城市防洪排水系統設計最佳化思路研究論文
城市防洪排水系統設計最佳化思路研究論文
1引言
中山市屬於南方城市，江河眾多，降水豐沛，內澇頻發，公眾叫苦連天。有資料顯示，自1956年來中山市發生過50餘次氣象澇災。發生內澇既有客觀上的氣象和地理因素影響，也與當前城市“重地上輕地下、重建設輕管理”的建設模式有關聯。改變傳統的以“排”為主的治理模式，轉變為“滲、滯、蓄、用、排”的方向，借鑑學習國內外成功經驗，因地制宜地推廣現代雨水利用與管理技術，推行雨汙分流改造工程勢在必行。
2中山市頻繁發生內澇的人為因素
2.1多條內河涌被覆蓋增加內澇
在城市建設大舉擴張中，填滿覆蓋河涌、破壞河道水系等行為，致使排澇系統對降雨的調蓄能力下降。同時大量新建的柏油路、水泥路面等硬質鋪裝，由於滲透性差，令雨水不能快速滲透，加劇城市內澇。
2.2城市排水系統標準偏低，建設存在短期性和臨時性
我國以前的城市建設在城市排水系統設計上多是按1年一遇的標準來規劃設計，尤其是城市排水系統的規劃與道路、水系、綠地、城市豎向等系統專業規劃的銜接不夠，導致傳統排水規劃的綜合性、前瞻性不強。
2.3重建設輕管理導致排水設施排汙排洪能力下降
在過去30多年的城市建設中，對排水防澇設施的改造與維護欠賬多，系統不完善，管養不到位。一些排水設施建成時間較長，老舊、地面沉降、管理不善等導致一些管渠出現開裂、錯位、淤塞等問題，一旦出現強降水，雨水排洩不暢，就容易出現積水，加上擅自變更規劃、改變原排水系統所擔負的服務範圍等因素，導致排水系統不堪負荷。
3城市排水系統改造建議
3.1推廣雨汙分流排水工程
雨汙分流作為一種排水體制，是指將汙水和雨水分開，各用一條管道輸送，進行後續處理或排放的排汙方式。以前受經濟水平限制，沒有根據水的來源在城市基礎設施建設方面對排水管道進行分設，採用雨水和汙水合用一條排水管道的排水系統。隨著經濟發展和環境意識增強，尤其是水資源日益珍貴，為了更好地利用各種水資源，實施雨汙分流顯得十分必要。
雨汙分流後，汙染輕的雨水直接排人城市內河再經過自然沉澱，既能供給噴灑道路的城市市政用水，也可以作為天然的景觀用水，然後這些雨水經過緩衝淨化流人河流，還能提高地表水的使用效益;而排人汙水管網後的汙水經過汙水處理廠處理又實現了回用和再生，既讓城市水環境明顯改善，而且降低了汙水處理成本。
3.2提高城市排水設計標準
國家最近提出了海綿城市建設的理念，對於深受內澇之苦的中山市來說是機遇。有專家建議，可以借鑑國內外成功經驗，開展防排澇綜合規劃，加大排水系統改造力度，落實“海綿”型城市建設方針。在排水設計方面，要遵循地理、水文和氣象等自然規律，儲存和利用雨水資源，變單純排水為疏導澇水。例如在對易澇區道路交叉口、橋涵引橋等的`排水改造中，建議按3-5年一遇的標準改造;對隧道、地下停車場和下沉廣場等，建議按照不低於30年一遇的防澇標準進行設防佈置，避免因暴雨積水引發隧道吃人等較嚴重後果;在新建、擴建、改建的專案中應增加雨水利用工程，加大對城市雨水徑流的源頭控制，發揮城市綠地、道路、水系等對雨水吸納、蓄滲和調節的作用，從而緩解城市內澇。
3.2.1屋頂綠化雨水利用系統
屋頂綠化系統可提高雨水水質並使屋面徑流係數減小到0.3，有效地削減雨水徑流量。作為改善城市環境的新生態技術，也可作為雨水集蓄利用和滲透的預處理措施，該技術在德國和歐洲城市已廣泛應用。屋頂綠化技術關鍵的科學選擇植物和種植土壤，確保不發生滲漏。上層土壤應選擇孔隙率高、密度小、耐沖刷、且適宜植物生長的天然或人工材料。
3.2.2屋面雨水集蓄利用系統
屋面雨水集蓄利用系統分為建築群集中式系統和單體建築物分散式系統，是利用屋頂做集雨面，在公共、工業和家庭等方面用於衝廁、冷卻迴圈、澆灌、洗衣等中水系統所需的非飲用水。該系統由雨水的彙集區、截汙裝置、輸水管系、儲存、淨化和配水等部分組成;根據需要，可能還會設計貯水池溢流管與滲透設施相連線，使部分雨水在超過儲存容量時發生溢流滲透。屋面雨水集蓄利用系統不但可以讓飲用水節約，還會使城市排水和處理系統的負荷減輕，使汙染物排放量減少，讓生態環境得到改善。
3.2.3園區雨水集蓄利用系統
在公園、新建居民小區以及環境條件較好的類似城市園區，工程技術人員透過設計，將區內路面、綠地、屋面的徑流雨水收集起來加以利用，達到減少水澇、最佳化小區水系統、削減城市非點源汙染物排放量和暴雨徑流量，進而改善環境的效果。因為這種系統涉及面寬，比較巨大，需要處理好綠地與道路高程、室內外雨水收集排放系統、初期雨水截汙、淨化等相關環節間的關係。
4結束語
現代城市防洪排水工程涉及多學科，在選擇排水系統方案時，要根據現場的給水排水系統、水資源環境、水文地質、氣候及降雨、雨水水質、園林道路、水景、建築、地下構築物、地形地貌、高程和總體規劃等各種條件，充分考慮各種滲透設施和收集利用的適用條件及優缺點，透過技術經濟分析、水力計算、水量平衡來確定科學方案，突出系統化觀點，協調好各專業的關係，兼顧經濟效益和社會效益。