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7 8 防洪排水 城 市道桥 与 防洪 2 0 1 5 年 4 月第 4 期 宁波市中心城排水( 雨水) 防涝体系相关标准分析 叶晓 东， 冯 国光 ( 宁波 市规 划设计 研究 院 ， 浙江 宁波 3 1 5 0 4 0) 摘要 ： 城市 内涝 防治是 系统性 工程 ， 明确相关标 准是 内涝 防治工程 推进 的基础 。 系统地对 宁波 r 中心 城雨水排放 进行 了系统的 梳理， 明确了流域排涝标准 、 雨水管渠设计重现期和城镇内涝防治设计重现期 ， 提出了各系统的边界条件、 城市低洼地段确定标 准和综合径 流系统控制 目标 。 关 键词 ： 排水 ； 内涝防治 ； 标准 ； 宁波市 中心城 中图分 类号 ： T U 9 9 2 ． 0 3 文献 标志 码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 9 — 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 4 — 0 0 7 8 — 0 4 O 前言 近年来 ，国内多个城市发生 了不 同程度 的 内 涝灾害， 城市积水严重 ， 对城市运行和人民群众生 产生活造 成了很 大的影 响。宁波市 中心城 同样遭 受 了较大 的冲击 ， 2 0 1 2年 “ 海葵 ”台风和 2 0 1 3年 “ 菲特” 台风带来 的强 降雨造成城 区 内河 、 三 江水 位持续居 高不下 ， 中心城 区出现 了大面积 、 长时间 的积水 。尤其是 2 0 1 3年“ 菲特 ” 台风带来 的强 降 雨 ， 导致城 区交通瘫痪 ， 大量居 民住 宅进水 ， 造 成 了巨大 的经济损失 。 为有效解决 当前影 响较 大的严重 积水 内涝问 题 ，避免因暴雨 内涝造 成人员伤亡 和重大财产损 失， 国务院办公厅下发了《 关于做好城市排水防涝 设施建设工作的通知 》 ( 国办发 [ 2 0 1 3 ] 2 3号 ) ， 《 通 知》对城市排水防涝设 施的规划建设 提 出了明确 的要求 ： 力争用 5 a时间完成排水管网的雨污分流 改造 ， 用 1 0 a 左 右的时间 ， 建成较为完善 的城市排 水防涝T程体系。 城市 内涝 防治是一 项系统工程 ，且涉及部 门 较多 ， 需要对 宁波 市 中心城排水 ( 雨水 ) 防涝 体系 进行系统梳理 ， 明确标准 ， 并统筹各项建设 。 1 中心城 雨水排 放[1 刊 从降雨 到径 流产 生再最终排入东海 ，宁波 中 心城雨水排放涉及三个系统 ， 分别 为城市排水 ( 雨 水 ) 系统 、 城市排涝系统和城 市防洪系统。 城市排水 ( 雨水 ) 系统属于建筑科学下 的市政 工程分支领域 ， 主要是将雨水收集后 排至河道 ； 城 市排涝 系统 和城市 防洪系统 ，属于水利科学研究 收稿 日期 ： 2 0 1 5 - O l 一 1 2 作者 简介 ： 叶晓东 ( 1 9 7 7 一 ) ， 男 ， 浙江 =- 门人 ， 高 级工 程师 ， 从事 市政 工程设计工作 。 领域， 排涝主要是将城市的涝水尽快排 ， 防洪则 是将 江河洪水抵挡在城市之外 。 1 ． 1 城市排水( 雨水 ) 系统 城市排水( 雨水 ) 系统一 般针对小 【 x ： 域范 围的 短历 时强 降雨 ( 2 mi n 、 5 ra i n 、 ⋯ 1 8 0 mi n等 ) ， 主要 研究对象是城市雨水 管网布局 等内容 ， 口的是将 地面雨水快速排至受纳水体 ，不 地面产生 长时 间积水 。宁波 中心城排水( 雨水 ) 有重力流排放和 泵站强排两类排放模式 。 重力 流排放 ( 直排 ) ： 是指 结合 中心城河 网密 布 的特点 ， 雨水通过管 道先就近排入 内河 ， 再通过 内河排人三江或排海 。中心城绝大部分 域采用 此类模 式。直排雨水管道长度一般几百米 ， 服务周 边几公顷用地 ， 形成独立的排水( 雨水 ) 系统 。直排 区域 由成千上万个小 系统组 成。 泵 站强排 ( 强排 ) ： 部分沿 江 区域和 F穿道路 采用强排方式 。部分沿江 区域主要 由于河网稀疏 ， 雨水 难 以通 过重力 流直接排江 或受外 汀水位 、 潮 位影 响直接排放 困难 ，管道收集后通过泵站提升 后排 江 ， 主要位于是 江 口核心区 ； 下穿道路 由于 路 面标 高较低 ， 难 以通过 重力流 卣排 人河 ， 采用 泵 站提升后排入 内河。 1 ． 2 城市排涝 系统 城 市排涝 系统 主要 为河道 、 水 闸 、 排涝泵站等 排水 ( 雨水 )系统之外 的排 除城市涝水 的水 利_T 程 ， 主要 针对长历时降雨 ( 1 d雨量 、 3 t l 雨量等 ) 。 在降雨导 致内河水位超过警戒水位后 ，打开沿江 闸门排 水或外江高潮位 、 高水位时启动泵站排水 ， 降低 内河水位 ， 容纳雨水排入 。另一方面 ， 在 台风 或强降雨来临前， 通过降低内河水位以增加内河调 蓄能力 ， 提升城市调蓄空间 ， 提高城市排涝能力。 1 ． 3 城市防洪系统 城市防洪针对的是江河流域 范围内( 大 区域 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 4 月第 4期 城 市道桥 与防洪 防洪排水 7 9 的长历 时降雨 ， 重点是流域 的洪水进入城市后 ， 快 速泄至 区外。在 宁波城 区， 泄洪的主要通道为奉化 江 、 姚江和 甬江 ， 均属于 甬江流域 ， 除市区外 ， 还 承 接奉化 、 余姚来水 ， 最终通过 甬江汇入东海 。 2 相关 规范解 读 与排水( 雨水 )防涝体 系相关 的规范主要 为 《 防洪设计规范 ， 2 0 1 2 } ( 以下简称 《 防洪规范》 ) 和 《 室外排水设计规范( G B 5 0 0 1 4 ～ 2 0 0 6 ， 2 0 1 4版) 》 ( 以 下简称《 排水规范， 2 0 1 4 版》 ) 。 2 ． 1 《 防洪规范》 相关标准 《 防洪规范》按防洪工程的等别划分等级， 再 根据不 同的防洪工程设计 等别选择不 同的设计标 准。防洪工程等别根据防洪保护对象社会经济地 位 的重要程度和人 口数量划分为 四等 ， 见表 1 。 表 1 城 市防洪 工程等别 城市 防洪 分等指 标 工程等别 防洪保护对象的重要程度防洪保护区人 口( 万人 ) ( 注 ： 防洪保 护 区人 口指城 市防洪_ Y - 程保 护 区。 ) 根据城 市防洪 工程 等别 、 灾害类型 ， 城市 防洪 工程设计标准见表 2 。 涝水设计标准所指的暴 雨重 现期针对的是长历时降雨( 1 d雨量 、 3 d雨量等 ) 。 表 2 城 市防洪 工程设计标 准 注 ： 根 据 受灾后 的影 响、 造 成的 经济损 失 、 抢 险难 易程度 及资金 筹 措奈 件等 因素合 理确 定 ； 洪水 、 山洪 的设 计标 准指 洪水 、 山洪 的重 现期 ； 涝水 的设计 标 准指相 应 暴 雨的 重现 期 ； 海潮 的设 计标 准 指 高潮位 的重现期 。 2 ． 2 《 排水规范 ， 2 0 1 4版》 相关标准 《 排水规范 ， 2 0 1 4版》 适用于新建 、 扩建和改 建的城镇 、 工 业区 、 居住 区的永久性室外排水工程 设计 。 城 市排水设计 中标 准高低之分 主要体 现在设 计暴雨强度公式中暴雨重现期( P ) 的大小， 针对短 历 时暴雨 ( 2 mi n、 5 rai n 、 ⋯1 8 0 m i n等 ) 。暴 雨重现 期根据 汇水 地区性质 、 城镇 类型 、 地形特点 和气候 特征等因素 ， 经技术经济 比较后进行取值 ， 见表 3 。 表 3 雨水 管渠设计 重现期标 准 注 ： 按 表 中所 列重现期 设计暴 雨强度公 式时 ， 均采用年 最 大值 法 ； 特大城市指市区人口在 5 0 0万以上的城市； 大城市指市区人 口在 1 0 0万 ～5 0 0万的城 市 ；中等城 市和 小城 市指 市 区人 口在 1 0 0万 以下的城市 。 《 排水规范， 2 0 1 4版》新增并明确了内涝防治 系统 的概念 ：用于防止和应对城镇 内涝 的工程性 设施 和非工程性 措施 以一定方 式组合成 的总体 ， 包括雨水 收集 、 输送 、 调蓄 、 行泄 、 处理 和利用 的天 然和人工设施 以及管理措施等 ， 见表 4 。 表 4 内涝防治设计 重现期 标准 3 系统边界条件分析 3 ． 1必 要性 分 析 由于城市在雨水排放过 程 中分属不 同部 门管 理 ， 建设主体也不同， 前端为城市排水( 雨水 ) 系 统 ， 属城建部 门建设管理 ， 而后端排涝系统和 防洪 系统为水利部门管理 。 在直排区域 ，由于管道 排水的最终受纳水体 为河道 ， 两者具有很强的关联性。但是管道设计流 量计算中暴雨强度公式的选样方法与城市排涝暴 雨公式 的选样 方法有所不 同 ，两者设计暴雨历 时 也有显著差别 ， 两者无法统一 ， 建立定量关系也非 常困难 ， 唯一 的办法是建立包含两 系统 的模 型 ， 去 验证 不同情景 下的系统运行 情况 。但 由于各种原 因 ， 现阶段较为 困难 。 在 宁波 中心城 ，除三江 口核心 区及其他零 星 区域采用强排外 ，其余区域均采用直排人河再排 江的模式。在城市建设过程 中 ， 确 实存在着水 利部 门主导的排涝 系统 和城建部 门主导的排水 ( 雨水 ) 系统边界条件不清 、 建设 目标不 明确 的问题 ， 确定 两者 的边界条件非常重要。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 0 防洪排水 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年4月第 4 期 3 ． 2 边界条件的确定 内河 是城市排水的核心 ，也是管理权属 的分 界点 。对 于各 系统 ，一方 面内河水位对城市排水 ( 雨水 ) 系统排放 能力影响较 大 ； 另一方 面城市排 涝 系 统建设 最 重要 的 目标 就是 控制 城 市 内河水 位 。因此 ， 需要确定合理的水位作为系统建设的边 界 。 综合各 系统建设现状 、 规划 、 城市竖 向等各方 面因素， 建议 以城市设 防标 准的控制水位 ， 即涝水 位 为边界条件 。水利部 门应加快各流域 防洪排涝 规划确定 的骨干河道 、 排涝泵站等工程的建设 ， 达 到设 防标 准 ；城建部 门应按涝水位作 为城市排水 ( 雨水 ) 系统规划 、 建设 的不利条件 ， 同时考 虑作 为 城市低洼地段界定标准的基础。 4 宁波市 中心城排水( 雨水 ) 防涝体 系相关 标 准分 析 4 ． 1 流域排涝标 准 结 合 宁波城市 的社会经 济地 位和城 市规模 ， 参考城市总体规划和甬江流域防洪治涝规划 ， 中 心城排涝标准为 2 0 a一遇 ， 2 4 h暴雨 2 4 h排 出。 中心城 区外 山体 环绕 ，大量 山区洪水通过城 市内河进入城 市 内部 ， 传统 的“ 排涝 ” 概念在 宁波 并不适用 ，需要遵循 内涝 防治和 山洪 防治一体化 策略， 山洪防洪标准为 5 0 a 一遇。 “ 排蓄结合 ” 理念是城市 内涝治理 的重要指 导 思想之一 ，城市需要建设调蓄工程体 系来 提升排 涝 能力 ，调 蓄lT程体 系建设 主要通过有效控 制水 面率 和结合 城市大型广场 、公 园绿地建设 多功能 调蓄设施两方 面进行 。 4 ． 2 各 系统边界条件 建议 近期 以 2 0 a一遇涝水位作为城市排涝和 城市排水 的边界条件 ， 中心城三江片 、 镇 海片和北 仑西 片区 2 0 a一遇涝水位 约为 2 ． 4 4～2 ． 5 2 ，北仑 中片区约为 2 ． 3～2 ． 6 。在未来条件成熟 时 ， 建立系 统模型 ， 去验证不同情景下系统的运行情况 。 4 ． 3 城镇排水 系统 ( 1 ) 内涝防治设计重现期 结 合宁波市 中心城规模 ，城镇 内涝防治设计 重现期标 准为 5 0 a ， 同雨水管渠设计重现期 ， 也是 针对短历时暴雨 。 ( 2 ) 现状排水 系统排水能力评估 对城 市 现状 典 型 直排 区域 和强 排 区域应 用 I n f o w o r k s I C M模 型进行 了模拟 。 直排区域 ： 对现状按 1 a 一遇设计的雨水管 网 进行 了不 同水位状况的模拟 ，模 拟表明现状典型 区域在遭遇大重现期暴雨时地 势较 低 区域会 出现 大片积水 ， 但 由于存在 一定 的水头差 ， 积水能较快 消除 ， 不会造成很大 的影响 ； 在 内河到 2 0 a 一遇涝 水位( 2 ． 4 7 m) 时， 低于水位区域 由于河水通过雨水 管道倒灌而全面积水 。现状调研也发现 ， 台风期问 竖 向高于内河水位 的区域运转基本正常 。 强排 区域 ：现状 按一年一遇设 计的雨水管 网 在遭遇大重现期暴雨时会出现 大面积积水 ，现状 雨水排放系统需要改造提升排放 能力 ，尤其是部 分老小 区和待改造区域 ；三江高水 位对直排入江 区域( 泵 站未建 ) 排水能力影响较大 ， 如江东 区域 ， “ 菲特 ” 台风期 间外江水 位上升后 ， 排水能力 急剧 下降， 积水程度明显加剧。 ( 3 ) 雨水管渠暴雨重现期取值 结合宁波市 中心城规模及现状 、规划典型区 域城市排 水 ( 雨水 ) 系统的模拟情 况 ， 新建 和改建 排水系统暴雨重现期取值 见表 5 。 表 5 雨水 管渠设计 重现期取 值表 注 ： 城 市 重 要 地 区 主 要 包 括 城 市 总 体 规 划 确 定 的 城 市 主 中心 、 城 币 副 中心 、 城 市快速 路 、 城 市应急通 道和城 市重要 交通 、 市政基础 设 施 。 直排区域雨水管网设计按上述标准采用推理 公式法计算雨水设计流量 ；汇水面积较小 的强排 区域 ， 在按推理公式法计算 后 ， 结合周边地形地貌 采用数学模型法进行校核；汇水面积超过 2 k m 的强排 区域 ，宜考虑降雨在时空分布 的不均匀性 和管 网汇流过程 ，采用数学模型法计算雨水设计 流量。 ( 4 ) 规划典型 区域( 直排区 ) 模拟校核 以姚 江新 区某 区域 的雨 水 管 网模 拟 校 核表 明 ： 按 P = 3设计雨水管 网， 用 I n ．w o r k s I C M模型对 不 同的竖 向条件和不 同的水位进行 了模拟 ，模拟 表 明道路竖 向高程控制 在 3 ． 0 m时 ，遭 遇 5 0 a 一 遇暴雨 ， 部分雨水检查井会 出现 冒水 ， 但 冒水 时间 较短 ， 积水漫流路面后 ， 远未达到表 3的内涝 防治 期 内的积水标准 ， 且积水会快速消退 。 4 ． 4 低影响开发 低影 响开发 ( 又称低 冲击开发 ， L I D) 理念其基 本原理是 在开发建设活动 中 ，尽最 大可能减少对 自然生态系统的冲击和破坏 。 低 影响开发建设可 以实现对雨水 径流量和径 流污染的有效控制 ，建议在 宁波 中心城推广的措 施包括屋顶绿化 、 低势绿地 ( 下凹式绿地 ) 、 植被浅 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 4 月第 4期 城 市道桥 与 防洪 防洪排水 8 1 沟( 绿化沟渠 ) 等 ， 主要针对新建 、 改建区域 。 建 议以综合径 流系数作 为低影 响开发 的控 制 要 素 ，通过调研城市现状各类用地综合径 流系数 和采用相关 措施 ( 屋顶 绿化 、 低势绿地 、 透水路 面 等 ) 后 的变化情况 ， 确定城市 主要 三大类 用地的综 合 径流系控制 目标为 ： 居住用地不大于 0 ． 4 5 ； 公 共 设施用地不大于 0 ． 5 5 ； 工业用地不大于 0 ． 6 5 。 4 ． 5 城市竖向控制建议 结合新建典 型区域模 拟和城市强排 区域模 型 模 拟情况 ， 依据安 全性和合理性 原则 ， 建议 中心城 竖向按 以下要求控制 。 ( 1 ) 直排 区 新建城市道路竖 向控制在 3 ． 2 m以上 ， 新建地 块竖向控制在 3 ． 4 m以上， 城市改造道路结合两侧 建筑竖 向综合考虑确定 ；城市重要基础设施 如应 急通道、 水厂、 变电站等应结合各 自的防护要求提 高竖 向标高 ， 或通过洪水影 响评价确定 。 ( 2) 强排 区 新建城市道路竖 向控制在 3 ． 0 m左 右 ， 新建地 块 竖向控制在 3 ． 2 m左右 ， 周边区域 高于该值时与 周 边竖 向相 同； 城市重要基础设施如应急通道 、 水 厂、变电站等应结合各 自的防护要求提高竖向标 高，并通过 I n f o w o r k s I C M模型模拟校核遭遇超标 准降雨时的积水情况。 4 ． 6 城市低洼地段确定标准 由于直排 区和强排区的积水成因各不相 同， 其低洼积水地段的确定方法和标准也有所不 同。直排 区长时间积水 的成 因是地块竖 向较低 ， 河 水倒灌 ，短时积水原 因是地块雨水 系统建设不完 善或标准偏低 。强排 区积水 主要 是 由于城市排水 管 网系统不完善而导致 高地势 区域雨水 向低洼地 段漫流， 同时排水( 雨水) 系统内水位较高而地势较 低处雨水检查井会大量 冒水而积水 。 综上所述 ，结合模型模拟情况和城市现状竖 向情况 ，中心城直排 区以各区规划工况 2 0 a 一遇 涝水 位 ( 城 市设 防水位 ) 高程 加上适 当超高 ( 1 0～ 1 5 c m) 即 2 ． 6 m左右为标准 ， 北仑中片区从南到北 涝水位有一定差距 ， 以 2 ． 4—2 ． 6 m左右 为标准 ， 分 片 区调研确定 。强排区需结合现状雨水管 网建模 ， 按 内涝防治设计重现期 5 0 a 及表 3的要求确定。 5 结语 内涝 防治工作是系统工程 ，宁波市 中心城排 水 ( 雨水 ) 防涝 系统建设 包 括排水 ( 雨 水 ) 系统 建 设 、 排 涝系统建设 、 调蓄工 程建设 、 低 影 响开 发建 设 、竖 向控制 系统 和低洼地段改造 等方方面面 内 容 ，各项标准的明确是城市内涝防治工作推进的 基 础 。 但 面向未来 ， 城市规模不 断扩张 ， 特大暴 雨发 生频率越来越 高 ，单纯 的工程措施并 不是一种可 持续 的解决城市 内涝 问题 的手段 ，城 市 内涝防治 需要在系统规划 、 统筹建设 、 转变理念等方面做好 工作 ， 建立城市 内涝 防治规划体系 ， 统筹城市更新 与低洼地段改造、城市绿地与多功能调蓄等各项 建设 ， 推进低影响开发建设 ， 使城市开发建设与内 涝 防治相协调 。 参考文献 【 1 ] 香港特别行政区渠务署 ． 防洪策略[ E B ／ O L ] ． h t t p ： ／ ／ w w w ． d s d ． g o v ． h k ／ TC ／ Ho me ／ i n d e x ． h t ml ， 2 01 2 ． [ 2 】 车伍， 张燕， 李俊奇， 等． 城市雨洪多功能调蓄技术[ J I _ 给水排水， 2 0 0 5 ， 3 1 ( 9 ) ： 3 0 - 3 4 ． 【 3 ] U n i v e r s i t y o f A r k a n s a s C o mm u n i t y D e s i g n C e n t e r ． L o w i m p a c t d e v e lo p me n t ：a d e s i g n m a mu a l f o r u r b an a r e a 8[ E B ／ O L ] ． h t t p ： ／ ／ ua c d c ． u a r k． e d u． 2 01 0 ． 甬台温复线瓯江 口跨海南大桥开工 甬台温高速复线瓯江 口跨海南大桥在灵昆岛正式开工 。大桥是 甬台温高速复线灵 昆 一阁巷段的控制 性工程 ， 预计工期 4 8 个月。 建成后沿高速向北至瓯江口、 乐清， 向南至龙湾国际机场， 洞头、 瓯江口居民今 后 可从灵 昆互通上高速直达机场 ，全程可以缩短 6 ～ 7 k m， 时间从原来 的半个多小时缩短到十多分钟 。 根据规划 ， 未来进入瓯江的船舶主要从瓯江北 口大桥通航孔过。通航孔等级为 3 0 0 t 级 ， 主要是蓝 田 港 区杂货船 。 瓯江 口跨 海南大桥全长约 3 k m， 桥宽 3 3 ． 5 m， 双 向 6车道 ， 行车速度 1 0 0 k m ／ h 。项 目起 于灵昆岛 ， 设 灵 昆互通 ， 与地方道路环岛南路相接 ， 与 s 1 、 S 2轨道交通相融合 ， 再接 7 7省道与大小门岛港 区 、 洞头旅游 风景区相连 。 建成后 ， 将大小 门岛港 区、 洞头旅游区 、 瓯飞围垦工程 、 温州机场 、 轨道交通有机地融合 ， 构筑 以深水港为核心 ， 以高速公路 、 铁路 、 航空为依托 ， 国省道 、 农村道路为配套的立体型 、 现代化交通体系 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m