城市排水系統(tǒng)存在的問題及解決方案

城市排水系統(tǒng)存在的問題及解決方案1、存在問題

近年來，城區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大，城區(qū)不透水地面增多，排水量大大增加，原有的區(qū)域局部規(guī)劃不能滿足現(xiàn)代化生態(tài)城市發(fā)展的要求，也成為目前城市環(huán)境，城市安全建設(shè)的緊迫課題之一。造成城市排水系統(tǒng)的許多問題。例如：

（1）現(xiàn)狀管線常有雨污混接現(xiàn)象，降雨時(shí)污水量增加，造成污水溢流，環(huán)境污染。同時(shí)大大增加了污水處理廠的處理費(fèi)用。

（2）部分現(xiàn)狀管線管徑不合理，大多是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算所得。雨水管徑普遍偏小，過水能力不足，導(dǎo)致汛期常常出現(xiàn)溢水現(xiàn)象；污水支管管徑偏大，主干管管徑偏小，難以充分發(fā)揮管渠系統(tǒng)的工程效益。

（3）部分管線覆土厚度偏小，導(dǎo)致兩側(cè)街坊管難以接入；另外現(xiàn)狀管渠普遍淤積嚴(yán)重，管渠過水能力得不到充分利用。

（4）雨水污水排水系統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計(jì)，各區(qū)域排水系統(tǒng)不能形成一個(gè)有機(jī)的整體。

（5）大范圍的雨污水排水系統(tǒng)，國內(nèi)沒有很好的水力計(jì)算軟件，難以做到整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。事實(shí)上，設(shè)計(jì)院目前大都是采用經(jīng)驗(yàn)估算方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，造成水力流態(tài)不好，管道淤積嚴(yán)重，建設(shè)泵站過多。這都大大增加了系統(tǒng)的運(yùn)行管理費(fèi)用。

（6）雨污排水系統(tǒng)、灌溉渠、城市防洪系統(tǒng)、水景湖面各自獨(dú)立，沒有協(xié)調(diào)規(guī)劃，系統(tǒng)間不但不能相互補(bǔ)充利用，反而存在矛盾。

2．目前設(shè)計(jì)方面存在的問題

目前國內(nèi)沒有專業(yè)的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，對(duì)于大規(guī)模的有幾千乃至上萬條管段的排水系統(tǒng)，由于雨水管渠、污水管道和給水、煤氣、供暖等管道以及河流的交叉處理，雨水管渠與河道的銜接，需要進(jìn)行大量的高程優(yōu)化調(diào)整，排水系統(tǒng)是重力流，每一點(diǎn)的高程調(diào)整，都會(huì)影響其下游管渠的高程，實(shí)際上人工計(jì)算操作是很困難的，國內(nèi)有的排水繪圖設(shè)計(jì)輔助軟件，雖然有簡單的計(jì)算功能，但對(duì)十幾條以上的排水管道難以自動(dòng)計(jì)算，往往靠人工設(shè)定高程經(jīng)驗(yàn)估算，結(jié)果造成埋深及上下游坡降安排不合理，泵站設(shè)置過多，增加了建設(shè)費(fèi)用和日后的運(yùn)行管理費(fèi)用。

3．解決方案

本公司與日本CSD公司合作,開發(fā)了先進(jìn)的雨水污水管道設(shè)計(jì)軟件Pipe

Rapid，能對(duì)大范圍的排水系統(tǒng)，按照①埋深最低；②不同管徑的標(biāo)準(zhǔn)坡度；③指定最小流速；④上下游管底的落差最小等不同條件，進(jìn)行靈活設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)規(guī)劃可以達(dá)到以下效果：

（1）整理分析現(xiàn)狀資料，匯總繪制統(tǒng)一的現(xiàn)狀管線圖，便于今后的管理。

（2）計(jì)算分析現(xiàn)狀管渠，提出分期改造的實(shí)施方案。

（3）將不同時(shí)期敷設(shè)的管線納入到新的統(tǒng)一的排水系統(tǒng)中。

（4）對(duì)新的雨污排水排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（5）協(xié)調(diào)雨水、污水、排洪、灌溉、湖面景區(qū)，使之形成有機(jī)整體，降低工程費(fèi)用。

我們以城市的綜合安全和排水系統(tǒng)的良好的運(yùn)行為目標(biāo)，根據(jù)城鎮(zhèn)環(huán)境生態(tài)、洪水危害、維護(hù)管理等多方面的要求，用我們的一流技術(shù)，為您提供可實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型的、可持續(xù)發(fā)展的遠(yuǎn)期排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。實(shí)例引言南山區(qū)位于深圳特區(qū)的西部，東臨深圳灣，西瀕珠江口，北靠羊臺(tái)山，南至大鏟島和內(nèi)伶仃島，與香港元朗隔海相望，全區(qū)總面積151km2。目前擁有長約40km海岸線，為深圳擁有海岸線最長的城區(qū)，是典型的濱海城區(qū)。經(jīng)過多年的發(fā)展，南山區(qū)已成為深圳市最重要的港口基地、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地、教育基地、旅游區(qū)，并擁有相對(duì)特區(qū)其它轄區(qū)較多的城市用地儲(chǔ)備，對(duì)深圳經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用。

然而，南山區(qū)日益被污染的水環(huán)境和年年發(fā)生的內(nèi)澇嚴(yán)重阻礙著城區(qū)乃至整個(gè)特區(qū)的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，沿岸約有6.37萬m3/d的污水未經(jīng)處理便區(qū)內(nèi)唯一一條河流———大沙河，約占大沙河旱季流量80%，導(dǎo)致該河嚴(yán)重污染，水質(zhì)超過內(nèi)陸V類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。自1997年以來南山區(qū)受洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失為：1997年3500萬元，死亡2人，受傷2人；1998年1100萬元；1999年3800萬元；2000年“4.14”暴雨受損3500萬元，死亡8人，受傷3人。造成以上水災(zāi)的洪水頻率多為5年至20年一遇的洪峰，只有2000年4月14日發(fā)生的洪水是深圳市8年實(shí)測資料中發(fā)生的最大洪水，當(dāng)時(shí)24小時(shí)內(nèi)降雨達(dá)331毫米，以致造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

1現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)存在問題及分析歷經(jīng)數(shù)月的調(diào)研，我們掌握了南山區(qū)現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)的第一手資料，找出了目前雨水系統(tǒng)存在的問題及產(chǎn)生癥結(jié)的原因。

1.1雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀南山區(qū)北高南低,北靠羊臺(tái)山，南瀕臨蛇口港及深圳灣，整個(gè)城區(qū)排水自然條件較好。區(qū)內(nèi)的河流僅有大沙河一條，屬海灣水系，集水面積90.69km2，河長18.0km，自北向南穿過南山城區(qū)再注入深圳灣，為南山區(qū)主要泄洪通道，也是南山區(qū)北部、中部及東部城區(qū)最終城市排水咽喉。流域面積小于10km2大于1km2的主要小溪流有金雞干渠、鄭寶坑渠、桂廟路干渠等3條，均屬珠江口水系，西南橫穿城區(qū)下注珠江口的前海。這三條干渠為南山區(qū)西部城區(qū)主要城市排水要道?，F(xiàn)狀河道防洪標(biāo)準(zhǔn)皆為100年一遇。

由于靠近海灣，前、后海地區(qū)及蛇口片區(qū)、赤灣與媽灣的城市排水主要由管渠收集后分段就近排入后海及蛇口港。

南山區(qū)的排水系統(tǒng)經(jīng)過多年的規(guī)劃建設(shè)，已形成了以麒麟路———南油大道———大小南山為雨水分水嶺的幾大較完善的排水系統(tǒng)：深圳灣排水系統(tǒng)、前海排水系統(tǒng)及港灣排水系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)均有自己獨(dú)立的排水管網(wǎng)，一般地面雨水由小區(qū)管網(wǎng)收集后通過市政道路雨水系統(tǒng)排入河道或直接排海。在具有較完善排水系統(tǒng)的表面下，每逢暴雨，仍有部分城區(qū)面臨著受淹的困擾，而且原本清潔秀麗的大沙河和整個(gè)海岸線等水體都遭到不同程度的污染。

1.2存在的主要問題目前南山區(qū)雨水系統(tǒng)主要存在城區(qū)經(jīng)常發(fā)生洪澇災(zāi)害和雨污合流、混流兩大類問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）局部地勢低洼的城區(qū)長久以來一直受到潮洪威脅形成內(nèi)澇。目前南山區(qū)內(nèi)澇區(qū)主要集中在沙河片區(qū)、白石洲地區(qū)、南頭檢查站、南頭舊村、南油舊村及工業(yè)區(qū)、蛇口片區(qū)局部地段。

（2）部分地區(qū)在開發(fā)建設(shè)初期沒有充分考慮防洪問題，存在一定洪水災(zāi)害的隱患。如龍珠個(gè)別舊村、蛇口西片區(qū)。

（3）部分地區(qū)雨水系統(tǒng)極不完善且雨污合流或混流嚴(yán)重，合流廢水排入河道或近海，嚴(yán)重地破壞了城區(qū)的生態(tài)水環(huán)境。目前存在雨污合流現(xiàn)象的地區(qū)主要分布在舊村和老工業(yè)區(qū)。

（4）部分地區(qū)雨水串接到污水管，加重了污水廠運(yùn)行負(fù)荷。這種現(xiàn)象為分散點(diǎn)狀況，并沒有集中在某一片，但每片區(qū)都或多或少存在有這種問題。

1.3原因分析城區(qū)內(nèi)澇及作為受水體的河道與近海受污染的原因有其自身地形特點(diǎn)的因素，也有雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原因。

（1）部分地區(qū)地勢低洼，極易發(fā)生內(nèi)澇某些地區(qū)地勢低洼，通常比四周市政道路路面低1m左右，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)低洼地段每逢2～5年一遇的雨洪時(shí)便不能自排接入市政雨水系統(tǒng)，極易形成雨洪倒灌。如位于城區(qū)中西部的南頭、南油片區(qū)部分地面標(biāo)高低于深圳灣5年、100年一遇的潮水位2.32m和2.79m，個(gè)別舊村局部地方地面高程甚至還低于2年一遇的潮水位2.08m。而大沙河沿岸區(qū)域部分地面標(biāo)高也低于現(xiàn)狀大沙河入海口處50年、100年一遇的洪水位3.0m和3.5m。

（2）原設(shè)計(jì)的潮水位標(biāo)準(zhǔn)偏低原來城區(qū)雨水管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)是以0.99m多年平均高潮位作為管道計(jì)算的出?？跇?biāo)高，這一數(shù)據(jù)小于一年一遇的潮水位1.82m。當(dāng)外水洪、潮水位大于0.99m時(shí)，排水干渠受洪、潮水位頂托，抬高了水位線，導(dǎo)致上游地面積水。同時(shí)部分排水管渠設(shè)計(jì)沒將地形特點(diǎn)和洪潮水位結(jié)合考慮，雖符合城市排水標(biāo)準(zhǔn)，但由于管徑偏小，水力坡降遠(yuǎn)大于地面坡降，抬高了管渠水位線，導(dǎo)致上游受淹。

（3）部分現(xiàn)狀排水管渠斷面偏小，尤其是低洼地段部分管渠設(shè)計(jì)未能達(dá)到城市排水標(biāo)準(zhǔn)。

如地處大沙河流域的沙河白石洲地區(qū)，局部地勢低洼，承擔(dān)著上游塘朗山部分排洪，現(xiàn)狀排洪渠總排水能力為35.5m3/s，小于片區(qū)暴雨重現(xiàn)期P=1年的洪峰流量49.9m3/s，更達(dá)不到20年一遇和50年一遇的洪峰流量57.6m3/s和73.1m3/s。

（4）在城市飛速建設(shè)過程中，破壞了原有的雨水排放系統(tǒng)城市建設(shè)中人為的填溝占道，破壞了原有的雨水排放系統(tǒng)。

一些老區(qū)改造后，下游管渠沒有及時(shí)配套修建。同時(shí)城市發(fā)展使植被減少，不透水地面增加，造成徑流量的增加，雨水管渠個(gè)別地方因此成為排水瓶頸，致使雨水排水不暢。

（5）區(qū)內(nèi)舊村和老工業(yè)區(qū)排水系統(tǒng)不完備由于歷史遺留等原因，南山區(qū)的所有自然村和部分老工業(yè)區(qū)排水體制均采用雨污合流，沒有嚴(yán)格意義上的排水系統(tǒng)，大部分雨污廢水通過道路邊溝排放。雨水管渠容易被各種垃圾淤積堵塞，而清淤工作又不及時(shí)，人為減小了管渠的過水?dāng)嗝?，?dǎo)致一下雨地面就積水。

（6）建設(shè)初期缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃由于區(qū)內(nèi)華僑城、蛇口工業(yè)區(qū)及南油工業(yè)區(qū)等工業(yè)區(qū)早期擁有較大的規(guī)劃建設(shè)自主權(quán)，導(dǎo)致南山區(qū)城市及其配套設(shè)施建設(shè)各自為政，雨水系統(tǒng)在總體上不協(xié)調(diào)。

2雨水系統(tǒng)改造規(guī)劃對(duì)策通過對(duì)目前南山區(qū)雨水系統(tǒng)存在的各種問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，擬訂合理的工程措施與解決問題對(duì)策。

2.1原則（1）在整治河道的基礎(chǔ)上完善城市排水設(shè)施，提高城市排澇、排洪能力，逐步消除市區(qū)的雨澇災(zāi)害；（2）選擇合理的排水、排洪、防潮方案。用最經(jīng)濟(jì)的手段充分利用地形，結(jié)合城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵守高水高排，低水低排，分散就近排入受水體；（3）在經(jīng)濟(jì)、合理、可行的前提下，城區(qū)的雨水排放盡量采取“平時(shí)自排為主、汛期電排為輔”的方式合理布置排水管道和設(shè)施。

（4）整個(gè)城區(qū)雨水系統(tǒng)的改造規(guī)劃應(yīng)結(jié)合城區(qū)的土地利用規(guī)劃，做到以近期為主，近遠(yuǎn)期相結(jié)合，避免在短期內(nèi)進(jìn)行二次改造。

2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)南山區(qū)自然地形特點(diǎn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位，確定城區(qū)雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）根據(jù)《深圳市城市總體規(guī)劃》規(guī)定：一般城區(qū)雨水管(渠)設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期T取1年，低洼易澇城區(qū)T取采用2年，特別重要地段如鐵路、橋梁T采用5年。

（2）雨水地表綜合徑流系數(shù)Ψ老城區(qū)取0.6～0.65，新區(qū)取0.7。

（3）設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)t取10～15min。

（4）排洪按照《深圳市城市總體規(guī)劃》確定：城區(qū)主要大型排洪道按100年一遇設(shè)計(jì)，如大沙河；已整治和已暗渠化的按50年一遇復(fù)核，達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)，則按100年一遇標(biāo)準(zhǔn)改造。

（5）排澇采用10年一遇24小時(shí)雨水24小時(shí)排干的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）洪潮遭遇按以下兩種情況組合，比較計(jì)算各干渠水力線。

第一種組合：設(shè)計(jì)頻率洪峰徑流與汛期平均高潮位遭遇。

第二種組合：設(shè)計(jì)頻率最高潮位與多年平均最大洪峰徑流遭遇。

（7）城區(qū)雨水管渠的水力計(jì)算，一般采用設(shè)計(jì)頻率暴雨量與平均高潮位0.99m遭遇，并用設(shè)計(jì)頻率暴雨量與汛期平均高潮位2.08m遭遇進(jìn)行校核。對(duì)于抽排區(qū)泵站下游管渠水力計(jì)算,采用設(shè)計(jì)頻率暴雨量與5年一遇高潮位2.32m遭遇。

2.3具體對(duì)策（1）盡量利用已有的排水設(shè)施，局部增加現(xiàn)有管渠容量。對(duì)于成片現(xiàn)狀地勢低洼區(qū)（主要集中在舊村），由于集體改造代價(jià)太高，而且也不現(xiàn)實(shí)，建議近期設(shè)臨時(shí)泵站，同時(shí)對(duì)合流管渠進(jìn)行截流改造。遠(yuǎn)期在舊村改造的同時(shí)，逐步提高現(xiàn)狀地面標(biāo)高，重新設(shè)置分流排水管渠。

（2）盡快完善管道建設(shè)，堅(jiān)持排水管道與設(shè)施建設(shè)和交通道路建設(shè)同步進(jìn)行。加強(qiáng)排水管理，健全管理機(jī)構(gòu)，做好水土保持工作，及時(shí)進(jìn)行管渠、河道清淤，保證雨水排放系統(tǒng)的暢通。

（3）城區(qū)雨水系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)將城市排水、防澇、防潮統(tǒng)一考慮，鑒于南山區(qū)特殊地理位置，建議將以后規(guī)劃填海區(qū)的雨水管(渠)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升為重現(xiàn)期1.5年，低洼區(qū)提升為重現(xiàn)期3年。

（4）全區(qū)雨水系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)劃要有系統(tǒng)性、綜合性和超前性。規(guī)劃市政配套設(shè)施用地時(shí)應(yīng)考慮擴(kuò)建、改建的可能，適當(dāng)留有余地，避免出現(xiàn)類似目前鄭寶坑渠排水泵站選址困難的情況。

（5）考慮海床由于年年淤積，海底不斷上升，而且受海潮頂托的影響，對(duì)填海區(qū)做好地面豎向規(guī)劃，并盡可能地抬高雨水入海口標(biāo)高。

3結(jié)論由于沿海城市有其地理的特殊性，其雨