城市积水原因分析及防治对策探讨

摘　要：随着城市化的发展，暴雨积水现象日益突出。本文在深入分析积水成因的基础上，提出几个相应的对策。

关键词：城市积水；原因；对策
0.引言
　　近20年来，随着我国城市化进程的迅猛发展，城市地区由于人口密集，物资和财产密度不断加大等特点，高强度暴雨积水形成的洪涝灾害对城市化地区产生的威胁和带来的损失愈来愈大。灾害一旦发生，不仅给人们的日常生活带来不便，严重的话还可能危及人民和集体的生命和财产安全，破坏城市整体形象,使人明群众对城市镇府抗击自然灾害的能力产生质疑，甚至对构建和谐社会产生不利影响。因此，及时可靠地制定城市排涝减灾对策和措施是日前城市防汛研究和实践的重要课题。
1.城市积水原因
1．1土地硬质化 　
　　社会发展与经济活动的增加，以及城市不断扩张，使工业区、商业区和居民区等不渗水的面积越来越大，而树木、农作物、草地等渗水面积逐步减小；同时，在城市化的过程中也使相当部分的流域被不透水地面所替代，不仅使径流总量增大、滞留容量急，而且使汇流时间大大缩短，雨水汇流速度大幅度提高。洪峰流量增大、洪峰出现时间提前是城市化对暴雨径流的影响特征。洪峰流量增加后，使排水明沟、管渠、桥涵、河道等的过水能力明显不足，引起城市下游洪水泛滥，造成交通中断、地下通道淹没、房屋和财产受破坏和损失，给生活和工作带来不必要的麻烦。硬质地面的增加，不仅增加径流量，而且使地区的入渗量减小，地下水补给量相应减少。同时由于地下水的过量开采，造成城市地面下沉。据有关专家考察，我国中东部地区有50多座城市出现地面下沉，太湖流域有些城市地面在20年间下沉1米，给城市水灾带来了隐患。
1.2排水设施抵御暴雨能力不足：
　　1） 较多老城区的设计暴雨重现期标准偏低，当遭遇超标准暴雨时，容易造成暴雨时积水，特别是道路低洼和下穿段，更是易积水的地方。一些老城区的道路设计暴雨重现期，基本是一年，只有极个别的道路为三年，老雨水泵站基本为三年设计暴雨重现期。
　　2）一些系统泵站和主干管线虽已建成，但收集支管由于种种原因尚未完善，造成实际排水能力达不到系统标准。系统中一些地区管道处排水系统的末梢，或下游管道管径偏小造成瓶颈导致积水。
　　3） 排水系统的改造，使得原有系统的服务区域范围发生变更，存在泵站与管道系统排水能力不相配套的情况。
　　4）泵站周围道路的改造，是泵站的服务范围增大，使泵站的排水能力不足。
1.3缺乏城市排水管网的有效管理 　　
　　主要表现在以下几个方面： 　　
　　管理法规和相关技术标准不完善。缺少排水管理规范，市政排水管理无章可循。市政排水设施经过多年发展，已经得到了极大的改善，但仍沿用过去几十年陈旧不变的粗放型管理机制，普遍存在着重建设轻管理的现象。 　
　　对城市现状排水系统的排泄能力、影响因素未做到心中有数。缺乏完善的城市现状排水管网的数据资料及现有管网的负荷能力，无法确定不同降雨条件下管网的薄弱点及瓶颈位置，致使排水管网的运行养护、更新改造时，只能采取局部性措施解决眼前的问题，无法明确产生问题的具体原因，缺乏全盘管理、解决措施及排水管网改造优化方案。 　　
　　缺乏排水系统的专项规划。排水设施建设滞后于城市开发建设，排水系统规划与城市总体发展规划相脱离。存在着现状不明，规划滞后的尴尬境界。
　　缺乏排水管网数字化资料。排水管网数字化工作不普及，目前在全国还只是少数城市开展了城市排水管网数字化的工作，绝大部分城市还停留在保留纸质资料档案的阶段，管网数字化的工作并未全面展开；对于已经建立管网数据资料，同样也存在着排水管网数据不完整、不准确，对排水管网资产状况掌握不全面的现象，而且排水管网数字化管理水平低，缺乏完善可靠的排水管网数字化管理技术规范，各个城市排水管网数字化管理水平和技术标准差异较大；大部分城市排水管网数据资料管理方式分散不系统，数据存储方式多种多样等状况，无法应用高效的查询分析方法以体现复杂排水管网的网络特征和上下游关系，使得分析决策水平还停留在主观判断和简单推理的层次，缺乏排水管网的水力分析、调度分析、布局优化分析、事故应急处理分析和管网动态分析的科学依据。 　　
　　缺乏有效的管网状态评估和运行监测手段，不能及时掌握管网排水负荷和运行状况的变化，以及基于实时在线数据的全管网系统分析和动态模拟分析。 　
1.4人为因素：
　　1）市区面积逐年扩大，且市区不透水面积比例迅速提高；下渗量减小，产流增大，汇流加快，形成暴雨洪水。
　　2） 长期超采地下水引起地面沉降，形成一些排水不畅、地势低洼区，容易造成暴雨积水。
　　3） 城市发展，施工建设管理不善造成建筑垃圾或居民生活垃圾堵塞或淤积管道，造成排水不畅，局部地面积水成灾。
　　4） 突发因素的影响，如泵站故障停泵导致的积水。
2.防治对策
2.1加强城市规划
　　加强城市综合规划，尽可能使高楼、街道、绿地、河道、湖泊合理布局，做到城市发展和减灾同步。进行排水系统现状普查，编制城市排水专项规划，使规划的排水系统与现有排水系统合理、有机结合。通过管网水力模拟，分析管网系统在不同状况下水力负荷状况，以及管网的临界负荷。遵循开发建设的时序性，坚持整体规划、分期建设的原则，制定近期和远期排水规划。同时，在雨水管道系统设计、用地规划和地面覆盖上考虑雨水渗透。充分、合理地利用雨水涵养地下水源，缓和城市水资源危机，增加土壤中的含水量和调节气候，以减少雨水管渠的容量，降低雨水管渠的投资和运行费用。 　
2.2依据规划，结合实际、合理设计
2.2.1 严格按设计标准进行设计，特别是道路下穿的立交泵站。
依据新的设计标准，主干路雨水管线设计重现期5a，次干和支路为3a，立交雨水泵站为10a，对老泵站改造没有条件的，可按5a设计，做10a调蓄池。
2.2.2综合考虑，减小径流系数
①整体合理设计，尽可能增大绿化面积。
②设计渗水结构（如渗水路面、渗水步道），采用绿化生态停车场。
③在有条件地方设计生态排水沟。如堤路、乡村路和公园里的路。
④在小市政设计时，考虑设计雨水收集和利用系统，重利用轻排除。
⑤有条件的地方做屋顶绿化，减少屋顶径流。
2.2.3立交排水遵守高水高排，低水低排的原则
①下穿式立交 的地方是城市暴雨积水的地方，设计遵守高水高排，低水低排的原则，一方面设计好高出的排水问题，令一方面做好高处截水问题，减少汇水面积。道路设计时，下穿段道路纵坡宜采用最大坡，高点处设反坡，挡墙要高出地面30厘米，下穿段尽量不开路口等。
②雨水泵站的出水管最好单独使用，有可靠的排水出路。
2.2.4合理设计雨水口
雨水口设计的好坏，直接影响到雨水管道的排水能力。
①雨水口的形式：雨水口有平篦式、立篦式、偏沟式和联合式。不同形式的雨水口有不同的优缺点，但在重要地段和汇水较大的地方有限选用联合式雨水口，它具有平、立篦两种雨水口得优点。
②雨水口位置：在汇水点的位置必须设置雨水口。如道路交叉口四周、街坊单位入口以及港湾式停靠站处，需认真核算路面高程，确保雨水口布置在低洼处。
③雨水口数量：雨水口数量根据担负的道路面积计算。但对于低洼和易于积水地段，径流速度快、径流量大，为提高吸水速度需根据实际情况增设雨水口。特别是下穿式立交桥下的雨水口，设计雨水篦的堵塞系数取大值，雨水口设沉泥槽，其连接管管径要适当加大，确保雨水及时排入干管进入泵站。
2.3完善管理
2.3.1加强城市排水系统的管理，制定合理、科学的管理体系。
　　掌握现有排水系统现状，建立并完善城市排水系统数字库，为城市排水管网水力分析、实时在线分析、布局分析、管网规划优化分析、事故应急处理分析和管网动态分析提供科学依据，为排水管网更新改造和管理提供理论指导，为节省管网投资建设提供服务。
2.3.2依据规划结合现状情况，对易于积水的地方进行优先排水改造。对老城区的雨水排水系统，逐步进行科学改造和扩建，提高城市雨水排水系统的能力，完善城市地下排水系统。
2.3.3加强日常维护与管理，使现状管道发挥最大的排水能力。
雨季落叶等杂物堵塞雨水口；
沿街单位、个人向雨水口内倾倒垃圾，使管道和雨水口淤积；
雨水管道的淤泥的沉积；
雨水排出口的淤积；
　　这些都需日常维护管理，管理不到位使排水系统能力下降，造成城市积水。
3.结语
　　城市的积水对人民生产和生活造成很大的影响，甚至会造成生命财产损失，应引起足够的重视。积水形成的原因是多种多样的，包括自然地形地貌、河流水系、城市规划建设，城市管理等多方面原因。要解决城市积水问题，需从规划、设计、管理等综合治理措施，才能有效地解决。
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