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摘要：近年来，城市洪涝灾害的频繁发生，对经济发展和国民生活产生了极大的阻碍和影响。城市雨污合流及城市排水管径普遍偏小更是增加了城市的排水压力。基于目前暴雨期排水不畅的状况，本文旨在提出一种新的理念，利用新型管道——“母子管”，结合水泵动力系统加速雨水的排放，实现高效收集，以解决城市雨涝问题。此外，收集到的雨水能应用于绿地灌溉、景观用水、路面喷洒、蓄水冲厕等生活中的各方面，该理念也贴合当今“海绵城市”的新型发展概念，可用于海绵城市、海绵公园等的灌溉用水、景观用水及蓄水储水的水源供应。雨水利用对减轻市政雨水管网的压力有重要的意义，也符合当今可持续发展的要求。
关键词：排水管网；雨洪涝灾害；新型管道设计；可持续发展；
引言：
当前我国暴雨洪涝灾害面积大，雨涝灾害危及农作物生长，破坏建筑、交通与电力设施以及其他产业的正常发展，也给人民生活带来了极大的影响与不便。加之一些地区现有排水管网建设结构落后，设计思想陈旧，缺乏新技术的开发等，雨涝问题亟待解决。
另一方面，当前的低雨水利用率也亟待改善——水资源供需矛盾突出、水环境恶化、洪涝灾害严重等水问题日益成为制约我国经济社会可持续发展的主要因素。改变传统的管理模式，是延续资源利用、走可持续发展道路的有效途径。
一、城市雨涝状况
近年来，城市内涝已成为困扰人们正常生活与威胁公共安全的重大隐患之一。随着城市化进程的不断加快，城市的植被率降低，不透水面积增加，下渗的地下径流及地表径流减少，雨水的径流量进一步增加，导致城市洪涝风险增大，造成巨大的损失，制约了城市的发展。
二、城市排水管网现状
由雨水管网、泵站、蓄水池等构成的雨水排水系统在汇集、调蓄城市雨水上起着至关重要的作用。然而由于类型复杂庞大、缺乏完整的协调机制，我国早期落后的管网规划逐渐跟不上城市发展的脚步，加之暴雨量的增加，一系列排水问题接踵而至。有些城市还将雨水管与污水管混接，导致雨污合流，降雨时排水量增大很可能造成污水外溢。排水覆蓋率赶不上城市的发展范围，城市内涝问题就只能是越演越烈。此外，管网优化改建也仍存在优化目标单一，方法不全面，忽略了利益与风险的平衡等方面的不足，同时也受到經济条件的制约，使得大幅度改建管网难上加难。
三、管网优化举措
在我国排水体制中，主要还是将雨水尽快排至水体，这样不仅会造成雨水资源的流失，而且在暴雨季节还会引起河水上涨，进一步加剧城市的防洪工作压力。此外，我国缺水地区采用集雨系统收集雨水作为饮用水源，改善生活质量。城市雨水收集系统还可用于工业、农业和补充地下水的水源，缓解地区用水紧张的矛盾。基于目前人们对雨水资源的浪费现象及雨水利用的较大空间，本优化设计方案旨在提出一种新的思路与理念——利用一种新型优化管道，集雨水排放、收集、利用于一体，既要解决目前管道排水量不够的问题，又能实现将雨水分流收集，使较为干净的雨水得到利用。
（一）新型管道设计理念
针对现在小区或者城市雨水管道只有一个大管道的现状，雨水无法进行更好的收集利用。即使是针对现有雨水进行收集，所收集到的雨水浑浊度也很高，因此可针对现有的管道进行改进：如图一所示，使原有下水管道作为“母管”，在原有污水管道内部的上方加设小管道即“子管”。正常情况下，适量的雨水通过“母管”流通排走。发生暴雨或雨水流量较大时，则在水泵的作用下，使“子管”中的水流加速流动，从而高效地输送到蓄水处。初期的雨水比较浑浊，通过“母管”排放出去，一段时间后雨水的浊度下降，则通过水泵进行抽水送进“子管”中进行收集与利用。
以郑州市为例，查资料可得郑州市全年集雨量综合可达到0.996亿m3。其中透水地面截留的雨水量为0.304亿m3，则不透水地面截留的雨水量为0.692亿m3。应用此新型管道设计理念后，在水泵对雨水的加速下排作用下，预计效率提高25%，则不透水地面截留的雨水量将减少到0.996-0.304×1.25=0.616亿m3。可见，该举措可显著加速雨水的下排，从而有效防止内涝灾害。
（二）核心部分结构构造
应用新型管道，有利于解决现有下水管道排水不畅的问题，提高管道的排水效率及能力，实现大雨不积水、暴雨不内涝的目标。通过装置的核心部分，如图二所示——雨水流量感应系统实现雨水的初步净化，再使用收集装置进行雨水的储存，提高雨水的利用率。
雨水流量感应系统包括延时控制部分和浮球开关部分。延时控制部分利用电子延时装置，即自动电子水位控制器与浮球开关相互配合。当水位控制器上的探头检测到雨量达到阈值时，控制器使水泵开始工作向子管加速抽水。延时控制部分可完成对雨水浊度的初步检测，当流入的雨水已经较为干净，水泵开始工作，从而使雨水大部分从子管流走从而达到雨水分流的目的，实现雨水的初步分选与净化。浮球开关作为液位控制器件，使用磁力运作，具有节能，体积小，使用方便等优点。根据周围液压的变化，浮子可带动主体移动，带动活塞堵住“母管”的进水口，保证干净雨水尽可能全部进入“子管”。此外，当雨水流量很大时，为了平衡压强，使“母管”中的水能顺利流动并排走，可在“母管”旁侧设置溢出管，以进一步完善管道结构功能。
（三）管网系统收集利用雨水功能的优化
将上述“母子管”装置的理念应用到当前的管网系统中，在成本较低的条件下可大大增加初期雨水的利用率。一方面可通过调节水泵运行功率而适应地区的各种天气，达到暴雨无内涝，大雨不积水的目标，有效缓解洪涝灾害；另一方面该种新型管网系统还能应用于绿地灌溉、景观用水、路面喷洒、蓄水冲厕等生活中的方方面面，为居民生活带来极大的便利，也完全符合节能减排、绿色低碳的要求。
此外，该理念还贴合当今“海绵城市”的新型发展概念，雨水分流后，单独收集到的较为干净的雨水可用于海绵城市、海绵公园等的灌溉用水、景观用水及蓄水储水的水源供应，还可有效缓解城市热岛效应。
结语：
随着城市化的发展，时代对城市排水提出了更高的要求。我国的城市水资源利用进入可持续发展时期，是一个新的历史起点。城市的排水问题是一个长期问题，内涝问题的工作重心应从后期的防治转为前期的预防，保证规划的科学性、经济性及合理性，才能从根本上解决问题，为城市建设添砖加瓦，走上可持续发展之路。
关键词：排水管网；雨洪涝灾害；新型管道设计；可持续发展；
引言：
当前我国暴雨洪涝灾害面积大，雨涝灾害危及农作物生长，破坏建筑、交通与电力设施以及其他产业的正常发展，也给人民生活带来了极大的影响与不便。加之一些地区现有排水管网建设结构落后，设计思想陈旧，缺乏新技术的开发等，雨涝问题亟待解决。
另一方面，当前的低雨水利用率也亟待改善——水资源供需矛盾突出、水环境恶化、洪涝灾害严重等水问题日益成为制约我国经济社会可持续发展的主要因素。改变传统的管理模式，是延续资源利用、走可持续发展道路的有效途径。
一、城市雨涝状况
近年来，城市内涝已成为困扰人们正常生活与威胁公共安全的重大隐患之一。随着城市化进程的不断加快，城市的植被率降低，不透水面积增加，下渗的地下径流及地表径流减少，雨水的径流量进一步增加，导致城市洪涝风险增大，造成巨大的损失，制约了城市的发展。
二、城市排水管网现状
由雨水管网、泵站、蓄水池等构成的雨水排水系统在汇集、调蓄城市雨水上起着至关重要的作用。然而由于类型复杂庞大、缺乏完整的协调机制，我国早期落后的管网规划逐渐跟不上城市发展的脚步，加之暴雨量的增加，一系列排水问题接踵而至。有些城市还将雨水管与污水管混接，导致雨污合流，降雨时排水量增大很可能造成污水外溢。排水覆蓋率赶不上城市的发展范围，城市内涝问题就只能是越演越烈。此外，管网优化改建也仍存在优化目标单一，方法不全面，忽略了利益与风险的平衡等方面的不足，同时也受到經济条件的制约，使得大幅度改建管网难上加难。
三、管网优化举措
在我国排水体制中，主要还是将雨水尽快排至水体，这样不仅会造成雨水资源的流失，而且在暴雨季节还会引起河水上涨，进一步加剧城市的防洪工作压力。此外，我国缺水地区采用集雨系统收集雨水作为饮用水源，改善生活质量。城市雨水收集系统还可用于工业、农业和补充地下水的水源，缓解地区用水紧张的矛盾。基于目前人们对雨水资源的浪费现象及雨水利用的较大空间，本优化设计方案旨在提出一种新的思路与理念——利用一种新型优化管道，集雨水排放、收集、利用于一体，既要解决目前管道排水量不够的问题，又能实现将雨水分流收集，使较为干净的雨水得到利用。
（一）新型管道设计理念
针对现在小区或者城市雨水管道只有一个大管道的现状，雨水无法进行更好的收集利用。即使是针对现有雨水进行收集，所收集到的雨水浑浊度也很高，因此可针对现有的管道进行改进：如图一所示，使原有下水管道作为“母管”，在原有污水管道内部的上方加设小管道即“子管”。正常情况下，适量的雨水通过“母管”流通排走。发生暴雨或雨水流量较大时，则在水泵的作用下，使“子管”中的水流加速流动，从而高效地输送到蓄水处。初期的雨水比较浑浊，通过“母管”排放出去，一段时间后雨水的浊度下降，则通过水泵进行抽水送进“子管”中进行收集与利用。
以郑州市为例，查资料可得郑州市全年集雨量综合可达到0.996亿m3。其中透水地面截留的雨水量为0.304亿m3，则不透水地面截留的雨水量为0.692亿m3。应用此新型管道设计理念后，在水泵对雨水的加速下排作用下，预计效率提高25%，则不透水地面截留的雨水量将减少到0.996-0.304×1.25=0.616亿m3。可见，该举措可显著加速雨水的下排，从而有效防止内涝灾害。
（二）核心部分结构构造
应用新型管道，有利于解决现有下水管道排水不畅的问题，提高管道的排水效率及能力，实现大雨不积水、暴雨不内涝的目标。通过装置的核心部分，如图二所示——雨水流量感应系统实现雨水的初步净化，再使用收集装置进行雨水的储存，提高雨水的利用率。
雨水流量感应系统包括延时控制部分和浮球开关部分。延时控制部分利用电子延时装置，即自动电子水位控制器与浮球开关相互配合。当水位控制器上的探头检测到雨量达到阈值时，控制器使水泵开始工作向子管加速抽水。延时控制部分可完成对雨水浊度的初步检测，当流入的雨水已经较为干净，水泵开始工作，从而使雨水大部分从子管流走从而达到雨水分流的目的，实现雨水的初步分选与净化。浮球开关作为液位控制器件，使用磁力运作，具有节能，体积小，使用方便等优点。根据周围液压的变化，浮子可带动主体移动，带动活塞堵住“母管”的进水口，保证干净雨水尽可能全部进入“子管”。此外，当雨水流量很大时，为了平衡压强，使“母管”中的水能顺利流动并排走，可在“母管”旁侧设置溢出管，以进一步完善管道结构功能。
（三）管网系统收集利用雨水功能的优化
将上述“母子管”装置的理念应用到当前的管网系统中，在成本较低的条件下可大大增加初期雨水的利用率。一方面可通过调节水泵运行功率而适应地区的各种天气，达到暴雨无内涝，大雨不积水的目标，有效缓解洪涝灾害；另一方面该种新型管网系统还能应用于绿地灌溉、景观用水、路面喷洒、蓄水冲厕等生活中的方方面面，为居民生活带来极大的便利，也完全符合节能减排、绿色低碳的要求。
此外，该理念还贴合当今“海绵城市”的新型发展概念，雨水分流后，单独收集到的较为干净的雨水可用于海绵城市、海绵公园等的灌溉用水、景观用水及蓄水储水的水源供应，还可有效缓解城市热岛效应。
结语：
随着城市化的发展，时代对城市排水提出了更高的要求。我国的城市水资源利用进入可持续发展时期，是一个新的历史起点。城市的排水问题是一个长期问题，内涝问题的工作重心应从后期的防治转为前期的预防，保证规划的科学性、经济性及合理性，才能从根本上解决问题，为城市建设添砖加瓦，走上可持续发展之路。