辛 燕 云

(孝義城鄉(xiāng)規(guī)劃管理局，山西 孝義 032300)

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孝義市城市綜合防澇能力的分析評(píng)估研究

辛 燕 云

(孝義城鄉(xiāng)規(guī)劃管理局，山西 孝義 032300)

通過(guò)研究孝義市城市大排水系統(tǒng)的構(gòu)成及評(píng)價(jià)體系，建立了評(píng)估城市綜合防澇能力的方法體系，進(jìn)而對(duì)孝義市城區(qū)進(jìn)行了內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，達(dá)到了維護(hù)城市防澇安全的目的，使內(nèi)澇造成的損失降低到最低程度。

城鎮(zhèn)規(guī)劃，排水系統(tǒng)，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，雨水

1 孝義市內(nèi)澇的原由分析

1.1 研究區(qū)域簡(jiǎn)介

孝義市為我國(guó)北方的一座平原城市，現(xiàn)狀城市建成區(qū)面積為26 km2，總體規(guī)劃確定到2030年城市要達(dá)到40 km2，近年來(lái)由于該市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，所以城市建設(shè)發(fā)展迅速，由于地塊用地性質(zhì)的改變，使得城市下墊面改變劇烈，導(dǎo)致城市受到內(nèi)澇的威脅逐年增加。

城市整體上西北高東南低，通過(guò)構(gòu)建城市DTM，城市地形基本分為三個(gè)等級(jí)：西部至孝汾大道地勢(shì)標(biāo)高在850 m～800 m之間，中部孝汾大道至迎賓路地勢(shì)標(biāo)高在800 m～760 m之間，東部最低地勢(shì)標(biāo)高在760 m～720 m之間，所以孝義市整體匯水由西向東，城市道路豎向基本沿順城市地勢(shì)分布設(shè)置，低洼區(qū)基本分布于城市東側(cè)， 每年受內(nèi)澇威脅防汛壓力大。

1.2 孝義市城區(qū)下墊面分析

1)使用ArcGIS對(duì)城市規(guī)劃用地性質(zhì)圖每個(gè)地塊進(jìn)行歸類(lèi)分析，根據(jù)其不同的用地性質(zhì)，分析規(guī)劃各地塊的徑流系數(shù)。

2)由于現(xiàn)狀城市的地形圖年代較久，而城市建設(shè)近年來(lái)處于快速的發(fā)展階段，所以出現(xiàn)地形圖落后于城市建設(shè)的情況。為了分析城市現(xiàn)狀的下墊面確切情況，在依據(jù)現(xiàn)有的地形圖的基礎(chǔ)上，參照谷歌地形，通過(guò)詳細(xì)對(duì)比分析城市建成區(qū)的地形地貌及谷歌地形圖，按照水體、草地、樹(shù)林、裸土、道路、廣場(chǎng)、屋頂和鋪裝等分類(lèi)進(jìn)行下墊面解析。

3)通過(guò)對(duì)比分析現(xiàn)狀與規(guī)劃用地性質(zhì)構(gòu)成的徑流系數(shù)，可以看出城市規(guī)劃對(duì)現(xiàn)狀地面性質(zhì)的改變是比較大的，所以對(duì)城市的排澇可能會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

1.3 孝義市內(nèi)澇的原因分析

現(xiàn)狀孝義市城市雨水系統(tǒng)存在的具體問(wèn)題為：雨水排放系統(tǒng)能力不足，排放系統(tǒng)構(gòu)成不合理，雨水調(diào)蓄設(shè)施缺乏等。

1)雨水排放系統(tǒng)能力不足。

主要的原因在于孝義市排水防澇設(shè)施大都維持在較低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)為1年一遇。按GB 50014—2006室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范2014版要求，孝義市屬中等城市類(lèi)，其中心城區(qū)管網(wǎng)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)一般地區(qū)應(yīng)達(dá)2年～3年，比較之下現(xiàn)狀建成區(qū)達(dá)標(biāo)率僅為12.68%。所以在2年～3年一遇降雨發(fā)生時(shí)，城區(qū)管網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行，造成城區(qū)局部地區(qū)積水。

2)雨水調(diào)蓄設(shè)施缺乏。

缺少調(diào)蓄容量是造成孝義市內(nèi)澇的另一原因。從孝義市現(xiàn)狀及規(guī)劃兩個(gè)城市布局來(lái)看，公園綠地大多位于城市下游，甚至位于河道，如最大的勝溪湖森林公園位于孝河；而城市上游和中部地區(qū)缺乏有效的綠地調(diào)蓄空間，由于調(diào)蓄設(shè)施的缺乏，使得地面產(chǎn)流在沒(méi)有滯蓄的情況下，以很短的時(shí)間進(jìn)入排水系統(tǒng)，給排水系統(tǒng)造成很大的壓力。同時(shí)在初期雨水治理和雨水綜合利用方面，由于綠地等調(diào)蓄設(shè)施分布的不合理，也給孝義環(huán)境保護(hù)和水資源綜合利用帶來(lái)很多不便。

3)現(xiàn)狀排水系統(tǒng)存在不合理的因素，如老城區(qū)現(xiàn)狀具有眾多的合流制管道，合流制排水沉淀率很高從而導(dǎo)致管道淤積，有效排水?dāng)嗝嬷鹉隃p少。同時(shí)多年未改造地區(qū)雨水管網(wǎng)多存在管材落后、標(biāo)高不順、坡降比不夠等現(xiàn)象。

合流制改造困難重重。受城中村建筑密集、違章搭建嚴(yán)重、通道狹窄等客觀因素的影響，給雨污分流改造帶來(lái)極大難度。城中村的污水收集、內(nèi)澇治理日益成為城市排水的一個(gè)頑疾。

4)徑流系數(shù)偏高。

孝義市近年來(lái)城市化進(jìn)程很快，高強(qiáng)度的城市化建設(shè)導(dǎo)致城市下墊面硬質(zhì)化嚴(yán)重，尤其是城市西部和北部建設(shè)更加迅猛，特別是在城中村內(nèi)，由于房屋搭建非常密集，綠地很少且分布不均以及缺乏應(yīng)有的開(kāi)敞空間，所以在城中村綜合徑流系數(shù)通常都高達(dá)0.8以上。

2 孝義市內(nèi)澇評(píng)估模型構(gòu)建

2.1 下墊面構(gòu)建

1)規(guī)劃下墊面構(gòu)建：

采用ArcGIS對(duì)城市規(guī)劃用地性質(zhì)圖每個(gè)地塊進(jìn)行歸類(lèi)分析，分析城市規(guī)劃各地塊的徑流系數(shù)，作為規(guī)劃與現(xiàn)狀徑流系數(shù)對(duì)比的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2)現(xiàn)狀下墊面構(gòu)建：

由于部分城市建設(shè)速度很快，所以總規(guī)中的用地性質(zhì)現(xiàn)狀圖，多數(shù)情況下難以反映出城市建設(shè)的真實(shí)情況，而利用谷歌地圖可以較為準(zhǔn)確的確定城市近期的建設(shè)情況，以及對(duì)下墊面的改變程度。所以在分析現(xiàn)狀城市下墊面狀況時(shí)，采用谷歌地圖與用地性質(zhì)現(xiàn)狀圖相結(jié)合的方法來(lái)分析城市現(xiàn)狀建設(shè)情況。

2.2 排水分區(qū)構(gòu)建

為了便于規(guī)劃分析，按照排水系統(tǒng)自身的獨(dú)立性及與下游的關(guān)系，以及城市的行政區(qū)劃，把城市按排水系統(tǒng)分為6個(gè)區(qū)域，詳見(jiàn)圖1。

2.3 內(nèi)澇評(píng)估模型構(gòu)建

為科學(xué)判斷暴雨內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)程度，把握積水原因和識(shí)別排水防澇系統(tǒng)瓶頸，并為規(guī)劃應(yīng)對(duì)措施、城市重點(diǎn)建設(shè)改造提供有力的支撐，本文采用專(zhuān)業(yè)分析軟件InfoWorks ICM進(jìn)行城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如圖2所示。

3 孝義市城市排水防澇分析評(píng)估

3.1 城市排水系統(tǒng)的評(píng)估

基于城市規(guī)劃下墊面信息及現(xiàn)狀排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)，采用暴雨管理模型SWMM(Storm Water Management Model)軟件，構(gòu)建現(xiàn)狀城市排水系統(tǒng)評(píng)估模型(見(jiàn)圖3)，通過(guò)加載3年一遇的降雨，分析城市排水系統(tǒng)的排水能力。

通過(guò)對(duì)孝義市現(xiàn)狀排水系統(tǒng)能力評(píng)估(如表1～表3所示)，城區(qū)85%以上的管道不能滿(mǎn)足3年一遇排水的要求，通過(guò)分析既有管道原重現(xiàn)期低的原因，也有由于城市建設(shè)帶來(lái)下墊面改變，導(dǎo)致匯流面積增大，進(jìn)入管道內(nèi)的流量增加的原因。

表1 1年一遇重現(xiàn)期不達(dá)標(biāo)管道統(tǒng)計(jì)

表2 2年一遇重現(xiàn)期不達(dá)標(biāo)管道統(tǒng)計(jì)

表3 3年一遇重現(xiàn)期不達(dá)標(biāo)管道統(tǒng)計(jì)

3.2 城市排澇系統(tǒng)的評(píng)估

1)易澇點(diǎn)識(shí)別。

利用城市規(guī)劃用地性質(zhì)等條件構(gòu)建城市防澇系統(tǒng)評(píng)估InfoWorks模型(見(jiàn)圖4)，通過(guò)加載20年一遇的降雨，分析城市易澇點(diǎn)的分布及積水深度與持續(xù)時(shí)間。

2)原因分析。

1號(hào)區(qū)由于承接北部和西部城區(qū)的排水，而城市規(guī)劃對(duì)周邊區(qū)域均為建設(shè)用地，所以在這一位置出現(xiàn)內(nèi)澇積水；2號(hào)區(qū)主要存在道路豎向使得這一地段成為周邊的最低點(diǎn)，積水嚴(yán)重而且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)；3號(hào)區(qū)主要原因是由于排水坡度較緩，而匯水面積就相對(duì)較大，幾條主干路的雨水在這一地段相互頂托，造成這一區(qū)域有短時(shí)間的積水，但很快就消退了；4號(hào)區(qū)由于道路豎向較緩，使得作為排水末端的水流速度忽然下降，導(dǎo)致這一段積水嚴(yán)重。5號(hào)區(qū)主要是由于下游大量雨水排入渠道，而同時(shí)上游為了保證城市的安全，調(diào)蓄池閘門(mén)關(guān)閉，使得這一區(qū)域造成嚴(yán)重頂托，從而該處積水嚴(yán)重。

3.3 采取的應(yīng)對(duì)措施

在規(guī)劃中，針對(duì)孝義市排水防澇的具體問(wèn)題，主要采用調(diào)整排水管道規(guī)格和合理布局調(diào)蓄設(shè)施來(lái)緩解孝義市城市防澇的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)調(diào)整的規(guī)格利用模型分別進(jìn)行了模擬驗(yàn)證，結(jié)果表明可以保證孝義市在發(fā)生設(shè)計(jì)規(guī)模的降雨時(shí)，城區(qū)不發(fā)生內(nèi)澇問(wèn)題。

1)合理調(diào)整排水管道規(guī)模、豎向及增設(shè)管道，提高其排水能力，使其滿(mǎn)足3年一遇的排水要求。通過(guò)調(diào)整管道規(guī)格及豎向，使得規(guī)劃排水管道可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的排水要求。

2)合理布局調(diào)蓄設(shè)施，調(diào)蓄設(shè)施可以結(jié)合規(guī)劃綠地公園設(shè)置，設(shè)置為下凹式綠地、微地形等景觀做法，或結(jié)合廣場(chǎng)及停車(chē)場(chǎng)設(shè)置為下凹式蓄水空間，原則上不建議設(shè)置為單純的調(diào)蓄池，模型中共設(shè)置了8處調(diào)蓄設(shè)施，以緩解積水點(diǎn)內(nèi)澇問(wèn)題。

3)調(diào)整道路豎向，通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)2號(hào)點(diǎn)積水嚴(yán)重，經(jīng)核查是由于地形標(biāo)高的原因，雖經(jīng)調(diào)整該處地面標(biāo)高，內(nèi)澇有所緩解，但是城市道路豎向是相互關(guān)聯(lián)的，為了避免過(guò)度提高該處標(biāo)高，導(dǎo)致其他地段內(nèi)澇，豎向設(shè)計(jì)涉及了其所在街道整條道路的調(diào)整。

4)調(diào)整規(guī)劃用地。由于規(guī)劃對(duì)河道的防洪設(shè)防要求高于城市防澇標(biāo)準(zhǔn)，所以當(dāng)河道發(fā)生最大洪峰流量時(shí)，其兩岸的城市雨水將難以進(jìn)入河道，造成雨水在河道下游部分地段發(fā)生集聚，造成內(nèi)澇。所以規(guī)劃在這一地段結(jié)合現(xiàn)狀的綠地調(diào)整該處的用地性質(zhì)，由居住用地調(diào)整為公園綠地。

4 結(jié)語(yǔ)

城市規(guī)劃對(duì)城市內(nèi)澇防治至關(guān)重要，規(guī)劃的調(diào)整應(yīng)確保其對(duì)城市下墊面的改變?cè)诤侠淼姆秶鷥?nèi)，同時(shí)合理布局公園綠地，停車(chē)場(chǎng)、廣場(chǎng)等可作為城市調(diào)蓄空間的用地，延緩地面徑流進(jìn)入下游管道的時(shí)間，降低下游排水設(shè)計(jì)的壓力。通過(guò)孝義市防澇規(guī)劃的研究，可以看出，城市規(guī)劃作為城市建設(shè)的先行者，應(yīng)倡導(dǎo)低影響開(kāi)發(fā)(LID)設(shè)施的建設(shè)力度，同時(shí)可以在規(guī)劃指標(biāo)中加入相應(yīng)的(綠色建筑比率、小區(qū)調(diào)蓄設(shè)施的規(guī)模等)控制性指標(biāo)，以確保城市防澇安全。

[1] GB 50014—2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2014版)[S].

[2] DB 11/T969，城市雨水系統(tǒng)降雨徑流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建城[2013]98號(hào)，城市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃編制大綱[Z].

On analysis and evaluation of urbancomprehensive inner-logging prevention capacity in Xiaoyi City

Xin Yanyun

(Xiaoyi Urban and Rural Planning Administrative Bureau, Xiaoyi 032300, China)

By researching the large discharge system and evaluation system of Xiaoyi City, the paper establishes the method system of evaluating the urban comprehensive inter-logging prevention capacity, undertakes the inter-logging risk evaluation of the district, so as to achieve the maintenance of urban inner-logging safety, so as to minimize the damages caused by the inner-logging.

urban planning, discharge system, inner-logging risk evaluation, rain

1009-6825(2016)34-0246-03

2016-09-20

辛燕云(1971- )，女，工程師

TV212.53

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