发布时间:2022-08-05 02:30:42 来源:leyu体育
近年来,许多城市都相继遭受路途积水和内涝灾祸的影响,社会各界包含业内人士都把内涝的首要原因归咎于现有城市排水体系,以为现状雨水管网制作规范低是构成城市排水问题的元凶巨恶,并由此掀起城市排水工程规划规范修订和雨水管网提标改造的前奏。
经过屡次修订和调整,雨水管网规划规范较曾经有了显着的进步。毫无疑问,规范进步在必定程度上进步了雨水管网的排水才能,但支付的价值是排水工程制作规划和出资显着添加,一起,人们最关怀的路途积水和内涝问题依然没有得到处理。
笔者以为,这种困局呈现的首要原因是排水体系不完善、超规划运用现有雨量核算办法(即暴雨强度公式法)导致排水管网制作规范与排放才能不匹配,然后严峻影响排水体系的全体排水才能。因而把当时城市排水问题彻底归咎于现有排水工程制作规范低是片面的,不客观的。
经过对城市现有雨水管网实践制作水平的剖析,结合近年来编制的城市排水防涝规划特色和施行效果,为从根本上处理城市排水问题,一起进步排水工程的出资功率,首先要充沛了解现有雨量核算办法的特色,从整个排水体系动身,联接好上下流排水管网规划规范与排水才能之间的联系;其次调整确认排水工程制作规范的关键要素,合理装备体系内排水管网的制作规范,确保排水体系的全体排放才能能满意规划规范的要求。
跟着城市人口和财富的高度集聚,城市功用的日趋完善,经济实力的进步以及对排水安全要求的进步,城市排水工程的制作规范也在逐步进步。特别是最近几年,修订排水工程规范、不断进步管网规划规范已成为应对城市排水问题的首要办法。
以《室外排水规划规范》(以下简称《规范》)为例,该《规范》进行了屡次修正或部分修订,公布的版别首要有:《室外排水规划规范》(TJ14-74),《室外排水规划规范》(GBJ14-87)以及1997年版的《室外排水规划规范》(GBJ14-87)。进入本世纪以来,又先后进行了4次修正或部分修订,公布了《室外排水规划规范》(GB50014-2006)以及2011年版、2014年版和2016年版《室外排水规划规范》(GB50014-2006)。伴跟着规划规范的屡次修订,雨水管网的规划规范也在不断进步。
在1974年版《规范》中,排水管网重现期选用规划一般为0.33-2.0年;在1987年版《规范》中,重现期的下限值和上限值较上版均有所进步,重现期选用规划为0.5-3年;2006版《规范》根本保持1987版规则的规划重现期,即重现期一般选用0.5-3年。
2011年版《规范》对排水管网的规划规范调整较大,取消了0.5年的下限值,将一般区域的重现期调整为1-3年,一起对雨水管网的降雨历时核算也给出了调整主张,提出在经济条件较好、安全性要求较高的区域排水管网的折减系数取1。
2014年版《规范》对雨水管网规划重现期再次进行了调整,中等城市和小城市规划重现期调整为2-3年,大城市为2-5年,超大城市和特大城市为3-5年,而且要求下降降雨历时核算公式中的折减系数悉数取1,这恰当于又变相进步了排水管网的规划规范。
经过对制作规范的屡次调整,现在我国城市尤其是大城市雨水管网的制作规范已非常挨近欧美城市的制作规范。
在排水工程范畴存在重部分排水管网规划、轻体系排水规划构建的现象。首要表现在雨水管网与其他排水设备之间、上游与下流之间缺少有用联接;其次城市排水工程规划的编制往往只考虑本轮规划期和规划规划的开展需求,没有从久远开展和流域和谐的视点规划制作城市的排水体系,然后影响到排水工程的体系性和全体性,在不同程度上影响到排水体系的全体排水功用。
鉴于现有排水管网无法有用处理城市的排水问题,一些学者提出在城市内部再新建一套应对内涝的排水体系,即把城市排水体系人为划分为雨水管网和内涝防治两个部分。这种把城市排水和内涝防治分而治之的做法,在施行进程中存在很大的危险和不确认性,有或许构成排水工程出资大起伏添加、而内涝问题仍旧得不到处理的为难局势。
当时,我国还没有拟定出适宜我国国情的雨量核算办法,一向运用依据苏联年代的雨量核算办法(即暴雨强度公式法)来辅导城市雨水工程的规划与制作,而且不注重对该雨量核算办法根本特征和运用规划的剖析研究。以排水体系汇水面积为例,该办法仅适用于汇水规划较小雨水管道的工程规划。因为没有更好的雨量核算办法加以代替,事实上暴雨强度公式法的运用规划现已非常广泛,几乎没有任何限制。不论是汇水面积为1hm2的小区,仍是高达数平方公里的雨水体系都在选用相同的雨量核算办法,非常不当。
超规划运用暴雨强度公式法现已给我国城市现有排水体系构成很大的晦气影响。按此办法构建的排水体系,上游雨水支管排放才能很强,而下流雨水干管排水才能相对缺少,其间最具代表性的便是“大管接小管”现象。关于一些斜度较小且汇水面积较大的排水体系,运用暴雨强度公式法核算下流干管规划流量时,雨水管规划流量不是随汇水面积的添加而添加,反而是随汇水面积的添加而减小,其核算结果是上游雨水管段规划流量大于下流雨水管段规划流量,若按核算规划流量直接选取雨水管管径,就会呈现上游雨水管管径大于下流雨水管管径的状况。毫无疑问,这些管段将成为整个排水体系的瓶颈的状况,管段地点区域在汛期极易产生路途积水或内涝。笔者经过剖析研究多个城市内涝点与排水体系的联系,也进一步证明了这一定论。
现在在确认排水工程制作规范时存在舍本求末的现象。规范选取忽视了排水体系的天然特色,如汇水面积、设备规划、影响程度等要素,却把排水设备地点区域的用地性质、建(构)筑物重要程度、路途等级等外部要素作为选取规划重现期的重要条件。在很多版别《室外排水规划规范》中,只要1974年版《规范》在确认排水设备规划重现期时考虑了汇水面积这一要素,其他版别规范都没有把“汇水面积”作为选取重现期巨细的重要条件。依照现有规划规划规范的规则,不管是汇水面积1hm2的雨水支管,仍是汇水面积高达几百公顷的雨水主干管,选取的规划规范或许是相同的,乃至或许呈现汇水面积小的雨水管却选取了较高规划规范的现象。
依照现有雨量核算办法,雨水管对应的暴雨强度与其服务的汇水面积呈反比联系,即汇水面积越小,雨水管对应的暴雨强度越大;反之汇水面积越大,雨水管对应的暴雨强度越小。加上现有规范在选取雨水管网规划规范时又疏忽了汇水面积这一关键要素,构成体系上下流雨水管网排水才能相差悬殊,详细表现在上游雨水支管管径遍及偏大,排水才能很强,管网制作的高投入;而下流雨水干管管径偏小,排水才能严峻缺少,成为限制整个排水体系的薄弱环节和瓶颈。
规划规范选定关于排水工程规划制作起着非常重要的效果,它决议着城市排水体系的安全,影响到排水工程的制作规划与出资。在确认新建雨水管网规划规范时,不但要满意相关规范要求,更要考虑现状排水管网的实践制作水平;不只技术上可行,在经济上也有必要合理。
长期以来,我国很少考虑规划规范调整对排水工程出资的影响。一些学者常常拿发达国家城市的排水规划规范和我国进行比照,以着重进步我国城市排水工程制作规范的必要性。但令人担忧的是,他们很少考虑我国的详细国情、降雨特征和当地政府的经济承受才能。以伦敦、巴黎和北京为例,尽管这3个城市年降雨量比较挨近,但城市间的气候条件差异却很大,降雨特色也显着不同。伦敦和巴黎归于温带海洋性气候,城市年内降雨较为均匀,暴雨很少,即便选用较高的规划规范也不会显着添加排水工程的规划。而北京归于温带季风性气候,年内降雨量极不均衡,85%的降雨会集在汛期6-9月份,假如北京采纳和上述两个城市相同的规划规范,排水工程的制作规划和出资将远远高于这些城市。一旦我国一切城市都参照国外城市的规划规范,将构成雨水管网和其他排水设备在年内大部分时刻处于搁置和低效状况,并给城市开展带来沉重的财政负担。
经过对近年来编制的城市排水防涝规划进行剖析,也验证出规划规范调整对工程出资的影响非常大。以北方某城市为例,依据对建成区现状雨水管(D400~D3000)进行统计剖析,小于和等于D1000的雨水管占到雨水管道总长度的73%,大于D1000雨水管道占27%,其间管径大于D1500的雨水干管只占8%。
当运用修订后的暴雨强度公式、选用规范确认的规划重现期核算规划建成区雨水管网时,排水管管径构成与现状比较产生了显着的改动。在规划新建的雨水管中(不包含恰当数量的箱涵),管径小于和等于D1000的雨水管占比仅为11.8%,管径大于D1000的雨水管则占到88.2%,其间管径大于D1500管道占比上升到38%(图1~图3)。
由此可见,全体进步排水体系规划规范将使得包含雨水支管、干管以及其他排水设备规划的遍及添加。和现状管比较,规划雨水管管径均匀添加了3~4个尺度单位(每个尺度单位为100mm),经开始测算,规划管网单位长度造价比现状管网添加约67%。因为城市雨水管网和排水设备量大面广,添加的出资规划非常可观,假如扩展到全国层面,添加的出资额度或许是万亿元量级的。
但是,与添加巨额出资构成鲜明比照的是,按新的规划规范制作的城市排水体系其排水才能却没有得到显着的进步。尤其是关于汇水规划较大的排水体系,上下流雨水管排水才能相差依然很大,“大管接小管”现象还或许呈现,在遭受长历时降雨时下流雨水干管地点区域依然面对较高的内涝危险。
现在我国还缺少比较明晰的城市内涝界说和谨慎的城市内涝防治规范。在2011年版《规范》中初次提出了反映排水体系扫除地上积水才能的规划重现期,规则重现期一般选用3-5年,重要干道、重要区域或短时刻积水即能引起严峻后果的区域应选用5-10年,特别重要区域可选用50年或以上。而在2014年版《规范》中,则把反映扫除地上积水才能的规划重现期改为内涝防治规范,一起含糊了内涝规范的适用规划,把防涝规划由部分要点区域扩展到整个城市,即不论是体系上游仍是下流、一般区域仍是要点区域悉数履行同一个内涝设防规范。要求中小城市规划重现期要到达20-30年,大城市到达30-50年,超大城市和特大城市到达50-100年。因为内涝防治规范与传统雨水管网规划规范相差很大且两者之间缺少关联性,加上规范没有提出满意内涝防治要求的制作性办法和施行途径,导致规划者在详细拟定内涝防治对策时莫衷一是,不知道该采纳什么手法才能使整个城市到达如此高的内涝设防规范。
为进步排水工程出资效益,进步排水体系全体排水才能,需求拟定与城市排水要求相适应、并能体系辅导排水工程制作的规范。若继续运用现有雨量核算办法,在确认排水体系内雨水管网制作规范时,应把能表现排水体系天然特征的汇水面积作为确认规划重现期凹凸的首要要素。为此,排水体系内上下流规划重现期不是固定不变的,应随汇水面积的添加呈有序添加的态势。关于汇水面积很大的排水体系,上下流雨水管网规划重现期改动起伏也会很大,或许由1年或不到1年继续进步到5年、10年、20年乃至更高,终究与河湖水系等受纳水体的设防规范相联接。
为合理确认排水体系上下流雨水管道的规划规范,需求剖析研究汇水面积改动对雨水管暴雨强度即排水才能的影响,并结合排水体系地势特色、体系形状、主干管安置办法等要素,找到拟定排水体系雨水管网规划重现期与汇水面积的对应联系。
为防止超规划运用暴雨强度公式法给排水体系构成的晦气影响,需求界定该办法的适用规划(降雨历时或汇水面积)。当规划重现期确认后,为使核算雨量相对合理,选取的管径在能满意规划规范前提下,又不构成工程出资的严峻糟蹋,就需求依据排水体系的实践状况,界定出暴雨强度公式法的合理运用规划。以汇水面积目标为例,为满意上述要求,雨水管道汇水面积就不能太大,不然会呈现雨水管道排水才能不能满意规划规范的状况,乃至呈现“大管接小管”现象。一起雨水管汇水面积又不能太小,不然会呈现雨水管排水才能过强、管径太大,构成工程出资糟蹋。当汇水面积超出暴雨强度公式法界定规划时,就需求经过采纳增减相应管道规划重现期、优化调全体系汇水面积等办法使管道排水才能与规划规范尽或许相匹配。
城市排水体系规范并不是越高越好,高规范意味着制作和维护本钱高,构成不必要的糟蹋。规划规范选取需求在排水安全、工程出资、运营维护之间寻觅一个适宜的平衡点。应在契合经济合理,安全适用的条件下,合理确认排水体系中不同设备的规划规范。若排水设备规范装备合理、应对办法妥当,有限的出资就能够很好处理城市排水问题。
结合排水体系特色,并结合汇水面积与暴雨强度之间的相互联系,为保证排水体系的全体排水才能,防止不必要的出资糟蹋,主张对排水体系规划规范进行恰当的调整。
(1) 下降上游雨水支管的规划重现期。现在规范确认的规划重现期关于排水体系中的雨水支管来说显着偏高,导致管道排水才能过强和工程出资的糟蹋。从经济合理和排水安全视点考虑,主张把雨水支管的规划重现期下降到1年,对排水条件比较好的区域可降到0.5年。因为雨水支管数量在排水体系中占有很高的份额,规范下降能够节约很多的工程出资。
(2) 合理挑选中游排水设备的规划规范。跟着排水体系汇水面积的添加,有序进步中游排水设备的规划重现期,发挥其在排水体系承上启下的效果,使排水管道的排水才能真实满意实践的排水需求。
(3) 大幅进步下流排水干管和其他排水设备的规划规范。进步下流排水设备规范可缓解现有雨量核算办法对体系排水才能构成的晦气影响,能显着进步整个排水体系的排水才能,有利于从根本上处理城市面对的排水问题。加上下流排水干管长度在整个排水体系中所占份额很小,规划规范的进步对整个排水体系的工程量和出资规划影响相对较小。
关于现状建成区,要防止对既有排水管网进行大规划的提标扩建。应依据现状排水体系存在问题及其成因,拟定相应的体系改进办法,改造的要点应放在排水体系的薄弱环节、重要节点和下流排水设备方面。关于汇水面积过大的排水体系,可经过扩建或新建排水主干管、调整排水分区、减缩排水体系汇水面积等分流办法,减轻原有雨水干管的排水压力。经过对这些部分排水设备进行提标改造,并辅佐增设强排和雨水调蓄设备等办法,能够用较少的资金、在较短的时刻内进步既有排水体系的排水才能。
关于规划建成区,除合理装备好上下流雨水管网规划规范外,排水工程制作要充沛考虑体系性要求。因为城市排水工程制作是一个绵长的进程,工程量大、出资高、制作周期长,为构建完善的城市排水体系,除要联接好排水体系内不同环节、不同排水设备、管道与河道、内河与外河之间的联系外,还有必要妥善处理好排水现状、近期制作、远期规划以及前景开展的联系,合理安排好制作时序,以保持排水工程的连续性和体系性。
水是不行紧缩的,其形状能够恣意改动,但体积却是稳定的。为保证城市排水安全,要和谐好城市规划制作与排水工程制作的联系,应结合规划用地布局,水系散布、绿地体系、场所竖向等要素划定排水分区,合理安排雨水管网和排放通道;一起加强对河道、湖泊、湿地、沟塘等受纳水体的维护和使用,在城市内部为雨水预留满意的排放和调蓄空间。
雨量核算办法和规划规划理念是否科学合理,不只影响到城市排水安全,也影响到排水工程的制作规划和出资效益。应赶快拟定出适宜我国国情的雨量核算办法,以科学辅导城市排水工程的规划、规划与制作。
充沛了解现有雨量核算办法的特色与局限性,界定出该办法的合理运用规划,防止超规划运用对城市排水体系构成晦气影响。
全面进步排水体系规划规范并不能彻底处理城市面对的排水问题,反而会大起伏添加排水工程的出资规划。应结合排水体系的根本特征和现有雨水核算办法的特色,合理装备排水体系不同设备的制作规范,经过降标与提标相结合,使排水体系全体排放才能真实能满意规划规范要求。
稳重挑选现状建成区雨水管网的改造办法,应依据现状排水体系的实践状况、存在问题及其成因,拟定出针对性的改造计划和对策。