超标雨水径流排放设施升级改造关键施工技术研究

超标雨水径流排放设施升级改造关键施工技术研究

景磊 文哲 陈胜 李建津 张皓

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司 陕西西安 710000

摘要：雨水径流污染受城市内部环境影响较大，非点源污染是雨水径流污染的主要原因。由于其空间分布广、随机性强、污染途径多、组成复杂、水质不稳定等特点，对早期雨水处理工作具有一定的影响。雨水前期污染物含量高，在长时间的作用下冲刷雨水径流的表面，可以降低污染物的含量。结合西安市小寨区域目前的生态环境和经济发展状况，开展海绵城市建设具有重要意义。

关键词：雨水系统；低影响开发；雨水管道；调蓄设施；

目前，为了进一步提高环境生态水平，西安市小寨区域海绵城市建设逐渐受到人们的关注，海绵城市理念在诸多领域中的得到推广和应用。从整体来看，城市工业化生产、生活水平的提高，导致雨水径流污染的条件越来越多，这给初期雨水治理工作提出更高的要求。

一、海绵城市中的三大雨水系统

小寨海绵城市建设过程中要统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统几个方面的工作。其中,低影响开发雨水系统通过渗透、储存、调节、输送、截污、净化等措施对雨水进行处理，有效控制径流总量、峰值及造成的污染问题；城市雨水管渠系统就是传统的城市雨水排水系统，能够与前者共同进行径流雨水的收集、输送、排放；超标雨水径流排放系统主要是用来应对雨水管渠系统不能处理的雨水径流，超标雨水径流排放系统是雨水管渠系统的补充救援系统，通过各种自然或人工途径共同进行构建。这几个系统都不是孤立存在，更不存在鲜明的界限，它们之间相互依存、相互补充，是建设海绵城市的重要基础。

二、低影响开发雨水系统

1.做好城市总体规划。明确重点开发城市区域，保护好敏感区域城市范围，合理控制城市地表形态。城市各个区域的水文地质条件都存在差异，在进行开发设计时要分轻重缓急，对重点区域进行科学、合理的控制；对于城市的生态敏感区，要禁止建设或限制建设，实现低影响开发雨水系统与城市雨水管渠系统的整体衔接，对城市土地面积要有合理认知，了解相应区域的土地特性、径流特征。

2.对水系实施专项规划。明确水系保护范围，做好城市绿地的系统规划，关注各类排水防涝措施的落实。根据城市水系进行保护设计，加强水域和岸线的联系，合理规范排放与存储的关系。海绵城市中绿地是非常重要的场地，不仅能够给城市提供足够的预留空间，还能确保水系统处于弹性状态。低影响开发雨水系统设计时要与防内涝进行同步设计，确保城市排水系统与防涝综合规划能够有效适应。

3.完善修复性详细规划。明确城市用地分类，有效处理相关约束条件，落实各类衔接设备设施。低影响开发雨水系统设计前要了解城市的用地分类，提前规避建设矛盾，应对开发设计中的重难点，并注意设计与约束条件的限制，对系统建设周期、顺序进行分类、分析，有效处理约束条件，把握建设条件。同时，根据城市具体情况及存在的差异，做好低影响开发雨水系统与各类设备设施的衔接，确保符合相应的建设要求。

三、城市雨水管渠系统

1.充分利用地形就近排放。城市雨水管渠设计时首要考虑就近排放，通过结合实际情况，利用自然坡度，以最短距离将雨水排入附近水体。除非地面存在影响的情况下，一般在条件允许情况下将雨水干管布置在地形较低处，以便将地面雨水能够引入管渠，若地形平坦，雨水干管可布置在排水流域的中间，提升排水效率。

2.根据城市规划布置雨水管道。城市规划过程中要考虑雨水管道布置，根据城市建筑分布、道路布置情况进行雨水管渠的设置，确保街道汇水面上的雨水大部分都能够以最短距离排入雨水管道。另外，雨水管渠多设置在人行道、绿化带下，减少积水、维修等非正常情况下对道路、交通的影响。再者还要合理设置雨水口，考虑雨水管渠与其他管线、建筑的协调，不影响其他建筑、市政设施的功能发挥。

3.合理计算雨水管渠水力。为保证雨水管渠工作正常，要对水力进行计算，在计算前要对涉及的各类基本数据进行科学测算。雨水管渠水力计算一般按照均匀流进行考虑，公式与污水管道相同，但是选择满流状态进行计算，然后根据计算结果划分排水流域，并结合城市总体规划图定线管道。根据管道平面布置和现场实际需求设置检査井，确保各个区域不易发生堵塞。

四、超标雨水径流排放系统

1.多种系统共同设计形成。超标雨水径流排放系统一般包括排水管网、河湖水系、城市绿地几个要素，其中绿地和排水管网主要应对普通降雨，对于超标雨水径流可以通过道路、地面、明渠径流及其他管道措施形成超标雨水径流排放系统，坚持大管径、低流速、小坡降的思路进行设计，将超量雨水排至周边水体，解决城市内涝产生的问题。

2.合理设置相应的配套设施。超标雨水径流排放系统需要将超量雨水排放至周边水体，各类超标雨水排放点需要科学分布，满足就近排放的要求。对于城市中的低洼区域，虽然是城市排涝的薄弱环节，但是却可以利用作为雨水临时排放点，同时设置配套设施进行雨水的调蓄。

3.重视分析计算避免失误。超标雨水径流要按城市防涝标准进行流量计算，对于城市路面、地面径流进行相应的水力分析、计算，合理选择相应的设计参数，对于地面、路面的积水量进行有效控制，降低水径流、水深，保证城市行人、车辆的安全，对于超标雨水在路面、地面径流过程中所遭遇的障碍要设置相应管涵辅助穿越障碍。超标雨水穿越障碍的管涵要按城市防涝标准进行流量计算、水力计算，以达到排放能力要求，并要与城市雨水管系统连通，以避免堵塞。

五、城市雨水治理的应用对策

从城市整体情况来看，其主要可以划分为新建区与建成区两部分，不同的区域类型所具采用的雨水治理方式也有所不同。

1.新建区。新建区在建设上有一定等优势，采用海绵城市理念做好城市规划设计，从开始就注重生态环境保护与低成本效益，确保从建筑内部等源头上控制雨污分流排水体制的形成，比如工业区，在工业建筑屋顶进行立管收集后，雨水储罐、植草沟等调蓄系统能够对雨水进行调蓄。控制污染排放量大的企业，加大节能减排技术的应用，在污染物排放的第一时间进行处理，减少污染物对雨水造成的污染。居住区、办公区，在内部停车场、人行道等尽量选用透水地面，雨水通过透水铺装或绿色屋顶，进入沉淀池、蓄水池等进行调蓄处理，收集来的雨水可以用来进行冲厕、绿化浇灌等方面，提高雨水的利用效率。市政道路，道路可以采用透水地面、下凹式绿化带、配水设施等增加道路范围内雨水处理水平。

2.建成区。建成区土地开发面积较大，内部人口数量较多，传统工艺水平影响下截污要求改造面临很大的困难。对于建成区初期雨水治理一方面要考虑改造所带来的影响，尽可能从建筑内部开始实现雨污分离改造，并在建设区域内结合透水铺装、下沉式绿地、截污雨水口等设施进行配合应用，减少径流污染压力。另一方面，还要注意从源头上根治径流污染问题，通过雨水调蓄池、水环境整治等多种手段，提高海绵城市建设水平，做好建成区初期雨水治理的全过程管理。

总之，我国城市化建设进程中不可避免造成生态环境的破坏，为减少这种破坏造成的不利影响，海绵城市建设通过充分利用城市自身优势，开发有利于城市建设的雨水系统，建立顺应自然、尊重自然的城市开发模式，彻底解决城市内涝及缺水问题之间的矛盾，通过合理的积存、渗透、净化改善城市水质，为水资源的循环利用奠定坚实基础，积极走出具有我国特色的海绵城市建设之路。

参考文献：

[1]刘永红.海绵城市建设中城市道路雨水系统设计分析.2018.

[2]李长镭.浅谈超标雨水径流排放设施升级改造关键施工技术研究.2019.