1 引言

近年來， 內(nèi)澇問題多發(fā)， 給許多城市造成了生命財產(chǎn)損失。 隨著城市的建設(shè)發(fā)展，地表徑流系數(shù)、洪峰數(shù)量都在發(fā)生變化[1]。一些地區(qū)城市原有的排水管網(wǎng)已不能滿足雨水排放需求，引發(fā)城市內(nèi)澇問題的出現(xiàn)，影響了城市交通和居民生活，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 解決城市內(nèi)澇問題，必須結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，分析內(nèi)澇成因，因地制宜，提出針對性的解決方案。本文以青島市某片區(qū)為例，對內(nèi)澇形成的原因進(jìn)行了分析，提出了工程設(shè)計方案，并對存在的問題進(jìn)行了探討。

2 項(xiàng)目概況

完善前期調(diào)查資料，合理分析匯水區(qū)域及雨污合流狀況，是確定合理設(shè)計方案的前提。 對發(fā)生內(nèi)澇區(qū)域的雨水分布情況進(jìn)行全面調(diào)研，以確保設(shè)計時能根據(jù)排水量的實(shí)際情況，對排水管道和降雨量進(jìn)行合理地分析，做好排水管道的設(shè)計工作。

青島市某片區(qū)位于中心城區(qū)，片區(qū)匯水區(qū)域約21 hm2。 周邊有幼兒園、中學(xué)及多個居民小區(qū)，片區(qū)內(nèi)部路兩端高，中間低，形成地勢低點(diǎn)。 雨天在幼兒園、中學(xué)和居民小區(qū)門口出現(xiàn)積水點(diǎn)，甚至發(fā)生雨水倒灌入戶，嚴(yán)重影響居民出行和生活。兩側(cè)小區(qū)建設(shè)年代較早， 部分已進(jìn)行老舊小區(qū)及雨污水分流改造。 但片區(qū)現(xiàn)狀雨水主管網(wǎng)因維護(hù)不及時，淤堵嚴(yán)重，排水能力大大降低。

3 內(nèi)澇成因分析

3.1 片區(qū)排水分析

分析內(nèi)澇產(chǎn)生的原因需對整個片區(qū)排水系統(tǒng)進(jìn)行分析。本工程匯水范圍為路面以及道路兩側(cè)地塊內(nèi)的雨水， 匯水面積約為21 hm2。

片區(qū)西側(cè)路、南側(cè)路、東側(cè)路地面標(biāo)高均高于片區(qū)內(nèi)各地塊約2~3 m，雨水無法沿東西南三側(cè)分流。 片區(qū)內(nèi)部路一的點(diǎn)A 處為整個片區(qū)最低點(diǎn)，雨水沿個方向匯集到此，再向北穿越地塊a、居民小區(qū)b，匯入北側(cè)路現(xiàn)狀雨水渠。 點(diǎn)A 處“逢雨必淹”，嚴(yán)重影響居民生活。 匯水區(qū)域圖如圖1 所示。

圖1 匯水區(qū)域圖

片區(qū)現(xiàn)狀雨水主管網(wǎng)建于2013 年，片區(qū)內(nèi)部路一雨水管管徑DN800，地塊a 內(nèi)雨水管管徑DN800，居民小區(qū)b 內(nèi)雨水渠尺寸1 800 mm×1 800 mm。

經(jīng)現(xiàn)場勘察，片區(qū)西側(cè)路、南側(cè)路的現(xiàn)狀雨水渠渠底標(biāo)高均高于A 點(diǎn)處現(xiàn)狀雨水管底2~3 m。 因此，北側(cè)是片區(qū)雨水的唯一出路。 地塊a 正在開發(fā)建設(shè)， 為市政管線預(yù)留了3.5 m×2.5 m 的通道。 借此時機(jī)，對穿越地塊a 的管線進(jìn)行改造，對居民小區(qū)b 內(nèi)雨水渠進(jìn)行清淤，以期緩解A 點(diǎn)內(nèi)澇問題。

3.2 內(nèi)澇成因分析

城市內(nèi)澇的產(chǎn)生主要有以下幾個方面的原因： 管網(wǎng)排水能力不夠；維護(hù)不及時導(dǎo)致淤積嚴(yán)重；匯水面積增加，徑流系數(shù)增大；城市規(guī)劃引領(lǐng)不到位，缺少大排水系統(tǒng)構(gòu)建的思維；全球氣候變暖導(dǎo)致短時極端強(qiáng)降雨頻發(fā)、峰值流量加大等。

3.2.1 現(xiàn)有管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低

傳統(tǒng)的城市開發(fā)模式，只是盲目地擴(kuò)大城市面積，增加了硬化路面及屋面，導(dǎo)致硬化區(qū)域雨水下滲量銳減、加快了洪峰的到來，增大了排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)[2]。 現(xiàn)有排水管網(wǎng)大多已建成多年，隨著城市的發(fā)展，原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足排水需求，因此，在地勢低洼地區(qū)出現(xiàn)了內(nèi)澇問題。

本工程地塊a 內(nèi)原雨水管設(shè)計重現(xiàn)期不滿3 年， 且采取了降雨歷時折減系數(shù)2。近年來，片區(qū)建設(shè)發(fā)展，地面硬化面積不斷增多，綠地面積受到影響，雨水吸納能力降低，導(dǎo)致地面徑流系數(shù)不斷增加。

隨著城市人口的增長，青島已列入超大城市，本項(xiàng)目原有排水設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低， 已不能滿足現(xiàn)行GB 50014—2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[3]的要求。

3.2.2 維護(hù)管理相對滯后

原排水系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)垃圾積累，清淤不及時。 道路及其他市政管線施工改造的過程中， 也會對原有的排水管網(wǎng)產(chǎn)生破壞。 維護(hù)管理相對滯后，造成管網(wǎng)淤積堵塞或破損，影響排水能力。 本工程地塊a 及居民小區(qū)b 內(nèi)雨水管渠都存在淤積嚴(yán)重的問題。 道路現(xiàn)狀雨水口淤積嚴(yán)重，收水能力大大降低。

3.2.3 客水匯入

產(chǎn)生內(nèi)澇的區(qū)域均為地勢低點(diǎn)， 設(shè)計匯水區(qū)域內(nèi)雨水易在此匯集。 然而，周邊區(qū)域未收納的雨水也會匯集到此，進(jìn)一步加劇內(nèi)澇問題。 因此，客水的匯入無疑增大了匯水面積，從而導(dǎo)致了內(nèi)澇問題的產(chǎn)生。

以本項(xiàng)目為例，片區(qū)東西南三面地勢高，強(qiáng)降雨時，周邊道路未及時收納的雨水會沿片區(qū)內(nèi)部路匯集到A 點(diǎn)， 加劇了A 點(diǎn)的內(nèi)澇問題。

3.2.4 規(guī)劃引領(lǐng)不到位

本工程片區(qū)內(nèi)部路一規(guī)劃雨水從A 點(diǎn)分別向西、 南兩側(cè)匯集，但由于片區(qū)內(nèi)部路一南側(cè)居民小區(qū)地勢低，道路進(jìn)行改造時，并未抬高A 處標(biāo)高，雨水無法向兩側(cè)分流，造成積水。因此，規(guī)劃的引領(lǐng)不到位，也是造成內(nèi)澇的原因之一。

城市社區(qū)排水系統(tǒng)規(guī)劃缺乏整體性， 造成了地勢相對較低地區(qū)的排水困難，引發(fā)內(nèi)澇問題。 因此，相關(guān)部門在進(jìn)行排水規(guī)劃編制時，需在考慮道路建設(shè)的同時，解決排水出路。 經(jīng)評審、審批確定后的規(guī)劃應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行落實(shí)，執(zhí)行過程中及時對規(guī)劃中存在的問題進(jìn)行糾偏，確保規(guī)劃的有效性[4]。

4 內(nèi)澇防治工程設(shè)計方案探討

由于各地區(qū)實(shí)際情況存在差異， 內(nèi)澇防治工程設(shè)計需要解決的問題不同。 設(shè)計中應(yīng)因地制宜，“一事一議”，制訂合理有效的設(shè)計方案。

4.1 源頭減排

內(nèi)澇的防治首先要增強(qiáng)雨洪控制利用的意識， 實(shí)現(xiàn)從源頭減排。

4.1.1 基于海綿城市理念的改造

對周邊老舊小區(qū)及道路改造時融入海綿城市理念， 利用透水鋪裝、雨水花園、調(diào)蓄模塊等措施減少徑流量，延緩洪峰時間。 建議增加周邊地塊改造時的海綿指標(biāo)要求，降低排澇壓力的同時，踐行低影響開發(fā)（LID）理念，加強(qiáng)雨水綜合利用，通過海綿城市的建設(shè)從源頭上緩解片區(qū)內(nèi)澇問題。

根據(jù)《青島市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃》（2016—2030 年），該片區(qū)位于青島市海綿城市建設(shè)排水分區(qū)10， 年徑流總量控制率為72%， 對應(yīng)的設(shè)計降雨量為24.9 mm，SS 削減率為51%，內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)按50 年一遇考慮。 目前該片區(qū)的年徑流總量控制率僅為56.2%，距離海綿控制指標(biāo)有很大的差距，在進(jìn)行片區(qū)改造時， 可采用下凹式綠地和透水鋪裝以及調(diào)蓄結(jié)合的措施實(shí)現(xiàn)海綿控制指標(biāo)。

4.1.2 各片區(qū)協(xié)調(diào)，減少客水匯入

內(nèi)澇防治不是一個片區(qū)的問題，需各片區(qū)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，在進(jìn)行片區(qū)改造時充分考慮排水問題，增加雨水收集能力，減少客水匯入，避免增加內(nèi)澇風(fēng)險。

本工程周邊片區(qū)目前年徑流總量控制率也不滿足海綿城市控制標(biāo)準(zhǔn)， 在降雨量較大時， 雨水管網(wǎng)不能及時將雨水排出， 造成雨水匯入到本片區(qū)， 進(jìn)一步加劇了本片區(qū)的內(nèi)澇問題。 本工程設(shè)計時考慮客水匯入，將匯水面積提升至25 hm2，增大設(shè)計管網(wǎng)排水能力， 并建議對周邊片區(qū)提出老舊小區(qū)及道路改造時增加收水能力的要求。

4.2 提升管網(wǎng)排水能力

青島市區(qū)暴雨強(qiáng)度公式：

式中，i 為暴雨強(qiáng)度，mm/min；P 為設(shè)計暴雨重現(xiàn)期，a；t 為降雨歷時，min。

4.2.1 提高設(shè)計重現(xiàn)期

根據(jù)GB 50014—2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，該片區(qū)位于超大城市中心城區(qū)重要地區(qū)，設(shè)計重現(xiàn)期取5~10 年，取消降雨歷時折減系數(shù)。 鑒于該片區(qū)已出現(xiàn)多個積水點(diǎn)，本設(shè)計取10 年。 提高設(shè)計重現(xiàn)期，以提高設(shè)計管網(wǎng)排水能力。

4.2.2 提升管網(wǎng)排水能力

原管網(wǎng)排水能力不夠是造成內(nèi)澇的主要原因， 提升管網(wǎng)排水能力是內(nèi)澇區(qū)域改造的關(guān)鍵所在。

本工程片區(qū)北側(cè)是排水的唯一出路， 對穿越地塊a 的管線進(jìn)行改造。在地塊開發(fā)預(yù)留的市政管線通道內(nèi)，敷設(shè)1800mm×1 500 mm 雨水暗渠代替原DN800 雨水管， 大大增加排水能力。 為防止暗渠在地塊a 內(nèi)發(fā)生倒灌，設(shè)計采用混凝土現(xiàn)澆一體渠，在拐彎處設(shè)計檢查井筒。 雨水暗渠較原設(shè)計雨水管大大增加了過流面積，起到了緩沖作用，可大大緩解積水問題。

本設(shè)計對原有雨水口進(jìn)行改造， 在片區(qū)內(nèi)部路主要積水點(diǎn)最低處增設(shè)六箅和十箅偏溝式雨水口，用以收集路面雨水，增大收水能力，減少路面積水。

4.2.3 雨水分流

在現(xiàn)有排水管網(wǎng)無法改造， 或改造后仍無法達(dá)到設(shè)計排水能力時，可考慮其他排水出路，進(jìn)行雨水分流。

本工程設(shè)計雨水渠能滿足設(shè)計排水需求，但保險起見，設(shè)計沿地塊a 東側(cè)新增一條DN1 000 雨水管，進(jìn)行雨水分流，增加排水能力。設(shè)計雨水管接自片區(qū)內(nèi)部路一，初級中學(xué)西南角處，沿地塊a 紅線向北，再向西，與設(shè)計1 800 mm×1 500 mm雨水渠共同接入居民小區(qū)b 內(nèi)現(xiàn)狀雨水渠。 雙出路的排水設(shè)計能大大緩解片區(qū)積水問題。

4.2.4 下游清淤

排水工程改造是系統(tǒng)工程， 僅對本段管線進(jìn)行改造不能徹底解決內(nèi)澇問題。 本工程下游居民小區(qū)b 內(nèi)現(xiàn)狀1 800 mm×1 800 mm 雨水渠淤積嚴(yán)重， 對下游250 m 雨水渠進(jìn)行清淤，清淤量約165 m3，保證排水順暢。 對沿途雨水檢查井進(jìn)行維護(hù)加固，安排專人定期進(jìn)行管渠清淤，保證管網(wǎng)的正常運(yùn)行。

4.2.5 設(shè)計中的其他問題

本工程穿越正在開發(fā)的地塊， 為避免地塊建設(shè)影響市政管網(wǎng)的運(yùn)行，設(shè)計了臨時管工程，正式管投入使用后，廢除臨時管。

工程設(shè)計終點(diǎn)為居民小區(qū)b 內(nèi)現(xiàn)狀管網(wǎng)， 施工時需論證對小區(qū)內(nèi)現(xiàn)有建筑物的影響，采取鋼板樁加固等保護(hù)措施。 屬危重大工程的分項(xiàng)需經(jīng)專家論證后實(shí)施。

經(jīng)勘探，本工程地下水位埋深1.0~2.3 m，施工過程要有合理的降水方案。 根據(jù)巖土勘測報告，設(shè)計管渠位于淤泥質(zhì)黏土層，地基承載力約90 kPa，需對管底下80 cm 進(jìn)行石渣換填；管底基礎(chǔ)以上采用風(fēng)化砂回填。 管道回填的技術(shù)要求及回填土壓實(shí)度應(yīng)滿足GB 50268—2008《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定。

施工前應(yīng)對開挖范圍內(nèi)現(xiàn)狀苗木進(jìn)行假植， 施工完成后按原點(diǎn)位恢復(fù)種植。

對施工可能影響到的現(xiàn)狀燃?xì)夤芫€和通信管線進(jìn)行遷改，對開挖基坑可能影響到的現(xiàn)狀給水管線進(jìn)行保護(hù)。

4.3 加強(qiáng)維護(hù)

管網(wǎng)建設(shè)的好壞關(guān)系到整個系統(tǒng)的排水能力， 而管網(wǎng)的維護(hù)管理更影響雨水的及時排出。 做好排水管渠的優(yōu)化設(shè)計，采用可靠耐久的鋼筋混凝土管材。 重視排水系統(tǒng)的管理維護(hù)，及時進(jìn)行管渠清淤，保障排水能力。

5 結(jié)語