城市雨水系统优化设计研究

【摘要】我国城市化需要进入以提升质量为主的新型发展阶段，而建设具有自然积存、渗透、净化功能的海绵城市是当前城市生态文明建设的重要内容，也是实现环境、资源、发展相协调的重要体现。论文分别从低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统3个方面阐述了基于海绵城市理念的城市雨水系统的优化设计研究情况。

【关键词】海绵城市；城市雨水系统；优化设计；探究

1引言

城市化的不断推进为经济和社会健康、持续发展提供了强大动力，但是在城市化建设进程中，同样也面临着巨大的环境和资源压力，各类外延增长式城市发展模式已经无以为继，城市内涝及自身缺水矛盾日益突出，各类环境、资源、生态性质的问题也越来越多。全国不少城市都发生过内涝灾害，同时又存在严重缺水的问题。为解决此类问题，国家与社会开始将注意力集中到城市雨水系统上来，纷纷采取有效措施收集利用雨水资源，对城市地下水进行涵养，改善城市生态环境，真正建设满足经济、社会发展需求的新型海绵城市。

2海绵城市的基本概念及其三大雨水系统

2.1海绵城市的基本概念

海绵城市能够像海绵一样具有一定的“弹性”，当环境变化或发生自然灾害时能够更好应对。建设应遵循生态优先等原则，通过自然途径和人工措施的有机结合保证城市排水防涝安全，最大限度对城市雨水资源进行利用并保护城市生态环境。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水、地下水3个系统，考虑给排水系统的复杂性、长期性，注意做好相应的协调管理工作[1]。

2.2海绵城市中的三大雨水系统

海绵城市建设过程中要统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统3个方面的工作。其中,低影响开发雨水系统通过渗透、储存、调节、输送、截污、净化等措施对雨水进行处理，有效控制径流总量、峰值及造成的污染问题；城市雨水管渠系统就是传统的城市雨水排水系统，能够与前者共同进行径流雨水的收集、输送、排放；超标雨水径流排放系统主要是用来应对雨水管渠系统不能处理的雨水径流，超标雨水径流排放系统是雨水管渠系统的补充救援系统，通过各种自然或人工途径共同进行构建。这3个系统都不是孤立存在，更不存在鲜明的界限，它们之间相互依存、相互补充，是建设海绵城市的重要基础。

3海绵城市理念下的城市雨水系统设计情况研究

3.1低影响开发雨水系统

3.1.1做好城市总体规划

明确重点开发城市区域，保护好敏感区域城市范围，合理控制城市地表形态。城市各个区域的水文地质条件都存在差异，在进行开发设计时要分轻重缓急，对重点区域进行科学、合理的控制；对于城市的生态敏感区，要禁止建设或限制建设，实现低影响开发雨水系统与城市雨水管渠系统的整体衔接，对城市土地面积要有合理认知，了解相应区域的土地特性、径流特征[2]。

3.1.2对水系实施专项规划

明确水系保护范围，做好城市绿地的系统规划，关注各类排水防涝措施的落实。根据城市水系进行保护设计，加强水域和岸线的联系，合理规范排放与存储的关系。海绵城市中绿地是非常重要的场地，不仅能够给城市提供足够的预留空间，还能确保水系统处于弹性状态。低影响开发雨水系统设计时要与防内涝进行同步设计，确保城市排水系统与防涝综合规划能够有效适应。

3.1.3完善修复性详细规划

明确城市用地分类，有效处理相关约束条件，落实各类衔接设备设施。低影响开发雨水系统设计前要了解城市的用地分类，提前规避建设矛盾，应对开发设计中的重难点，并注意设计与约束条件的限制，对系统建设周期、顺序进行分类、分析，有效处理约束条件，把握建设条件。同时，根据城市具体情况及存在的差异，做好低影响开发雨水系统与各类设备设施的衔接，确保符合相应的建设要求。

3.2城市雨水管渠系统

3.2.1充分利用地形就近排放

城市雨水管渠设计时首要考虑就近排放，通过结合实际情况，利用自然坡度，以最短距离将雨水排入附近水体。除非地面存在影响的情况下，一般在条件允许情况下将雨水干管布置在地形较低处，以便将地面雨水能够引入管渠，若地形平坦，雨水干管可布置在排水流域的中间，提升排水效率。

3.2.2根据城市规划布置雨水管道

城市规划过程中要考虑雨水管道布置，根据城市建筑分布、道路布置情况进行雨水管渠的设置，确保街道汇水面上的雨水大部分都能够以最短距离排入雨水管道。另外，雨水管渠多设置在人行道、绿化带下，减少积水、维修等非正常情况下对道路、交通的影响。再者还要合理设置雨水口，考虑雨水管渠与其他管线、建筑的协调，不影响其他建筑、市政设施的功能发挥[3]。

3.2.3合理计算雨水管渠水力

为保证雨水管渠工作正常，要对水力进行计算，在计算前要对涉及的各类基本数据进行科学测算。雨水管渠水力计算一般按照均匀流进行考虑，公式与污水管道相同，但是选择满流状态进行计算，然后根据计算结果划分排水流域，并结合城市总体规划图定线管道。根据管道平面布置和现场实际需求设置检査井，确保各个区域不易发生堵塞。

3.3超标雨水径流排放系统

3.3.1多种系统共同设计形成

超标雨水径流排放系统一般包括排水管网、河湖水系、城市绿地3个要素，其中绿地和排水管网主要应对普通降雨，对于超标雨水径流可以通过道路、地面、明渠径流及其他管道措施形成超标雨水径流排放系统，坚持大管径、低流速、小坡降的思路进行设计，将超量雨水排至周边水体，解决城市内涝产生的问题。

3.3.2合理设置相应的配套设施

超标雨水径流排放系统需要将超量雨水排放至周边水体，各类超标雨水排放点需要科学分布，满足就近排放的要求。对于城市中的低洼区域，虽然是城市排涝的薄弱环节，但是却可以利用作为雨水临时排放点，同时设置配套设施进行雨水的调蓄[4]。

3.3.3重视分析计算避免失误

超标雨水径流要按城市防涝标准进行流量计算，对于城市路面、地面径流进行相应的水力分析、计算，合理选择相应的设计参数，对于地面、路面的积水量进行有效控制，降低水径流、水深，保证城市行人、车辆的安全，对于超标雨水在路面、地面径流过程中所遭遇的障碍要设置相应管涵辅助穿越障碍。超标雨水穿越障碍的管涵要按城市防涝标准进行流量计算、水力计算，以达到排放能力要求，并要与城市雨水管系统连通，以避免堵塞。

4结语

经济和社会发展到一定程度后，必然会对生态环境进行恢复。我国城市化建设进程中不可避免造成生态环境的破坏，为减少这种破坏造成的不利影响，海绵城市建设通过充分利用城市自身优势，开发有利于城市建设的雨水系统，建立顺应自然、尊重自然的城市开发模式，彻底解决城市内涝及缺水问题之间的矛盾，通过合理的积存、渗透、净化改善城市水质，为水资源的循环利用奠定坚实基础，积极走出具有我国特色的海绵城市建设之路。

【参考文献】

【1】席永红.海绵城市建设中城市道路雨水系统设计分析[J].北方建筑,2018,3(6):27-30.

【2】谢长焕,张镭.海绵城市理念下雨水系统构建探析[J].智能城市,2018,4(24):9-10.

【3】张思源.基于海绵城市的城市绿地系统设计与应用[J].低碳世界,2018(12):192-193.

【4】邵迟,吕伟娅.基于MIKE模型对学校场地雨水系统内涝风险评估的案例分析[J].净水技术,2018,37(11):129-133.

作者：黄伟翔 单位：广州市荔湾区水务设施管理中心