宜水环境科技（上海）有限公司 上海 200233
摘要：近年来，随着工业化的大力发展，城市建设日新月异，人们生活的社会环境变得越来越好，但是在这种大环境的背景下衍生出一个很严重的问题，那就是城市内的排水以及内涝问题。全国范围内越来越多的洪涝灾害在不断发生，这不仅对人们的生命安全构成威胁，与此同时这对于整个城市的安全也构成了极大的威胁。所以，对于城市内部的排水和防涝工作要引起足够的重视并找出更好的解决方案。经过专业人员的研究和多年工作的经验我们得知造成这种洪涝灾害的主要原因多是排涝管渠及泵站设施不完善。
关键词：城市；排水防涝；综合规划；治理
1项目背景
项目范围为昆山市海绵城市试点区域范围内的吴淞片区和城南片区，面积合计4.96平方公里，是吴淞圩和城南圩北部区域的一小部分，现状主要为老城区、将拆迁地块、部分未开发地块和村庄。
2降雨分析
2.1降雨特征
昆山市历年平均降水量为1133.3毫米，年际差异较大，最多年降水量达1522.4毫米（1991年），最少年降水量为826.1毫米（1992年），统计年降水量大于1200毫米的有十年，占三分之一，有五年的年降水量在900毫米以下。一日最大降水量为204.9毫米，出现在1985年8月1日。统计全年暴雨日数（日降水量≥50毫米）平均为2.9天，以6-8月出现次数最多。
统计全年总降水日数，历年平均为124天，最高年份1980年达144天，最少1995年仅99天。月降水日数最多的为6月份，1月为最少。
历年平均相对湿度79%，各年变化差异不大，最大84%（1984年），最小69%（2005年），日最小相对湿度极值为6%（1986年3月5日）。相对湿度的日变化正好与温度反，一天中清晨气温出现最低时，往往是相对湿度最大时，反之亦然。
2.2修订后暴雨强度公式
目前，昆山市排水设计一直借用的城市暴雨强度公式为二十世纪九十年代初编制的苏州市暴雨强度公式，样本系列为1959～1979年21年的降雨资料，且选样采用了年多个样法。该公式编制时间较早，至今已有30余年。近年来，全球气候变化、极端天气频发，给许多地方带来了内涝灾害。同时，由于苏州市的快速发展和城区范围的扩大，旧暴雨强度公式已不能够代表现状及未来一段时间的苏州地区实际的暴雨特性。公式适用范围为除苏州中心城区（602km2）、常熟市、太仓市以外的苏州市域范围。就暴雨强度公式本身而言，无论从编制年代上、编制的技术方法上及适用范围，均不符合《室外排水设计规范》GB50014－2006（2014年版）及适用性、合理性和准确性的要求。
根据《省政府办公厅转发省住房城乡建设厅关于加强全省城市排涝设施建设管理意见的通知》（苏政办发[2011]20号文件），于2011年底前，经苏州市人民政府批准，昆山市开展了“昆山市设计暴雨强度公式和设计雨型研究”项目。修订后的暴雨强度公式如下：
式中：i——设计暴雨强度（mm/min）；
t——降雨历时（min）；
——设计重现期（年）。
短历时设计暴雨雨型
根据《昆山市暴雨强度公式和设计暴雨雨型研究报告》中相关研究结果，采用K.C法对昆山雨量站1980-2015年共36场次降雨数据统计分析。根据36场次暴雨统计，雨峰出现在各降雨时段的比例确定120min雨峰位于第11位，雨峰时段雨量占总雨量的19.70%，r=0.438，120min降雨时程分配如下所示。
昆山市短历时设计降雨雨量时辰分配情况表
根据《昆山市暴雨强度公式和设计暴雨雨型研究报告》中相关研究结果，昆山市288*5min设计雨型如下图所示。288*5mi雨型中雨峰时段发生在第214位，r为0.741，雨峰时段雨量占总雨量的7.46%，288×5min雨型中按1h滑动的最大小时降雨量占总雨量的29.83%。
3内涝风险评估
平原河网地区的内涝风险主要有二种成因，一是城区局部短历时暴雨，此时河网水位基本维持常水位；二是由于区域性长历时降雨，河网水位抬高导致管网排水不畅，低洼地区积水。成熟城区有可能受上述二种风险因素之一，或者组合遭遇影响。
短历时暴雨内涝风险
①常水位1年一遇两小时设计暴雨下内涝风险
项目区常水位1年一遇两小时设计暴雨下内涝风险图
在1年一遇两小时设计暴雨下，项目区局部低洼区存在积水，其中，明星路南侧粮油仓库区附近，最大积水深度0.24m，积水范围6000m2；赵厍花园B区东南侧附近，最大积水深度0.23m，积水范围7000m2。总积水面积0.033km2，总洼蓄容积0.70万m3。
②常水位5年一遇两小时设计暴雨下内涝风险
项目区常水位5年一遇两小时设计暴雨下内涝风险图
在5年一遇两小时设计暴雨下，项目区积水范围相比1年一遇设计暴雨下有所增加，增加区域主要位于团结村园北侧、游方弄、后堂花园南侧、朝阳西村附近。总积水面积0.093km2，总洼蓄容积2.04万m3。
③常水位10年一遇两小时设计暴雨下内涝风险
项目区常水位10年一遇两小时设计暴雨下内涝风险图
与5年一遇两小时设计暴雨下相比，在原有积水位置积水范围均有所增加，增加区域主要位于严家角河以西、赵厍花园B区附近。总计水面积0.13km2，总洼蓄容积2.76万m3。
④常水位20年一遇两小时设计暴雨下内涝风险
项目区常水位20年一遇两小时设计暴雨下内涝风险图
与10年一遇两小时设计暴雨下相比，积水范围进一步扩大，主要位于团结村、严家角河以西附近。总计水面积0.17km2，总洼蓄容积3.67万m3。
⑤常水位20年一遇两小时设计暴雨下内涝风险
项目区常水位50年一遇两小时设计暴雨下内涝风险图
在50年一遇2小时设计暴雨下，项目区积水面积达到了0.23km2，总洼蓄容积5万m3。
根据不同重现期设计暴雨下的内涝结果，可得到出15个易涝积水点，易涝点分布如下图。
各积水点在不同重现期两小时设计暴雨下最大积水深度（m）
河道水位敏感性分析
①管道纵剖面情况分析
通过管道纵剖面图分析地区排水特点，可知大部分管道基本处于常水位以下，管道排水处于淹没出流状态，加之常熟地区排水管网主要依靠重力流进行自流排水，故管网排水受河道水位影响。
②河道水位对内涝影响的敏感性分析
采用50年一遇设计暴雨，考虑采用河道最低控制水位、常水位、最高控制水位作为水位边界条件进行模拟分析。
对积水面积（超过15cm积水深度区域）、洼蓄容积、平均积水深度、最大积水深度等进行统计分析，可以发现在各项统计项中，当河道水位从最低控制水位涨至常水位时，积水面积将增加0.02km2，洼蓄容积增加0.62万m3，最大积水深度和平均积水深度无明显增加；当外河水位从常水位涨至最高控制水位时，内涝积水情况会有大幅度的增加，积水面积达到0.247km2，洼蓄容积达到5.7万m3。由不同水位条件下的内涝风险图可知，随着河道水位的增长，1号、10号、13号、14号积水点的内涝情况显著加重，由于10号、13号、14号积水点均位于老城区，改造条件有限，难以通过修建调蓄设施来应对河道水位提升引起的内涝，需进行河道水位预降来缓解内涝风险。
河道水位对内涝影响的敏感性分析统计表
长历时暴雨内涝风险
②长历时暴雨内涝风险
项目区50年一遇24小时设计降雨下积水分布如下图所示，与短历时暴雨积水位置基本一致，其中，7号、10号、13号、14号积水点积水范围有所扩大，总积水面积0.33km2，总洼蓄容积7.94万m3。
4城市排水管网系统的合理规划
对于排水体制，其是进行合理规划治理的第一步，这一步的规划将直接对城市以后的排水效果产生决定性的影响。城市排水管网体系不仅涉及到雨污水系统的设计、施工、维护和管理，还涉及到整个城市的规划和整体环境的保护问题，对于相关工程的投资问题也有很大影响。现确定城市排水防涝规划的污水体制是实现雨污水的完全分流。
对于排水的分区安排，我们可以根据道路网的具体分布情况、规划河道的密度、铁路交通的走向、暴雨天气时地面和河道水位所形成的高度差对城市内部的地块进行快速的合理分区。再根据雨水管道的汇入和排出情况，结合已经规划好的河道和闸门的具体位置，对已经分区的城区再进行细分，划分为子分区。我们要达到的目的就是使得我们所设计出来的洪涝水位、暴雨再现时地面都不会再出现雨水积涝的状况即可。
5城市防涝系统规划
对于平面和竖向的控制而言，防涝系统的平面布局要严格遵照城市现状水文条件，对城市内部河道的水系进行严密的规划和设计，务必使得河道经设计后其过水能力能够准确保证行洪之需。在完成河道的相关规划之后可针对城市雨水分区和雨水管网做相应的规划，对于雨水管道最好能够满足就近排放的原则，雨水系统的分区规则是根据其排入河道的不同途径所决定的。竖向则是根据所规划城市的地势和河流走向来进行合理规划。借助于地势的特点，处理好下游排水的管道问题，增强城市雨水设施的建设工作，尽最大可能增强其调蓄能力，最大程度地降低由于竖向规划所带来的较大经济投入。
此外还要做好城市内河水系统的综合治理，不论是河道的规划、河道上有山洪沟规划还是相关障碍物的清理和建立相关制度等。只有最大程度地减少人为的破坏，增强河道周围植物覆盖面，增大渗水固土的能力，沙棘植物体的合理栽种可很好地改善这一问题，大大减少地表雨水的径流量。这样才能更好地使得河道的防涝能力大幅度的提升。
6结语
排水系统是现代城市之中的基础性工程项目之一，随着城市化现象的变动，城市格局也被改變，城市人口数量大幅增加，内部工业企业增加，原有的排水系统难以在一定的时间范围内完成所有的排水工作，这也是近几年内涝问题频繁出现的原因，在内涝问题的影响下，居民的正常出行也受到约束，内涝现象还会威胁到居民的生命财产，本文对规划排水工作的相关工作要点加以列举，希望可以给排水规划人员提供参照，使其可以借助可靠先进的排水体系控制内涝灾害，将更为安宁以及安全的生活提供给居民。
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论文作者:许可
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/24
标签：内涝论文; 暴雨论文; 水位论文; 积水论文; 河道论文; 城市论文; 昆山市论文; 《基层建设》2019年第5期论文;