有重要的意义。

综上所述，本文提出如下建议：

（1）行政主管部门加强对城市排水基础资料的收集工作，尽快建立和健全排水管网的数据信息模型，为将来的城市排水系统管理提供保障。

（2）各排水规划和设计部门尽快落实新规范，采用新编暴雨强度公式，逐步应用数学模型法进行排水规划设计工作。

（3）城市发展建设中提高对城市排水重要性的认识，促进城市低影响开发。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. 室外排水设计规范（S）.GB 50014-2006（2014年版），2014

岳凤伟（1982.6-），男，工程师，大学本科学位，于2005.7毕业于景德镇陶瓷学院，现从事给水排水專业设计工作