城市排涝规划的要点问题探析

城市排涝规划的要点问题探析

摘要：本文结合济南市城市排涝规划工作，就城市排涝的概念及任务、排涝标准、流量公式选用、对簌与措施、竖向规划等要点问题进行了探讨研究。

关键词：城市排涝；规划；排涝标准

20世纪90年代以来，涝灾在水灾损失中所占的比例呈增长趋势，尤其在各大城市中表现得更为突出，已经达到洪水的2倍。伴随城市化水平的发展，人们对城市排涝的要求越来越高，而当前的城市规划中，城市排涝问题尚未受到足够重视，甚至在实践中存在着将城市防洪与排水混同的现象，这必然在一定程度上会影响到城市排涝规划工作的开展。本文试结合济南市城市排涝规划工作，就城市排涝规划若干要点问题进行研究分析，以求教于各位同仁。

l城市排涝的概念及任务

排涝的原初意义应指水利建设中排除农田积水。而对于城市排涝，业界却观点不一，众说纷纭。有认为城市排涝即是城市排雨，亦有认为城市排涝只不过是农田水利排涝在城市中的应用。目前国家也未对城市排涝确定统一的标准及规范，这必然对城市排涝规划带来一定影响。本文认为，城市排涝是指流域范围内较大汇流面积上较长历时暴雨产生的涝水排放。首先，与防洪不同，城市排涝所排的是流域之内的雨水，而城市防洪则是针对流域之外的客水涌入，主要是防河洪、山洪(包括泥石流)和海洪；其次，与城市排水不同，城市排涝针对的是较大汇流面积上较长历时暴雨，而城市排雨则是解决较小汇流面积上短历时暴雨产生的排水问题。再有，与农田水利排涝不同，城市排涝不允许有淹没，要求涝水不漫溢。而农田水利排涝则注重量的排除，它允许有一定淹没时间和淹没水深。

基于上述理解，排涝规划的任务应是排除城区大面积的地面径流以及市政雨水管网所汇集雨水，它主要是通过采取系统的规划措施，利用内河、排水沟渠和排涝泵站、水闸建设将积水排除，以确保城市在发生标准内降雨时城市涝水不漫溢。

2城市排涝的标准

如何确定城市排涝标准，一直是城市排涝规划工作的重点和难点。特别是随着城市频繁遭受暴雨袭击，道路、地面积水及其引发的许多意想不到的城市问题，已成为困绕城市建设的一大难题。在这种情况下，许多城市都将提高河道排涝标准作为解决城市积水的重要措施，北京、上海、天津、广州等城市的河道排涝标准都已提高到20年一遇，甚至有专家提出，城市防洪标准与排涝标’准应趋于一致。当然，是否有必要将排涝标准与防洪标准一致尚需研究，但是有一点可以肯定，加强对排涝标准的重

视力度，适当提高排涝标准应属现代城市发展的必然要求。因为对城市而言，无论是外洪还是内涝，都会产生灾害及损失，只不过内涝更频繁，外洪更严重罢了。

从制度层面来看，新修订的《城市防洪工程设计规范》(送审稿)中增加了城市排涝设计标准，这为城市排涝规划设计提供了参考依据。根据该规范，规划人口430万人的济南市属于特别重要城市，城市等别为一等，其防涝水标准为大于等于20年一遇，这基本上符合济南市发展的要求。这是因为，就地形而言，济南北部为低洼地区，南部为高地势的山区，每逢雨季，南部山区的雨水就会经山洪沟冲下来。加之北部的小清河排涝能力低，仅为5年一遇，这样势必排水不及，造成顶托，使济南北部地区经常承受涝水之淹。可见，对于济南北部地区而言，亟待解决的并非洪水之祸，而是水淹之苦。在这种情况下，若要切实解决济南北部城区的积水问题，势必应适当提高城市河道的排涝标准。因此本文认为，基于济南市的经济发展状况及排涝需求，可考虑应保证95％以上的年份不遭遇洪涝灾害，即将城市河道的排涝标准按照重现期20年一遇较为恰当。

3城市排涝河道流量计算公式的选用

在城市河道治理工作中经常困扰设计人员的一个问题是，河道流量计算选用市政排雨公式还是水利的洪峰流量公式。经实践验证，对于同一重现期，用市政排雨计算的结果往往大于水利计算的结果，而且差距较大。据研究，用城市暴雨l～2年重现期计算的流量等同于水利8"-'30年的重现期计算的流量。究其原因，在于城市排涝和城市排水分属水利和市政两个部门，其行业标准和学科侧重不同：一是重现期含义不同。市政部门的排雨标准一般较低，重现期为0．5～3年一遇，其选样方法为年多个样法，即每年从各个历时的降雨资料中选择6--一8个最大值，取资料年数3"-'4倍的最大值进行统计分析，该法在小重现期时可以比较真实地反映暴雨的统计规律，而对于高重现期则会偏大。而水利部门的城市排涝重现期一般较长为5"-'20年，其重现期采用年一次选样法，即每年只取一次最大的暴雨资料，这种方法推求高重现期时比较准确，而对于小重现期则会偏小。一些城市如福州的研究人员都对此做过研究，结论为同一场降雨，城市排雨重现期为1,-一5年一遇，而城市排涝的重现期为5,-一20年一遇。

二是水利部门和市政部门推求设计流量所采用的方法不同。尽管两部门推理公式形式完全相同，都源自于公式Q捌、I，F：但由于推导假定条件的不同以及确定公式中参数方法的不同，使得计算结果相差很大，对于同一条件市政部门的计算结果往往大于水利部门的。主要是因为1)市政部门推求公式时。为推求管网最大设计流量，采用极限强度原理，设定降雨历时等于汇流历时，排水区域的最大流量发生在全部汇水面积产生径流时，而对于部分汇流情况则不适用。2)水利部门采用的推理公式研究了全面汇流和部分汇流2种情况下的洪峰流量的计算方法。

可见，市政部门的暴雨强度公式适合于短历时、小重现期、较小区域的城市排水计算，而水利部门的流量公式适合于长历时、大重现期、较大区域的流量计算。在个体适用方面，西安的排涝研究具有借

鉴意义。它针对西安市当地的具体气象、地理条件，提出了具体量化的数据：当降雨历时大于90分钟，重现期大于lO年时，采用水利的城市排涝计算公式，当降雨历时小于90分钟，重现期小于10年时，采用市政的城市暴雨计算公式。由于济南市城市排涝河道对应的重现期大于lO年，汇水面积一般较大，降雨历时一般超过90分钟，因此，本文认为，城市排涝河道流量计算采用水利部门的流量计算公式较为适当。

4城市排涝的对策和措施

城市排涝是一项系统工程，它需将防洪、排涝、排水工程有机结合起来，而非仅靠多修几条河道，多建几台泵站强排即能解决。与南方城市排涝以水网调蓄为主，兼有泵排为辅不同，北方城市由于水网缺乏，只能依靠有限的河道资源排放涝水，且暴雨的季节性强，泵的使用效率不高，在泵的使用上比较慎重。因此北方城市排涝难度更大。对济南市而言，其涝灾成因及对策如下：

4．1涝灾的成因分析

济南市在遇到较大雨量的降雨时往往在北部的胶济铁路沿线地带以及小清河沿岸等低洼地区发生涝灾，还有个别地区因为局部地势低，缺少排涝、排水设施而造成积水，民间有“大雨大淹，小雨小淹”的说法，反映出发生涝灾的频繁性。分析其成因主要有以下几点：

1)自然地势

济南市南部为山区，北靠黄河，地势南高北低。城市中上游高差较大，洪水下泄快，而中下游地区坡度平缓，地势低洼，上游洪水易积聚在胶济铁路、小清河沿线等低洼地带，不易排出，从而形成涝灾。

2)排涝排水系统不完善

缺少完善的排涝沟系，城市扩建时未能预留排涝通道同时现状排涝河道断面不足，淤积严重，排水能力低。

3)出口河道水位偏高，造成项托

排涝河道的出口主要是小清河，大雨时由于小清河汇水面积大、流量大、水位高，而其沿岸地势低洼，排涝河道水位低，又没有闸门和泵站等设施，往往受小清河高水位顶托，导致排泄困难，甚至被小清河洪水倒灌导致附近地区积水。

4)城市化带来的影响

在城市建设发展中盲目与水争地，使河道变窄，湖泊变小，导致蓄洪、滞洪面积缩小，泄洪能力和湖泊调节洪水能力降低，而这些与水争地的建设项目往往是涝灾易发区；象小清河两岸原来有许多滞蓄洪水的农田、洼地、池塘，现在绝大多数己被填平盖房，大大减少了滞蓄水量，使得小清河洪水位升高，对支流河道形成顶托，大大影响了城市洪水的下泄。

同时城市建设用地面积不断扩大，使地面硬化率提高，增加了径流系数，从而加大洪水量，导致积水现象严重。据统计济南城区每年的扩张速度为5．--．8平方公里，增加雨水径流量3000万立方米。