城市排水设施改造及排水防涝能力提升研究——以郑州市为例

郑继红 刘兴让

（郑州市市政工程管理处，河南 郑州 450053）

0 引言

城市排水设施是城市极为重要的市政设施，是城市防洪排涝的必要设施。排水设施完善程度决定着城市排水、防洪排涝的工作效能。郑州市作为新兴特大城市，近年来发展速度很快，如何提标改造城市排水设施和健全完善防汛排涝应急机制体制，解决城市内涝，应对极端天气，确保城市安全与发展，成为迫在眉睫的头等大事。

1 城市排水设施和防汛排涝应急工作机制存在的问题

1.1 排水设施方面

城市排水设施是城市防洪排涝工作的根本，排水设施功能是否正常，设施总量是否满足需要，排放标准是否达标，建设理念是否正确，管养质量是否符合标准，资金投入是否充足等因素，对城市排水起着关键作用。目前，城市排水设施存在如下突出问题。

1.1.1 排水管网总量不足、建设标准低，城市排水能力不足［1-2］。郑州市城区面积762.41 km2，城区人口416.64万人［3］，雨水管网设施总量约2 800 km，与建成区面积相当的城市相差超过一半；在役排水管网达到1年一遇标准的约1 200 km，占总量的43%，达到1～5年一遇标准的管网约580 km，占总量的20%，达到5年一遇标准的管网约1 100 km，占总量的37%。按同类型城市排水标准要求，满足标准的管网仅占总量的1/3。

1.1.2 城市主要泄洪河（渠）道数量少、行洪标准低和因管养问题出现河道淤堵、占压、破坏等现象，泄洪能力不足［1-2］。达到50～100年一遇标准的河道1条，达到50年一遇标准的河道5条，50年一遇标准以下河道有3条，按最新河道规划100年一遇标准，没有一条能完全达标。且以上河道因管理问题，出现局部河段淤堵、占压、破坏现象，造成河道泄洪能力下降。

1.1.3 城市泵站重现期设计标准高低不同，泵站供电可靠性低，部分泵站设施缺陷明显，排水能力不足［1-2］。郑州市市管下穿铁路雨水立交泵站共31座，建设时间跨度较大，设计标准不同。据统计，最早的泵站建于20世纪70年代末，设计标准最低的泵站重现期仅有5年一遇。期间虽也进行多次提升改造，但部分泵站仍存在标准低、设施缺陷明显的情况。按照新的泵站设计标准50年一遇要求进行复核计算，达到现行50年一遇标准的泵站6座，占比仅为19%，剩余25座泵站能力均不达标。泵站达到二级负荷等级双回路供电以上要求的泵站8座，占比仅为25%，剩余的23座泵站为单回路市电供电或单回路市电加发电机供电，泵站电源可靠性低。市管隧道、涵洞配套泵站，由于建设理念问题，大部分都建于隧道、涵洞内部，位于地势低洼地带，遇到极端天气超量降雨，极易被淹没，导致泵站停运。

1.1.4 应对极端天气超标降雨能力不足，存在城市应急抢险设备不足，种类不全，与之匹配的应急配套设施不健全等问题。

1.1.5 未进行城市排水设施全面普查，未建立设施信息库，设施管养理念、手段落后，设施管养计划缺乏周期性、科学性。

1.2 应急防汛排涝工作机制方面

第一，城市排水设施管理的相关规定和条例的制定没有紧密结合城市特点，管网的规划、建设、管理、养护等明显落后于发达城市，阻碍了城市的发展。第二，城市排水设施管辖涉及多个部门且分散，设施状况参差不齐，未形成系统、总体管理理念，且缺乏统一性、集中性，系统治理、联合调度难度大。第三，城市防汛工作缺失高端专业人才，缺乏入汛前的总体汛情预判工作机制和长期存在的积水点系统研究解决工作机制。第四，排水设施监管机制不健全，监管力量不足，雨、污分流监管制度执行不彻底，存在雨污合流现象。第五，应对特大暴雨和极端天气预警机制和集中统一指挥调度制度不健全。第六，亟须建立和完善特大暴雨和极端天气事件带来的灾后抢险抢修、灾后复建工作的认定、资金拨付等快速高效的工作机制等。

2 城市排水设施优化改造方案及建议

2.1 排水设施方面

2.1.1 城市雨污水管网设施。由于城市发展迅速，管网建设持续延伸，老旧管网错综复杂、信息不全，所以对城市排水管网进行排查与检测并建立周期性排查检测制度，建立管网数据库，是有效保障城市排水防涝的基本措施。近年来，随着科技的发展，先进的管网检测设备如潜望镜、CCTV管道检测仪等装置的使用，解决了管网设施的检测问题，但受限于检测费用高、管网设施量巨大、管网设施的现场条件制约、检测出设施病害多、整改资金巨大等因素，管网设施并未得到全面的检测和维护。由于城市雨污水管网设施多埋于地下，所以管网建设投入资金量远少于其他市政设施投入资金。长期以来，城市建设重地上、轻地下，管网建设跟不上城市发展的速度，对已投入使用的管网管养工作不够重视，部分设施还存在老化、淤堵严重的现象，雨污水管网设施得不到系统、全面的养护，造成管网设施过水能力严重下降［4］。

针对上述问题建议如下。第一，加强管网排查，以此指导管理与养护工作的正常、规范化开展。通过定期的排查与监测及时跟踪排水设施信息，掌握管网现状，制定合理的养护周期及养护计划，指导管理工作的开展。第二，加大管网设施养护经费投入，购置先进的检测仪器和养护作业设备，建立完善的定期和长期管网疏挖和更新改造工作机制，确保设施排水能力正常。第三，新建道路项目实施时，提高新建项目排水管网设施设计标准；改建、扩建道路项目实施时，原管网设施应同步提升标准，翻新改造，确保管网设施排水标准持续提高和排水能力持续提升［5］。

2.1.2 城市泄洪河（渠）道设施。城区的主要泄洪河（渠）道有河、渠、明沟、暗涵等排水设施，这些设施的排水能力和标准是城市防洪排涝工作的关键。

针对上述问题建议如下。第一，加大经费投入，建立完善的定期和长期河道疏挖清淤工作机制，确保河（渠）道等排水泄洪通畅。第二，结合城市排水体系现状，科学评估排水标准和排水能力，加大资金投入，科学规划、制定河（渠）道、明沟、暗涵等排水设施改造提升方案，分期分批实施，逐步完成提标改造工作。第三，全面健全完善河（渠）道信息化监控系统建设，持续提升统一、集中调度指挥能力。第四，在主要泄洪河（渠）道末端建设大型枢纽雨水泵站，提升河道泄洪能力，加快泄洪速度［5］。

2.1.3 城市泵站设施。目前，城市泵站在经历特大暴雨后，设施受损严重，暴露出很多问题和不足，比如建设标准低、单电源供电、备用发电机设备老化、泵站抬升、信息化系统功能不完善等问题，亟须推进实施泵站设施灾后重建、功能完善、提标改造等工作。

①对于建设标准低，排水能力不足的泵站，泵站建设年代不同，设计规范、标准变化大，早期建设的泵站设计标准低、排水能力不足，已不能满足当前排水需求。建议制定统一提升标准，科学评估、复核计算泵站排水标准，对不达标的泵站设施进行提标改造，对达标泵站设备进行更新改造，提高泵站排水设施性能。

②完善建设泵站双电源供电模式，提高泵站供电可靠性。据调查，某些省会城市雨水泵站达到二级负荷以上供电标准即双回路（双电源）供电模式的泵站仅占雨水泵站总数的25%。由于单回路市电通常采用架空线路供电，在极端天气下，高压架空线极易发生故障，造成泵站突发停电。建议对具备条件的雨水泵站完善建设双电源供电模式，提升供电标准，提高供电可靠性。

③更新提升泵站备用发电机设备，提高应急使用可靠性。结合供电资源和泵站现状，对无法建设双电源供电模式的泵站，补配、更新、扩容发电机设备，提升设备性能，消除设备老化、容量不足等隐患，提高应急使用可靠性。

④持续完善、提升泵站信息化管控系统平台功能，持续提升泵站智能化管理水平。目前，很多城市对泵站的管理实现了信息化集中管控运行，真正实现泵站设施“精准监控、科学调度”的目标，提高工作效率、降低管理成本、减少病害带来的危害，使泵站设施管理工作全面提质增效。建议加大资金投入，持续对现有泵站信息化管控系统平台功能进行升级完善，逐步实现泵站信息化向智能化管理的转变。

⑤加大增配防汛应急抢险设备投入，完善立交桥（涵洞）等特殊区域的应急抢险配套设施，提升应急抢险能力。近年来，从中央到地方都高度重视城市内涝工作，投入不断加大，购置和配备的移动泵车等设备，在城市防汛应急抢险工作中发挥了巨大作用。建议认真总结防汛经验，补充购置应急设备数量、种类，如增加大功率应急移动泵车、增配应急电源车等；在条件允许的立交桥（涵洞）区域建设适合移动泵车工作的配套设施，如集水池、专用排水管网等设施，充分发挥移动泵车应急抢险功能；在城市范围内开放型的广场、公园等场所建设地下储水池，充分发挥海绵城市设施功能。

⑥对存在明显缺陷泵站设施进行完善、提升、改造。首先，针立交桥下污水外溢、道路客水流入的泵站，由于城市建设的快速发展，立交桥下及道路早期建设的排水管网标准低、管径偏小，排水能力有限，再加之雨水泵站建设标准低，抽升能力有限，不能满足实际需求。每逢大雨以上降雨时，桥下的污水井大量污水外溢及道路雨水汇流入立交桥下，造成泵站抽升不及，道路积水断行。建议可改迁立交桥区的污水管网，并对桥区附近排水管网提标改造，消除污水外溢和外来客水，彻底解决立交桥积水问题；对原泵站进行提标改造或者重新选址，建设副泵站，增大抽升能力，缩短立交桥下积水时间。其次，针对地势低洼的泵站，在遇到特大暴雨时，泵站设施极易被水淹没，导致泵站瘫痪，无法正常运行。建议对以上泵站设施进行提升改造，消除水淹隐患。最后，针对变压器容量不足的泵站，每逢强降雨泵站需全负荷运行时，不能全负荷开机运行。建议对以上泵站变压器进行增容改造，确保泵站在第一时间全负荷开机，充分发挥泵站排水能力。

2.2 防汛工作机制方面

2.2.1 借鉴发达城市先进管养经验，不断完善和健全排水设施管理相关法规条例和规范，不断提高城市防洪排涝和设施防护标准，规范排水设施的规划、建设、设计、施工、监理、验收与移交、养护维修等工作，依法依规管养设施，确保排水设施的安全运行与可持续发展。

2.2.2 加大改革力度，整合资源，建立集中、统一的排水设施管养机构；修订完善各级防汛预案，建立防灾应急联动机制和高效的应急响应机制，确保防汛指挥体系各成员单位在应急状态下能各司其职、联动抗灾。

2.2.3 建立城市防汛高端专业人才库，制定年总体汛情研判制度和城市积水点研讨制度。加大设施管理单位人才培养与引进高技术管理专业人才力度，强化管理手段，以管促养。

2.2.4 加大改革力度，设立专门的排水设施监管机构，建立科学完善的监管工作机制，提高监管程度的规范性。严格贯彻执行雨污分流制度，对旧城区的防洪排涝管网进行改造，使雨洪变害为利，成为服务人类生产、生活的有利资源。

2.2.5 建立和完善极端天气灾后排水设施抢修工作流程和工作机制。提升迅速、全面、准确摸排受灾受损信息的统计能力，增强灾后重建和恢复生产的针对性、精准度。高效制定灾后重建方案，坚持轻重缓急、短期与长期相结合的原则，分步实施、稳步推进。

2.2.6 完善应对极端天气预警机制及机构。健全以城市防洪排涝综合决策支持为目标的预警系统，通过对城市地表径流情况和城区内的排水管网、暗渠、雨水井、排水泵站等排水设施开展的全面信息排查，建立现代化的地下管网地理信息管理系统［6］，科学决策，提升防洪排涝智能预警能力。

2.2.7 加快城市排水设施智慧化建设［5］。推进防灾减灾救灾治理体系和治理能力现代化，构建城市排水设施安全运行风险评价体系并与GIS管网地图结合，对排水管网及其附属设施安全运行进行监测与风险评估。通过大数据智能化分析，为管网设施精准养护提供决策支持，实现主动式、科学化、精细化、智能化市政管理，切实提高防灾减灾救灾和防范化解风险挑战的能力和水平。

3 结语

综上所述，城市排水设施在城市防汛中发挥着至关重要的作用，关乎城市居民的生命和财产安全。笔者从事市政排水管养工作多年，总结当前城市排水设施存在的问题，提出改造思路和建议，仅供参考和研讨。