城市管理：对当前城市雨水排水系统的思考__墨水学术,论文发表,发

所属栏目：城市管理论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:174

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　　摘要：结合多年的实践工作经验，笔者系统分析了当前城市雨水排水系统中存在的问题，并针对性的了提出相应的对策，可供相关人士参考。
　　关键词：城市、雨水排水系统、空隙容量
　　
　　
　　由于技术、经济等方面的原因，作为城市基础设施重要组成部分的城市排水系统的建设普遍存在着一定的问题，汛期城市内涝的现象频繁出现。城市内涝不仅严重影响着城市的正常生活与生产，严重时还会造成极大的经济损失，因此，研究城市排水系统存在的问题，积极采取有效措施，降低城市内涝发生的机率，对于保障城市可持续发展具有重要意义。
　　1城市雨水排水系统中存在的问题
　　1.1设计标准偏低
　　在城市排水中，设计标准通常是用排水系统所能排泄的某一暴雨所发生的频率或重现期来表示。由于气候、地形、土地利用情况的不同以及城化的进程和经济发展水平的区别，不仅不同的国家之间城市排水系统设计标准各不相同，就是同国家的不同地区之间也有差异。在我国，城市排水系统的设计重现其常为0.33~1a，一般不超过5a，特殊重要的地区也不超过10a，与其他国家相比，总体而言比较低。例如：美国和加拿大，居民区2~5a，一般商业区2~10a，繁华的商业区5~10a；英国，平均坡度>1°的地区为1a，平均坡度<1°的地区为2a，洪水后果严重的地区为5a，除此之外还要以30年一遇的洪水进行校核；欧盟，农村为1a，居民区为2a，市中心/工业/商业区为2a或5a(没有洪水校核时)，地下铁道/地下通道为10a，其相应的校核洪水分别为10，20，30，50年一遇。
　　1.2空隙容量的利用保守
　　我国在按满流设计的同时又考虑利用空隙容量，这就必然导致部分管段超载，而设计规范对按满流设计时管道系统内水位的允许高度没有做出相应的明确规定。应该说，城市雨水系统设计考虑空隙容量调洪能力的利用在理论上是完全合理的，因为它能满足设计重现期的暴雨要求,但这也是保守的。理论上说，考虑了空隙容量的调蓄能力后，排水系统的排水标准(相应暴雨的发生频率或重现期)与发生地面积水(亦可称之为洪灾)的频率或重现期就是相等(当)的。欧美、日本按最大径流量法的设计重现期一般用5~15a，与我国的设计重现期0.5~3a并考虑沟道空隙容积利用的标准相比差距甚大，显然我国城市暴雨积水而造成损失的频率高是不言而喻的。
　　1.3管渠系统施工质量差
　　在排水管渠系统的设计中包括两部分内容，即设计流量计算和水力计算。在水力计算中，假定计算管段内为均匀流，管壁平滑。这就要求在管渠施工中除了管道内壁光滑符合要求外，其管道接口、检查井流槽的施工必须保持平滑顺直。但是，在实际的排水管渠的施工中往往存在工程质量不符合要求的现象，例如，管道的内接口不平甚至不做、检查井的流槽不平顺甚至根本就不做流槽等。这些势必导致管渠的摩阻加大，流量减小，从而导致排水不畅而形成积水。
　　1.4运行管理不当
　　排水管渠系统的设计是按重力流进行水力计算的，因此，其运行状态也必须满足重力流的水力条件。但实际上在管渠的运行过程中这一点往往得不到满足。首先，是空隙容量的利用问题，由于管道的水力计算影响因素复杂而使管道坡度难以与水力坡度完全一致，因此要想利用上游管段的空隙容量，下游管段往往会处于压力流状态；其次，就是排水泵站的影响，雨水可以自排也可以水泵抽排，目前，靠水泵抽排的为数不少，在泵排系统中，由于泵站集水池的壅水作用，多数管渠水位较高，尤其是泵站为了节省运行能耗按照高水位运行时，管渠基本处于压力流状态。当管渠处于压力流状态时，排水能力相对重力流明显降低。在排水管渠的运行管理中，影响排水能力的另一个因素就是管道的淤积。无论是合流制系统还是雨水排水系统，在运行过程中淤积是难免的，由于淤积使管道断面#p#副标题#e#减小，因此也会导致排水不畅从而引起地面积水。
　　2排水系统建设与管理的对策
　　2.1合理选择设计标准
　　设计标准原则上应采用成本一效益分析的方法来确定。标准高，对于防止地面积水是有利的，但工程的造价高；标准低，可以降低工程造价，但形成地面积水的可能性增加，严重时可能造成较大的损失。因此，设计标准的确定必须结合国情从技术、经济以及政治影响等方面综合考虑。目前一般采用0.25，0.33，0.5，1，2，3，5，10a等8个重现期。实践表明，我国的设计标准不仅偏低而且单一。与欧美、日本按最大径流量法的设计重现期一般用5~15a相比，我国的设计重现期为0.5~3a并考虑沟道空隙容积利用的标准差距甚大，因此，我国的雨水排水系统的设计降雨重现期有必要提高，以减小由于地面积水而造成的损失。根据我国城市化、现代化发展的实际需要，重现期应扩大到1.5a以上，但重点为小于等于20a重现期雨强的分析。
　　此外，我国在排水系统设计中通常的观点是管渠能将小于某重现期的暴雨雨水顺利排除而不发生洪灾，就达到了该设计标准的要求，而对管渠窨井允许承受的水位没有明确规定。这种做法忽视了超载状态的安全隐患，极易造成设计重现期内地下室等地下建筑发生洪灾。另外，我国对管渠设计的水力状况没有明确，设计标准没有区分设计暴雨频率及洪灾频率。由此可见，我国雨水排水系统设计不够精细，也不够严谨，应该借鉴国外的经验，对于排水管渠中的水力状态进行划分，将设计暴雨频率和洪灾频率纳人排水系统的设计标准。
　　2.2合理考虑空隙容量
　　采用推理公式法进行雨水设计流量的计算时，引入折减系数后设计径流量小于计算得到的最大径流量，依靠管渠中存在的空隙容积平衡系统雨水量，从而可以减低工程造价。但由于这种设计理念隐含着排水管渠的设计能力与运行能力为1：1，即设计暴雨的频率等于洪灾频率，当设计暴雨的频率较高时，发生积水(洪灾)的频率也较高；此外，管渠内水力状况非常复杂，雨水管渠能否在设计范围内不超过满管工作水位，推理法不能给出明确答案，我国的设计规范中也没有作出要求。这也正是我国城市排水系统频繁出现积水、内涝的原因所在。由此可见，利用空隙容量也有其不合理的一面。对于存在很多空隙容积的管渠系统，适当利用空隙容量是合理的，但对于不存在很多空隙容积的超载状态管渠系统，仍然加入折减系数则会导致设计雨水量偏小，发生积水的危险性增大，此时则不宜再引入折减系数，否则应适当减小设计暴雨频率，以达到同其他系统相同的排水能力。
　　2.3提高工程质量
　　实际的排水管渠系统中，在交汇、转弯、断面尺寸或坡度变化、跌水等处以及在相隔一定距离的直线管渠段上均应设置检查井，为了改善水力条件，尽可能使水流状态接近均匀流，施工中必须按设计要求进行流槽的施工，在直线段上必须严格保持直线，在转弯处必须保证曲线匀称，而在断面尺寸或坡度变化处应保持渐变。此外，对于管道的接口应注意保持内壁光滑。
　　2.4加强工程的运行管理
　　排水管渠系统是按重力流条件设计的，一方面在设计中应进行非重力流条件下的输水能力校核，另一方面应尽量保证管渠系统在重力流条件下运行。对于自排系统应考虑河道水位的变化，尽量.做到自由出流，或者与其它水利设施相配合保持较低的河道水位。对于泵排系统应合理确定泵站的装机容量，在设计条件下使调节池处于低水位，以尽量保证管渠系统为重力流。此外，应加强排水管渠的清通工作，特别是对于管渠坡度较小的情况，更应及时疏通，以保持管渠系统的输水能力。
　　3结束语
　　由于设计理念、技术标准的保守以及工程施工和工程管理不到位，使得我国城市雨水排水系统难以满足现代化城市生活的需要，因此，加强城市雨水排水系统的设计、施工#p#副标题#e#与管理的研究，对于保障城市的可持续发展具有重要的现实意义和历史意义。
　　
　　参考文献：
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　　[2]聂林妹.城市排水系统的设计标准及工程实践[J].中国给水排水，2005，21(5)：62—65.