城市排水雨水管網(wǎng)設計存在的問題與探討

岳風偉

【摘要】分析了2014年2月新版《室外排水設計規(guī)范》中的新增內(nèi)容。結合2013年6月住建部發(fā)布的《城市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃編制大綱》，初步探討城市雨水設計流量、模型模擬、內(nèi)澇防治體系等方面內(nèi)容，并提出了部分建議。

【關鍵詞】排水；合流制；分流制；專項規(guī)劃；積水片區(qū)

近幾年，北京、天津、武漢等多個大城市先后遭遇大暴雨襲擊，造成交通癱瘓、人員傷亡和嚴重的經(jīng)濟損失。這些現(xiàn)象暴露了我國在城市發(fā)展過程中，市政排水設施建設的突出問題。因此，2014年2月10日，我國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布公告批準《室外排水設計規(guī)范》GB50014-2006（2014年版）自發(fā)布日起正式實施。主要修編目的為與即將新編或修訂的有關規(guī)范進行協(xié)調(diào)和銜接，提高城市地下管道設計排水能力和城市內(nèi)澇防治能力。

結合我國城市排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀問題以及實際排水工程設計工作中的一些認識理解，本文對新版規(guī)范中新增和修改的部分條文進行了初步的分析探討。

1.城市排水系統(tǒng)的存在問題

我國多數(shù)城市老城區(qū)排水管網(wǎng)多為合流制，新建區(qū)域為分流制。經(jīng)過幾十年的建設和改造，部分大城市的排水系統(tǒng)已經(jīng)基本完善。但近幾年城市暴雨內(nèi)澇問題的頻發(fā)，有必要分析城市排水系統(tǒng)的存在問題，修訂城市排水的相關規(guī)范，制定城市暴雨內(nèi)澇的應對措施，提高城市防洪排澇的能力，保證人民群眾生命財產(chǎn)的安全。

1.1缺乏城市排水基礎數(shù)據(jù)

城市排水現(xiàn)狀普查是城市排水規(guī)劃、設計、建設和管理的基礎性工作。城市排水規(guī)劃設計的大量相關工作都是基于現(xiàn)狀基礎數(shù)據(jù)而開展的，只有依據(jù)準確有效的數(shù)據(jù)資料，對現(xiàn)狀城市排水能力的準確評估，才能制定合理的城市排水專項規(guī)劃，指導城市排水設計。

目前，我國許多城市對地下管網(wǎng)的管理意識薄弱，大部分城市缺乏準確、全面的管網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)。同時，由于各區(qū)域和各部門間管理職能的分割，各項基礎數(shù)據(jù)也未能整合形成整體的數(shù)據(jù)庫。在這種情況下，城市排水規(guī)劃的編制、暴雨強度公式的修編以及暴雨應急響應機制的建立等工作的開展就受到極大制約，各項工作的準確性也難以保證。針對不同城市管網(wǎng)和基礎建設的情況，選擇合適的水力模型使模擬結果更貼近實際情況，能夠科學指導城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計。由于基礎數(shù)據(jù)的缺乏和不完整性，未能廣泛引入管網(wǎng)水力模型計算。

1.2缺乏城市排水專項規(guī)劃

我國城市建設中普遍存在“重地上、輕地下”的現(xiàn)象。排水設施通常被認為是城市建設的附屬設施，沒有引起建設部門的關注。待城市在暴雨下出現(xiàn)內(nèi)澇災害時，才針對災害嚴重的片區(qū)進行局部改造。目前，我國大部分城市沒有編制城市排水專項規(guī)劃，由于缺乏宏觀上切實可行的指導，城市排水設計和建設往往只能解決局部積水問題，各建設時序下建設的管網(wǎng)系統(tǒng)布局不配套，新建管網(wǎng)起不到長遠效果。

2.主要修訂內(nèi)容的分析

2.1數(shù)學模型法的應用

新版規(guī)范條文3.2.1[1]中要求，采用推理公式法計算雨水設計流量。當匯水面積超過2km2時，宜考慮降雨在時空分布的不均勻性和管網(wǎng)匯流過程，采用數(shù)學模型法計算雨水設計流量。該要求是本次規(guī)范修編的重點內(nèi)容之一，新版規(guī)范明確了數(shù)學模型法的適用范圍。隨著數(shù)學模型和模型軟件的不斷成熟，模型的應用范圍逐漸擴大，為城市排水工程的規(guī)劃和設計提供了新方法和新途徑。目前，運用模型進行大范圍排水系統(tǒng)設計和優(yōu)化已經(jīng)成為國際上的一種趨勢。

盡管數(shù)學模型法的應用已經(jīng)成為國內(nèi)外的趨勢，其在國內(nèi)應用過程中仍存在以下幾方面問題：

（1）基礎數(shù)據(jù)不足

由于我國大部分城市針對排水系統(tǒng)基礎資料的收集整理和數(shù)字化工作還沒有全面開展，沒有全面、準確的基礎數(shù)據(jù)支持，不能進行數(shù)學模型的建立和優(yōu)化工作。這也是數(shù)學模型法早就進入我國，卻不能廣泛應用的重要原因之一。

（2）缺乏技術規(guī)范指導和本地化參數(shù)

目前國內(nèi)的數(shù)學模型法沒有相關技術導則可以指導，采用的模型參數(shù)也并不直接適用于本地城市地理特征、氣候條件、土壤狀況等背景條件，只能參考國外相似地區(qū)的模塊。這些模型本地化不足的問題，都可能使數(shù)學模型的結果產(chǎn)生偏差，從而不能有效指導設計。

2.2地區(qū)徑流總量的控制

新版規(guī)范條文3.2.2A[1]中規(guī)定，“當?shù)貐^(qū)整體改建時，對于相同的設計重現(xiàn)期，改建后的徑流量不得超過原有徑流量”。

此項條文是本次修訂新增的唯一強制性條文。它體現(xiàn)了排水系統(tǒng)設計應當遵循的重要原則，即排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計，不應把上游問題轉嫁到下游，將地表問題轉移至地下解決。配合此項條文規(guī)定，有助于推行低影響開發(fā)等規(guī)劃理念，有助于促進從源頭上進行城市雨水的總量控制，防止城市內(nèi)澇災害的發(fā)生。

在實際應用中，此項條文還需要相關的補充說明或技術導則加以指導，通過具體的實施措施和應用情況，達到地區(qū)開發(fā)建設后仍能維持總徑流量不變的目標。例如：在規(guī)劃設計中提供足夠的排水防澇空間，實施低影響開發(fā)措施，設置下凹式綠地、植草溝和滲透池減少地表徑流，在人行道、停車場和廣場等采用滲透性路面等。

2.3暴雨強度公式的選擇和重現(xiàn)期的確定

根據(jù)條文3.2.3[1]中規(guī)定，“具有20年以上自動雨量記錄的地區(qū)，排水系統(tǒng)設計暴雨強度公式應采用年最大值法”。

目前，國內(nèi)大部分城市的市政排水設計沿用早期采用年多個樣法編制的暴雨強度公式。然而氣象、水文部門頒布的暴雨資料，只有年最大值，因此一直存在城市排水與水利的設計重現(xiàn)期無法匹配的問題。

年最大值法：適用于具有多年連續(xù)降雨記錄的地區(qū)；統(tǒng)計對象取每年最大一場降雨；優(yōu)點剔除主觀因素，資料獨立性強，統(tǒng)計工作量較??；缺點需要的連續(xù)記錄年限較長（>20年）；結果小重現(xiàn)期暴雨強度可能較低，大重現(xiàn)期與其他方

法趨于一致。

年多個樣法：適用范圍重現(xiàn)期較低、自計記錄較短的地區(qū)；統(tǒng)計對象取每年多場較大降雨；優(yōu)點需要的連續(xù)記錄年限較短，可以計算重現(xiàn)期小于1年的降雨；缺點統(tǒng)計工作量大；結果由于考慮了一年中多場較大的暴雨，小重現(xiàn)期暴雨強度

可能較高。

本次條文修編根據(jù)城市規(guī)模和區(qū)域性質(zhì)，確定了不同的設計重現(xiàn)期，所有設計重現(xiàn)期均采用年最大值法，設計重現(xiàn)期最小為2年。由于我國采用的設計暴雨重現(xiàn)期略低于發(fā)達國家和地區(qū)，因此此次修編提高了設計重現(xiàn)期標準，從而提高

城市地下管網(wǎng)的排水能力，保證城市的防洪排澇能力。

3.結論和建議

本次規(guī)范修編，基于近年來許多城市發(fā)生較為嚴重的內(nèi)澇災害背景，提高了對城市排水管網(wǎng)規(guī)劃設計和城市內(nèi)澇防控的要求，對提高我國城市排水系統(tǒng)設計和雨洪管理具有重要的意義。

綜上所述，本文提出如下建議：

（1）行政主管部門加強對城市排水基礎資料的收集工作，盡快建立和健全排水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息模型，為將來的城市排水系統(tǒng)管理提供保障。

（2）各排水規(guī)劃和設計部門盡快落實新規(guī)范，采用新編暴雨強度公式，逐步應用數(shù)學模型法進行排水規(guī)劃設計工作。

（3）城市發(fā)展建設中提高對城市排水重要性的認識，促進城市低影響開發(fā)。

參考文獻

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部. 室外排水設計規(guī)范（S）.GB 50014-2006（2014年版），2014

岳鳳偉（1982.6-），男，工程師，大學本科學位，于2005.7畢業(yè)于景德鎮(zhèn)陶瓷學院，現(xiàn)從事給水排水專業(yè)設計工作