市政雨水管网应对城市内涝的探讨

市政雨水管网应对城市内涝的探讨

发表时间：2018-11-14T18:28:38.813Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：黄文博陈远宏雷建飞

[导读] 笔者以武汉市月湖桥汉阳岸接线工程雨水系统为例，探讨市政雨水管网对城市内涝的影响。

中国水利水电第三工程局有限公司陕西省西安市 710000

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，市政雨水管网是排除地面雨水的重要设施，近年来国内许多城市频繁出现内涝，有的城市雨水系统提标改造之后同样出现内涝现象。总体看来各地内涝成因有所不同，同一区域的排水系统，设计标准相同，但有的雨水系统所在地方经常内涝，而有的地方却一直未出现过内涝，主要原因是排水出水口不能迅速地排出雨水，一旦降雨量超过管网的排水量，雨水就在地面漫流，或从检查井溢流。笔者以武汉市月湖桥汉阳岸接线工程雨水系统为例，探讨市政雨水管网对城市内涝的影响。

关键词：市政雨水管网；城市内涝；探讨

引言

针对当前城市内涝应急事件管理中存在的信息不畅和联动不足等问题，以陕西省西安市为研究区域，开展城市内涝应急预案管理研究。基于综合集成思想，采用模块化和流程图方法实现城市内涝应急预案的数字化、流程化、知识化与可视化，以城市内涝应急应对流程为主线，基于综合集成平台绘制组件化应急预案，基于平台进行城市内涝应急研讨和应对情景模拟。通过将城市内涝应急预案转变为可实际操作的应急应对方案，指导城市防洪减灾与应急管理工作。

1城市内涝的分析

城市内涝的原因很多，如城市发展进程引起的雨岛效应以及地面硬化率的提高、历史原因造成的原有排水系统设计标准偏低、城市规划的不合理导致原有分水线的改变、湖泊河流湿地系统的严重破坏、暴雨强度公式不适应重大汛期的雨量计算、城市防洪标准滞后、排水系统在管理及维护方面不善等，但最主要是雨水排出口位置标高与内河水位关系问题。前者跟区域排水规划有密切的关联，后者跟泵站抽排能力有关。笔者通过改变内河水位、管径、管道重现期以及管道坡度，使市政雨水系统处于内涝临界点，分析市政雨水管网在具体的汇水面积内所能达到的最大排水量。

2解决城市内涝的有效措施

2.1加强市政雨水管网设计及后期维护工作

雨水管网设计性能的高低直接影响着城市内涝情况，好的管网设计有很好的排泄性能，对改善城市内涝效果颇佳。要加强雨水管网的设计，首先要建立良好的市政排水系统，如果已经完成排水系统的建设，需要根据实际情况来完善和改造，提高排泄系统的舒缓能力。其次，要做好市政雨水管网设计的维护工作，维护人员要定期检查管网和其他排水设施，最大程度确保管网能正常运行。一旦出现排泄系统被破坏，要及时督促责任单位进行抢修，促使系统正常运营。最后，相关管理人员必须要按照城市实际情况和发展特点来建立合理科学的管网体系和检查、维修体系。

2.2城市内涝应急预案处理

对城市内涝应急预案进行结构化、信息化和智能化处理，实现应急预案的可操作、可视化、可量化，提高城市内涝应急预案管理效率和效能。处理流程包括：①文本预案的结构化处理。对城市内涝事件信息、分级，组织机构、职责，监测预警，应急响应、资源等数据资源进行结构化处理，采用组件方式开发相对独立和关联的程序模块，通过WebService进行封装，实现程序模块的可重用。②分析城市内涝应急预案流程，绘制应急预案流程图。根据事件特征与演化过程，将数字化预案进行流程化描述，将信息接收、信息传达、预案启动、预警级别判断、响应级别确定等视为关键节点，不同节点间的信息流向用箭线进行关联，绘制应急预案流程图，采用知识管理方法开发可自动分析执行和动态修正的预案流程模块。③实现城市内涝事件信息资源和流程图的关联。将内涝预案结构要素模块，事件基础信息、演化信息、应急资源、预测预警和监测监控等信息资源与内涝预案流程图程序模块进行关联，形成高度仿真的城市内涝应急预案。④开发城市内涝应急预案管理平台。综合集成同类内涝事件典型案例和应急知识，开发城市内涝应急预案知识库和案例库，根据内涝事件演化机制制定应急策略和处置方案的推理规则，对应急响应过程中关键节点应急处置方案进行智能化分析和评估。

2.3城市内涝应急管理流程化

在对城市内涝应急预案处理基础上，按照城市内涝应急流程，将应急管理过程进行流程化描述。按照流程组织数据、信息、模型和方法，形成可视化的逻辑编排，实现具有组件化、可视化、松散耦合等特征，流程化的内涝应急应对流程。采用知识管理理论和方法，基于综合集成平台，通过知识图关联与城市内涝管理相关信息，对与内涝应急应对相关的数据、信息、模型与方法进行组织管理，通过对情景主题和数据之间关系的描述形成信息，采用“焦点”（方框）定制组件，通过“链接”（箭头）数据流描述不同信息源之间的层次逻辑关系，结合历史情景应对预案，在知识层和决策过程中形成不同情景下的应对方案，根据预警信息确定是否进入到应对状态，针对不同的城市内涝级别确定应急响应级别。基于综合集成平台协同工作环境，不同应急管理主体根据城市内涝情景主题个性化定制若干情景预案，从自身理解和需求出发，形成不同情景组合下的情景预案，并以知识图的方式存储到知识图库中，通过对不同情景预案的研讨，最终形成特定情景主题（暴雨内涝等级）下的实施方案，供决策者针对特定暴雨内涝等级进行快速响应，制定城市防洪减灾防御方案，最大限度降低洪灾损失。

2.4模拟分析

城市在遭遇暴雨时，内河水位大幅上涨，导致雨水出水口从自由出流过渡到淹没出流，管道的排水能力锐减，设计管道重现期流量的校核不能仅仅以本段管道的最大排水量作为依据，而应结合雨水管网系统的出水条件综合考虑。适当提高内河雨水泵站设计规模，合理控制内河水位可有效应对城市内涝。

2.5城市内涝应急预案研讨

①首先，由应急管理会商研讨发起人（例如，城市防汛办主任）确定会商研讨情景主题，并将该情景主题下的情景预案进行知识可视化描述，专家根据以往应对经验和实际情境，在知识图上添加或修改事先建立的数据资源和模型方法等。②围绕情景主题，专家结合自身