市政排水系统设计应对暴雨积水的措施研究.pdf

175工程设计工程技术研究 第 8 卷 总第 140 期 2023 年 6 月摘要：随着城市化进程的加快，市政排水系统面临的压力越来越大，暴雨天气下排水系统出现的积水问题也越来越严重，严重影响城市的正常生产和生活秩序。为此，需深入研究市政排水系统设计应对暴雨积水的措施。基于此，文章深入分析了市政排水系统应对暴雨积水中存在的问题，并提出了针对性的市政排水系统暴雨积水应对措施，对我国市政排水系统建设和管理水平的提升具有一定的作用。关键词：市政排水系统；暴雨积水；雨水管网；污水管网Abstract:With the acceleration of urbanization,the municipal drainage system is facing more and more pressure,and the problem of water accumulation in the drainage system under rainstorm weather is becoming more and more serious,which seriously affects the normal production and life order of the city.Therefore,it is necessary to study the measures for municipal drainage system design to deal with rainstorm water accumulation.Based on this,this paper deeply analyzes the problems existing in the municipal drainage system to deal with the rainstorm water accumulation,and puts forward corresponding measures for the municipal drainage system to deal with the rainstorm water accumulation,which plays a certain role in improving the construction and management level of the municipal drainage system in China.Key Words:municipal drainage system;rainstorm water accumulation;rainwater pipe network;sewage pipe network分类号：TU992市政排水系统设计应对暴雨积水的措施研究朱 攀黄石市市政园林设计研究院，湖北 黄石 435000Research on Measures for Municipal Drainage System Design to Deal with Rainstorm Water AccumulationZHU PanHuangshi Municipal Landscape Design and Research Institute,Huangshi 435000,Hubei,China057.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.12.1 市政排水系统概述市政排水系统包括雨水管网、污水管网、泵站、水处理设施等组成部分，其主要功能是将城市的雨水和污水排放到指定处理设施。市政排水系统建设和管理对保障城市正常的生产生活秩序具有重要意义1。市政排水系统建设主要包括排水系统规划、设计和建设三个方面。其中，排水系统规划是基于城市发展规划和市政工程的总体规划，在城市范围内制订合理的排水系统规划。设计阶段则需要综合考虑城市规划、地形地貌、排水区域的降雨情况等因素，制订合理的排水系统设计方案。建设阶段是按照设计方案建设排水系统的过程，包括材料采购、设备安装、施工管理等环节。2 研究暴雨积水应对措施的必要性城市内涝问题是城市排水系统建设和管理亟须解决的重要问题之一。近年来，随着城市化进程的加速和气候变化的影响，城市内涝现象频发，给城市的交通、居民的生活及城市环境和公共安全带来了极大的威胁，甚至造成了严重的人员伤亡和财产损失。以2019 年 7 月至 8 月间全国发生的暴雨天气为例，两个月内，至少 26 个省份出现了内涝和洪涝灾害，受灾人数超过 5 000 万人，直接经济损失超过 150 亿元。据不完全统计，2019 年全国因城市内涝事故造成的经济损失超过 400 亿元，严重影响城市的稳定和健康发展。因此，研究市政排水系统设计暴雨积水的应对措施，加强城市排水系统建设与管理的科学性和规范性，减少内涝事故的发生，具有重要的现实意义。只有加作者简介：朱攀，女，本科，工程师，研究方向为市政给排水设计。176工程设计 2023 年 第 12 期 总第 140 期 工程技术研究强内涝防治，提高城市排水系统的应对能力和可靠性，才能更好地保障城市的稳定和健康发展。某城市暴雨后内涝情况如图 1 所示。图 1 某城市暴雨后内涝情况3 市政排水系统设计应对暴雨积水存在的问题3.1 市政排水系统建设滞后随着城市化进程的加快，城市的建设规模不断扩大，人口数量持续增加，但市政排水系统的建设却未能跟上城市发展的步伐，导致市政排水系统的承载能力不足。此外，部分城市老旧小区的排水设施已过时，存在管道老化、堵塞等问题，给排水系统的承载能力带来了较大影响。一旦遭遇暴雨等极端天气，就可能发生城市内涝等问题。3.2 市政排水系统设计不合格我国地域辽阔、地形复杂多变，在开展排水系统设计时，需充分考虑降水量、地形地貌、城市规划等，各方面因素，以确保系统及时、有效地排除积水2。若设计不合理，可能导致排水系统的承载能力不足，引发城市内涝，进而造成交通瘫痪、房屋受损、城市设施被损毁等问题。在城市内涝中，市政排水系统设计不合格问题十分突出，主要表现在三个方面。（1）设计标准过低。在城市建设中，排水系统设计标准的制定需综合考虑当地的降水情况、地形地貌和城市规划等多种因素。部分地方排水系统设计标准制定过低，无法应对突发的暴雨天气。例如，一些城市的排水管道直径过小，导致排水能力不足，一旦遭遇强降雨，极易出现积水、内涝。（2）设计不合理。部分城市的排水系统设计不合理，存在管道连接不畅、排水设施位置不当等问题，如排水管道转弯处过多、管道截面缩小、排水口及雨水箅子等设施位置不当，导致排水系统无法及时排除雨水。此外，一些城市的排水系统规划不合理，未充分考虑城市建设的实际情况，导致排水系统的承载能力不足。（3）设计不科学。城市、地区不同，气候、降雨量等水文特征不同，排水系统设计应因地制宜，充分考虑当地的气候和水文特征，以确保排水系统的正常运行。此外，不同地区的地质条件差异较大，会对排水系统的设计和运行产生不同的影响。因此，在排水系统设计中，应充分考虑水文特征、地质条件等因素，但一些城市在排水系统设计中考虑不周，缺乏科学性，导致排水系统无法适应当地的气候和环境变化。3.3 市政排水系统完工后维护体系不健全（1）缺乏有效的管理机制。我国城市规模大，尤其是特大、大中型城市排水管网庞大，需建立有效的管理机制，对其进行维护和管理，保障排水系统的正常运转。但是，部分城市的排水系统完工后，管理机制缺失或不健全，存在责任不清、定期检修和维护工作不足、信息共享机制缺失等问题，导致排水设施的维护和管理工作效率低下，从而增加了城市内涝风险。例如，排水管道出现堵塞或漏水，需交通、城管、环保、水务等多个部门联合解决，但因各部门之间职责不明确，相互推诿，难以及时解决排水问题。（2）维护人员技术水平不高。排水系统的维护和管理具有一定技术性，复杂的排水系统需专业的工程技术人员进行维护和管理。然而，一些城市缺乏相关技术人才，排水系统的维护和管理通常交给非专业人员实施。因其缺乏相关技术知识和经验，难以胜任复杂的排水系统维护工作，导致排水系统的运行效率降低，出现问题的概率增加。（3）维护经费不足。排水系统的维护和管理需大量经费支持，用于设备更新、维护和管理人员培训等方面。部分城市的排水系统维护经费不足，导致排水设施的维护和管理工作难以开展，进一步增加了城市内涝风险。3.4 市政排水系统对暴雨积水的应急机制不健全从各大城市近年来发生的内涝问题看，我国部分城市在应对暴雨积水方面缺乏足够的经验和技术支持，不具备应急处理能力，甚至尚未建立完备的应急预案。在排水设施失效或瘫痪的情况下，应急处理的效率和水平较低，往往无法及时有效地缓解排水系统的压力，进一步加剧城市内涝问题的发生和严重程度3。177工程设计工程技术研究 第 8 卷 总第 140 期 2023 年 6 月4 市政排水系统设计应对暴雨积水的具体措施4.1 建立多元化的排水设施城市不同区域的地形、土壤类型和建筑密度等因素各不相同，在排水系统设计中，应根据实际情况布置不同类型的排水设施，提高排水系统的运行效率，缓解暴雨天气下的排水压力。例如，在城市绿化带或公园内布置雨水花园，不仅可以提升绿化覆盖率，还可以收集雨水；在住宅小区或街道布置雨水收集池，集中处理雨水，减轻排水系统的压力；在城市地下室或地下通道附近布置雨水渗透井，将雨水渗透到地下水层，从而减轻地表的积水压力。4.2 采用智能化技术当前，世界物联网、人工智能等技术快速发展，如数字排水系统平台、健康监测系统及模拟仿真技术等，可以将以上技术应用到排水系统中，实现排水系统的实时监控和调控，提高排水系统应对暴雨的能力4。尤其是在地势低洼等易积水路段，运用效果十分明显。例如，应用对排水系统进行实时监控和数据分析，可以提高排水系统的管理效率和运行质量，降低排水系统的运营成本。通过智能化调度系统自动调整排水系统的运行模式，可以提高排水效率，避免排水系统过载和崩溃。可见，采用智能化技术是解决暴雨积水问题的重要手段。数字排水平台在排水管网监测中的应用如图 2 所示。管网数据导入确定监测方案监测设备布置监测数据分析动态模拟结构分析资产管理在线监测预警预报应急调度事故分析日常维护汇水区划分参数识别模型初步构建排水管网监测指导验证图 2 数字排水平台在排水管网监测中的应用4.3 加强排水系统设施维护排水设施一般位于地下或户外，长期暴露在外，易受气候和环境的影响，会随着使用时间的增长而逐渐老化，影响排水效率。因此，市政管理部门需制订设施维护计划，建立设施维护档案，定期检查和维护排水设施，并及时清理、维修和更换老化设备，保证排水系统运行状态良好。4.4 建立应急响应机制在暴雨等极端天气条件下，排水系统极易超负荷运行，从而导致积水和洪水等问题，给市民出行带来不便。若对整个排水系统进行改造，则需耗费大量资金及资源，从经济上考虑，非最佳选择。建立应急响应机制，采取预警、应急调度等手段，及时监测和响应暴雨天气，可以优化排水系统的运行，降低排水系统的负荷和风险，进而最大程度上保证排水系统的正常运行和城市居民的生命财产安全。此外，还需加强与气象部门的联动，根据气象预报信息及时布防，启动应急机制，控制暴雨积水。4.5 建立有效的沟通和协调机制为提高排水系统的应对能力和效率，需加强市政排水系统与相关部门、社区的沟通和协调，使排水系统的设计更科学，并提高排水系统的应对能力和效率，更好地保障城市居民的出行和生活5。一是加强与气象部门的沟通和协调，及时了解天气状况并采取应对措施；二是加强与城市规划部门沟通和协调，以便根据城市规划情况和地质条件合理设计排水系统；三是加强与社区居民的沟通和协调，以便了解当地的实际情况，及时解决排水问题。5 结束语随着城市化进程的不断推进，城市排水问题日益凸显，严重影响城市的可持续发展。市政排水系统设计应对暴雨积水的措施研究已成为城市建设和管理的重要课题。基于此，文章立足工作实践，从市政排水系统设计的角度出发，探讨了当前市政排水系统设计应对暴雨积水中存在的问题，并系统阐述了市政排水系统暴雨积水的应对措施，对今后我国城市基础设施建设和管理具有一定的参考价值。参考文献1 温智理.海绵城市理念下城市排水设计研究J.城市建筑空间,2022,29(8):213-215.2 宋培忠,吴雪.市政排水系统设计中应对暴雨积水的措施分析J.工程技术研究,2022,7(15):179-181.3 赵哲.基于雨水排放能力评估的黑龙江省某城市排水规划系统研究D.哈尔滨:哈尔滨工业大学,2021.4 王浩正,刘智晓,刘龙志,等.流域治理视角下构建弹性城市排水系统实时控制策略J.中国给水排水,2020,36(14):66-75.5 吴慧英,江凯兵,李天兵,等.基于SWMM 的市政排水管道泥沙淤积对溢流积水影响的模拟分析J.给水排水,2019,55(11):135-139.