城市排水(雨水)及防涝工程专项规划设计要点分析
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【摘要】：以广州市荔湾区广钢新城为例，探讨了城市连片改造重建区域排水（雨水）防涝专项规划设计要点，提出了从竖向规划、内涝风险评估、水力模型应用、流域洪水分析、排涝设施建设、水系调度、地表径流控制、市政雨水管网建设等方面构建城市排水防涝工程体系，保障城市排水防涝安全。
【引言】：所谓城市排水（雨水）防涝工程是通过构建排水防涝系统，科学地组织地表径流，防止在城市低洼处造成积水内涝灾害。传统的排水防涝规划重点多放在管网及其附属设施提升改造上，而忽略了其他多种要素在内涝防治中的重要性，由此导致治涝收效不佳。本文以广钢新城为例，分析多维度要素的排水防涝专项规划设计要点。
1广钢新城排水排涝现状及存在问题
作为花地生态城三大组团之一，广钢新城是2014年市委市政府全力推进的成片储备开发改造项目之一。市委市政府高度重视广钢转型及规划深化工作，并提出将广钢新城打造为：政府统筹连片改造的典范；历史文化资源保护与利用的典范；全方位、高标准配套建设高尚住区的典范。
城市排水防涝工程是一个涉及多种要素的复杂系统，包括城市空间、雨水管网、内河、下垫面、外江洪潮水位、闸门、排涝泵站等。以广钢新城为例，在充分考虑下垫面、现状管网、现状竖向等条件下，通过Digital Water Simulation 软件构建水力模型，对现状管网进行不同重现期的过流能力校核，内河涌按照20年一遇的最高控制水位进行模拟，可知各类现状主管的过流能力93%以上小于1年一遇。以出水口标高采用河涌20年一遇水位，5年一遇的暴雨强度对管网进行模拟节点溢流淹没分析，根据内涝标准指引评判，内涝等级为积水（积水深度≤20cm）。结合现状地形，以点带面，分析得到现状水浸范围。通过以上分析可知，芳村大道及鹤洞路为主要淹没地带，淹没水深均未超过0.2m，内涝标准属于积水；其中位于广州造船厂处会产生约1小时的积水。
根据分析，现状存在主要问题为（1）广钢新城大部分现状雨水管道设计重现期仅为一年一遇，设计标准偏低，暴雨时不能及时有效地排除雨水； （2）部分地块现状地面标高较低，受外江洪水顶托等因素影响，时有内涝情况发生； （3）现状东i泵站、鹤洞泵站建设年代久远，设备老化，运行存在安全隐患；（4）东i涌、西i涌淤积严重，影响排涝能力。
2广钢新城雨水、排涝规划
2.1区域雨水及防涝衔接
过往的排水防涝规划常过多考虑规划片区本身的内河、排涝设施等因素，而忽略了排涝大分区的河涌、竖向、排涝设施等因素对规划片区的影响，排水防涝工程是一个系统性工程，确保整体区域的防涝能力才能更好的保障局部地区的防涝安全，因此从更大的区域来考虑排水防涝规划衔接显得十分重要。以广钢新城为例，广钢新城位于芳村围，区域防涝主要是靠堤防抵御外江，内涝通过自排或泵排。内河涌与外江相接处均规划有水闸，大多数内河涌与外江相接处规划有排涝泵站。为保障广钢新城的防涝安全，需整体提升排涝片区芳村围的防涝能力。根据竖向规划，广钢新城内建设用地地面标高在7.1m以上。但芳村围内广钢新城外部分现状建设用地城建标高低于7.1m，为保证区域防涝安全，规划落实《广州市荔湾区防洪、排涝、排水规划》中的芳村围防涝设施，保留现状芳村围7座达标排涝泵站；重建泵站6座，分别为剑沙泵站、东沙泵站、鹤洞泵站、东i泵站、花地一队泵站和茶虮谜荆恍陆ū谜2座，分别为东裕围泵站和下市泵站。
2.2 城市雨水径流控制与资源化利用
遵循城乡统筹、统一规划、源头控制、低影响开发的原则，本次规划采用低影响开发技术（LID），主要通过设置渗透和调蓄（滞、存）设施实现从源头降低内涝风险。广钢新城具体采用以下三大类措施，①入渗地下：采用下凹式绿地、透水铺装地面、绿色屋顶等技术，庭院广场、停车场采用新型透水砖，建成生态渗透型地面；②收集回用：将屋顶、道路、庭院、广场等下垫面的雨水进行收集，经适当处理后回用于灌溉绿地、洗车、景观补水、喷洒路面等；③调控排放：在雨水排出口处设置雨水调蓄设施，截流雨水，延缓暴雨径流和面源污染。也可利用自然地形的低洼地作为汇水区域，低洼地的下部铺设碎石等形成蓄水层，种植耐水湿植物，同时形成良好景观效果。同时，根据实际情况，在源头设置低影响开发设施单元对初雨进行拦截、消纳、渗透，有条件的地块可设置雨水调蓄池对初雨进行收集处理，待污水干管内流量变小时，再将雨水池内的雨水全部转输至污水干管。
2.3 雨水管网系统规划设计
降低内涝风险，确保通畅的排水系统是关键。广钢新城属于连片改造区域，规划区内采用雨污分流。结合竖向规划，尽量采用重力自排，低洼内涝处可设置泵站强排。尽量分散就近排入受纳水体，减小管径及埋深，同时避免高位客水汇至低洼处造成内涝。充分考虑与城市防洪设施和防涝设施的衔接，确保排水通畅。考虑到广钢新城定位高端，在削减源头径流的前提下也充分给予了管网系统排水富余量，在新城路网中规划d600～5.0mx2.0m的主干管渠，就近排入收纳水体。最终，通过水力模型分析校核管网内涝风险。
2.4 防涝系统规划
防涝系统主要从竖向控制、防涝设施布局、水系调度来考虑。
竖向规划主要考虑排水及防涝要求。根据《广州市荔湾区防洪排涝排水规划》，广钢新城规划20年一遇最高控制水位为6.5m，考虑道路排水坡度要求，超高不小于0.6m，竖向规划地面标高控制不小于7.1m。鹤洞涌涌口处的20年一遇最高控制水位为7.2m，超高不小于0.6m。
规划区防洪排涝主要是依靠排涝泵站与水闸调度进行内河涌水位控制，由于大部分设施建设年代久远，建设标准不达标，需对其进行重建改造。
广钢新城属于芳村围排涝分区，广钢新城的闸泵由芳村围统一调度。调度运行方案分为汛期方案和非汛期方案。其中汛期调度运行方案主要为防洪排涝服务，通过科学合理的调度运行，采取预排+自拍+抽排的排涝方式，保证各片区河涌水位满足规划要求，保障各片区的水安全。非汛期调度运行方案主要为改善河涌水质，通过群闸联控方案，利用外江潮涨潮落，引进外江清水，替换围内脏水，并补充河涌景观水，提高水质标准，营造优美的水景观，改善水环境。
总结
城市建设导致地表径流增加进而加剧流域洪水，而流域洪水反过来对城市雨水的外排形成顶托，加剧了城市内部积水、内涝。作为一个系统工程，排水防涝规划应从产流过程、传输过程、流域洪水等因素入手。利用低影响开发措施有效降低地表径流、平缓洪峰曲线，通过设置有足够富余量的管网系统保证排水通畅，设置必要的排涝设置，同时通过充分考虑流域洪水对城市排水的影响，在有条件的情况下通过流域水系调度，降低设计洪水位，减轻因洪水位顶托而造成内涝风险。最终，通过水力模型软件进行校核，把定性分析上升到定量分析，为排水防涝规划提供数据支撑，从而更好的指导工程实施。
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