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摘要：随着城市化进程不断发展，城市人口和建设用地急剧增加，需水量也随之增大。与此相并存的背景是全球变暖导致短时特大暴雨频繁出现，引发局部洪涝现象频发,杭州城西一带的积水是典型现象，除了气候因素外，更与现有的雨水排放系统密不可分。出现问题的地区雨水排放系统不完善，道路及周边公共设施也缺乏有效调节功能，难以应对高强度暴雨所带来的考验。
关键词：低洼地积水雨水排放
一西湖区积水现状分析
⑴区域气候降水量影响。杭州市西湖区属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，每年3月到5月各月雨日都有半个月左右 ，6月中旬开始进入雨水集中的梅雨期，历时约1个月，8月下旬到9月中旬，杭州受台风活动影响，雨水显著增多。冬天降水量并不多，但从12月至次年2月，各月平均都有9到10天的雨雪天气，偶尔还会出现冰冻现象。
⑵流域地理水文特征影响。西湖区地处平原边缘地带，临近山丘，一旦遭遇强降雨，大量雨水从集雨面较大的山坡汇流而下，若不能经河流及时排出，便加剧了这些地块的积水程度。长期以来，因河道缺乏疏浚，淤泥沉积，严重影响了其行洪能力。近年的河道整治工程，使情况有所改善。但整治河道河底标高普遍较高，同时为了满足景观水位，该区域河道常水位长期偏高。强降雨时，受外河水位托高影响，水位进一步上升，上下游水位趋向一致，河道流速减慢，造成地块雨水排放能力不足，导致地块积水，甚至引起河水倒灌。
⑶雨水排放系统现状问题①地面雨水收集系统不完善。根据现场调查，曲荷巷、文北巷、留下等地块，地面雨水口较少，特别是曲荷巷横路，雨水口数量严重不足，再加上淤堵情况的发生，使雨水不能迅速进入雨水管道，这是造成雨水排放能力不足的重要原因之一。②雨水管道排水能力不足。由于现有管道系统建成年代较早，在多年的运行中，又出现淤积、破损等情况，使雨水管过流能力不足，削弱了排水能力。当区块雨水管道标高低于市政道路管道标高时，该地块积水就更为明显，文北巷就属于这种典型情况。③地块雨水排放形式单一。据调查，文三、九莲新村等地块内的雨水均通过雨水管道以重力流形式直接排入河道，排放形式单一。在强降雨情况下缺乏水泵提升、临时雨水收集存储或雨水回用等应急措施，从而造成地块雨水汇流集中迅速，骤然增加了市政雨水管道压力；当重力流排放的雨水系统某一段出现问题时，该区块雨水就无法排除，从而增加了受灾的可能性。
⑷雨水设计重现期。雨水设计重现期是雨水排放系统的重要、关键参数，直接影响管径的确定。根据历年暴雨积水情况来看，造成暴雨积水的原因与设计标准偏低、管理滞后、收集系统不完善、系统管道达标率低等多种因素有关。
二增强西湖区排水蓄洪能力的对策
⑴加强区块内雨水的调节利用①增强地面的透水性。因地面径流系数对流入雨水管网的流量有较大影响，所以要尽可能降低城市地面综合径流系数。这就需要增加地面透水性，推广透水材料的使用，如透水砖、多孔的嵌草砖、碎石地面等。问世不久的高强度、高透水性环保路面砖，因其具有良好的透水透气性能，可使雨水迅速下渗，减小径流系数，进而降低河道洪峰流量。近些年的道路改造采用透水沥青路面等方法，在一定程度上缓解了路面的积水。②做好雨水的二次利用。雨水是继中水、海水之后的“第三水源”。在城市需水量不断增加的今天，若能有效利用短时特大暴雨带来的水源，化害为利，在解决雨水排水问题的同时，也节约了宝贵的水资源。雨水利用可以减少雨水排放量，削减洪峰，渗透补充地下水，或作为生态用水和其它杂用水的补充水源，从而有效减少雨水径流污染③增加城市绿地。绿地是种天然的渗透设施，透水性好。随着人们回归自然的呼声越来越高，现代生活小区内均有不少绿地分布，这便于雨水的引入利用，进而减少绿化用水并改善城市环境，而且绿地对雨水具有较强的净化作用。④利用洼地、水体就地滞蓄。城市建设多热衷于花巨資建造泵站、修筑河道、拓宽沟渠、铺设管网这些传统的城市排水设施，但很少花钱去修筑蓄水设施。就西湖区的情况完全可以利用低洼地、水体，原有河道改造为湖泊化河道，扩大浅水域、种植水生植物，集景观与排水于一体。沿道路周边设置截水管。将道路积水全部汇入小湖泊，实行就地滞蓄，这将大大减轻城市排水管网的压力。
⑵排水系统改造①完善排水管道系统。西湖区文三路地块的雨水主干管位于文二、文三路上，出水口在古荡湾河沿线，这样就形成主干管过少，主干管排水压力大的不利现状，故应增加主干管，以缓解文二、文三路排水管道的排水压力。考虑系统的总体排水安全后，可在市政雨水管出水口设置泵房。当外河水位过高时，通过水泵强制外排，保证区块排水畅通。并进行雨、污分流改革，增加地块的雨水收集系统，增加雨水口，保证雨水的收集，就近接入丰乐河的雨水管或文二路（教工路）市政雨水管道。文北巷地块的排水出路近期仍为莫干山路和文二路雨水管，最终进入西溪河。考虑景观要求，西溪河常水位普遍偏高，雨水管出水口长期处于淹没或半淹没状态。在降雨时，受外河水位托高影响，水位还将有所升高，若不及时降低河水水位，就会造成地块雨水排放能力不足，易造成地块积水。②提高雨水重现期标准。根据规范，地块雨水设计流量计算公式：Q=q•Ψ•F(L/S)杭州市的暴雨强度公式：q=(57.69+53.467lgTe)/（t+6.124）1.008在西湖区雨水量计算中，根据地块内用地情况，综合径流系数Ψ取0.70，采取不同排雨重现期Te，分别计算出Te为0.5年、1年、2年和5年时，地块的1小时平均降雨强度，如下表：
不同重现期的地块雨水量
根据西湖区的现状情况，分别采用重现期Te为0.5年、1年、2年和5年的雨水量标准，对西湖区的雨水量进行了计算，其中地面集水时间t1取10min，折减系数m取2.0，地块综合径流系数Ψ取0.70，地块面积采用3100万平方米，雨水量如下表：
曲荷巷雨水量
根据杭州城市总体雨水规划和杭州城市雨水管道设计标准，我们采用重现期为1年的标准设计雨水管道，还可适当提高重现期。
⑶实施应急排水措施①在道路积水区：区交警部门对积水严重区域进行封堵，交通疏导。区城管办在小区及重要区域架设人行通行便桥。②在小区积水区：社区为每户进水居民家门口用沙包叠筑，防止雨水倒灌。街道增加临时抽水泵强排。区城管办对小区主要出入口搭设临时便道。街道组织转移受灾人员，将受灾人员安置于社区会议室、活动室，安排好临时住宿。③设立排水泵站，因为河道的水位高,排水受到阻碍，一些区块应该设立排水泵站，通过蓄水池的调节后排入余杭塘河，或者对雨水进行二次利用。④在社区及时扫除道路积水，清理雨水箅子垃圾。进行疏通疏导工作，区城管办泵站值班人员到岗待命。
⑷远期排水系统构思①设置压力流雨水系统。传统雨水管网为支状管，主要是重力流，每一区块仅有一个出口，当管道出现堵塞，或者水位过高时，雨水无处可排造成区块受涝。我们可以利用杭州市河流交错纵横的特点，设置环状管将雨水排入不同河流的区块进行连通，形成井字型构架。减少沿线检查井，增加雨水管道埋设深度，降低出水口标高。当强降雨来临时，河水未淹没出水口时为重力式排水；当河水淹没出水口时，由于各排水口所在的河流不同，其出口的压力也不同，而路面标高普遍高于河水水位，则可利用各河水之间的水位差，将势能转化为动能，使雨水向水位较低的河流排泄。并且设置压力流可以缩减雨水管管径，减少沿线检查井，节约投资。②地下设共同沟。为提高雨水管的排水能力，共同沟的入口处犹如一个大口袋，“袋口”露出地面，维修或增加排管只需从“袋口”进入，不用再给道路“开膛破腹”。国外已有将多种管线集中在同一共同沟内以方便维修的先例。我们可尝试将共同沟的底部用于雨水排放。平时雨水通过预留的沟渠排水，当遇到强降雨时，可利用整个共同沟进行排水，相当于设置了极大管径的雨水管，且不影响共同沟的正常功能。共同沟主要适用于交通流量大、地下管线多的重要路段，尤其是高速公路、市区主干道。③利用现有的公共设施。我们可将街区公园的草地、球场、停车场都做得比一般地面和道路低，强降雨时，这些地方就成了天然蓄水池；若降水强度很大，我们也可将一些楼房的地下室和地下车库临时开放以方便蓄水。这样做有两个目的：一是减少和避免城市积水的危害；二是有意积蓄一部分雨水，用来浇灌树木、草地和清洗公共设施。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键词：低洼地积水雨水排放
一西湖区积水现状分析
⑴区域气候降水量影响。杭州市西湖区属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，每年3月到5月各月雨日都有半个月左右 ，6月中旬开始进入雨水集中的梅雨期，历时约1个月，8月下旬到9月中旬，杭州受台风活动影响，雨水显著增多。冬天降水量并不多，但从12月至次年2月，各月平均都有9到10天的雨雪天气，偶尔还会出现冰冻现象。
⑵流域地理水文特征影响。西湖区地处平原边缘地带，临近山丘，一旦遭遇强降雨，大量雨水从集雨面较大的山坡汇流而下，若不能经河流及时排出，便加剧了这些地块的积水程度。长期以来，因河道缺乏疏浚，淤泥沉积，严重影响了其行洪能力。近年的河道整治工程，使情况有所改善。但整治河道河底标高普遍较高，同时为了满足景观水位，该区域河道常水位长期偏高。强降雨时，受外河水位托高影响，水位进一步上升，上下游水位趋向一致，河道流速减慢，造成地块雨水排放能力不足，导致地块积水，甚至引起河水倒灌。
⑶雨水排放系统现状问题①地面雨水收集系统不完善。根据现场调查，曲荷巷、文北巷、留下等地块，地面雨水口较少，特别是曲荷巷横路，雨水口数量严重不足，再加上淤堵情况的发生，使雨水不能迅速进入雨水管道，这是造成雨水排放能力不足的重要原因之一。②雨水管道排水能力不足。由于现有管道系统建成年代较早，在多年的运行中，又出现淤积、破损等情况，使雨水管过流能力不足，削弱了排水能力。当区块雨水管道标高低于市政道路管道标高时，该地块积水就更为明显，文北巷就属于这种典型情况。③地块雨水排放形式单一。据调查，文三、九莲新村等地块内的雨水均通过雨水管道以重力流形式直接排入河道，排放形式单一。在强降雨情况下缺乏水泵提升、临时雨水收集存储或雨水回用等应急措施，从而造成地块雨水汇流集中迅速，骤然增加了市政雨水管道压力；当重力流排放的雨水系统某一段出现问题时，该区块雨水就无法排除，从而增加了受灾的可能性。
⑷雨水设计重现期。雨水设计重现期是雨水排放系统的重要、关键参数，直接影响管径的确定。根据历年暴雨积水情况来看，造成暴雨积水的原因与设计标准偏低、管理滞后、收集系统不完善、系统管道达标率低等多种因素有关。
二增强西湖区排水蓄洪能力的对策
⑴加强区块内雨水的调节利用①增强地面的透水性。因地面径流系数对流入雨水管网的流量有较大影响，所以要尽可能降低城市地面综合径流系数。这就需要增加地面透水性，推广透水材料的使用，如透水砖、多孔的嵌草砖、碎石地面等。问世不久的高强度、高透水性环保路面砖，因其具有良好的透水透气性能，可使雨水迅速下渗，减小径流系数，进而降低河道洪峰流量。近些年的道路改造采用透水沥青路面等方法，在一定程度上缓解了路面的积水。②做好雨水的二次利用。雨水是继中水、海水之后的“第三水源”。在城市需水量不断增加的今天，若能有效利用短时特大暴雨带来的水源，化害为利，在解决雨水排水问题的同时，也节约了宝贵的水资源。雨水利用可以减少雨水排放量，削减洪峰，渗透补充地下水，或作为生态用水和其它杂用水的补充水源，从而有效减少雨水径流污染③增加城市绿地。绿地是种天然的渗透设施，透水性好。随着人们回归自然的呼声越来越高，现代生活小区内均有不少绿地分布，这便于雨水的引入利用，进而减少绿化用水并改善城市环境，而且绿地对雨水具有较强的净化作用。④利用洼地、水体就地滞蓄。城市建设多热衷于花巨資建造泵站、修筑河道、拓宽沟渠、铺设管网这些传统的城市排水设施，但很少花钱去修筑蓄水设施。就西湖区的情况完全可以利用低洼地、水体，原有河道改造为湖泊化河道，扩大浅水域、种植水生植物，集景观与排水于一体。沿道路周边设置截水管。将道路积水全部汇入小湖泊，实行就地滞蓄，这将大大减轻城市排水管网的压力。
⑵排水系统改造①完善排水管道系统。西湖区文三路地块的雨水主干管位于文二、文三路上，出水口在古荡湾河沿线，这样就形成主干管过少，主干管排水压力大的不利现状，故应增加主干管，以缓解文二、文三路排水管道的排水压力。考虑系统的总体排水安全后，可在市政雨水管出水口设置泵房。当外河水位过高时，通过水泵强制外排，保证区块排水畅通。并进行雨、污分流改革，增加地块的雨水收集系统，增加雨水口，保证雨水的收集，就近接入丰乐河的雨水管或文二路（教工路）市政雨水管道。文北巷地块的排水出路近期仍为莫干山路和文二路雨水管，最终进入西溪河。考虑景观要求，西溪河常水位普遍偏高，雨水管出水口长期处于淹没或半淹没状态。在降雨时，受外河水位托高影响，水位还将有所升高，若不及时降低河水水位，就会造成地块雨水排放能力不足，易造成地块积水。②提高雨水重现期标准。根据规范，地块雨水设计流量计算公式：Q=q•Ψ•F(L/S)杭州市的暴雨强度公式：q=(57.69+53.467lgTe)/（t+6.124）1.008在西湖区雨水量计算中，根据地块内用地情况，综合径流系数Ψ取0.70，采取不同排雨重现期Te，分别计算出Te为0.5年、1年、2年和5年时，地块的1小时平均降雨强度，如下表：
不同重现期的地块雨水量
根据西湖区的现状情况，分别采用重现期Te为0.5年、1年、2年和5年的雨水量标准，对西湖区的雨水量进行了计算，其中地面集水时间t1取10min，折减系数m取2.0，地块综合径流系数Ψ取0.70，地块面积采用3100万平方米，雨水量如下表：
曲荷巷雨水量
根据杭州城市总体雨水规划和杭州城市雨水管道设计标准，我们采用重现期为1年的标准设计雨水管道，还可适当提高重现期。
⑶实施应急排水措施①在道路积水区：区交警部门对积水严重区域进行封堵，交通疏导。区城管办在小区及重要区域架设人行通行便桥。②在小区积水区：社区为每户进水居民家门口用沙包叠筑，防止雨水倒灌。街道增加临时抽水泵强排。区城管办对小区主要出入口搭设临时便道。街道组织转移受灾人员，将受灾人员安置于社区会议室、活动室，安排好临时住宿。③设立排水泵站，因为河道的水位高,排水受到阻碍，一些区块应该设立排水泵站，通过蓄水池的调节后排入余杭塘河，或者对雨水进行二次利用。④在社区及时扫除道路积水，清理雨水箅子垃圾。进行疏通疏导工作，区城管办泵站值班人员到岗待命。
⑷远期排水系统构思①设置压力流雨水系统。传统雨水管网为支状管，主要是重力流，每一区块仅有一个出口，当管道出现堵塞，或者水位过高时，雨水无处可排造成区块受涝。我们可以利用杭州市河流交错纵横的特点，设置环状管将雨水排入不同河流的区块进行连通，形成井字型构架。减少沿线检查井，增加雨水管道埋设深度，降低出水口标高。当强降雨来临时，河水未淹没出水口时为重力式排水；当河水淹没出水口时，由于各排水口所在的河流不同，其出口的压力也不同，而路面标高普遍高于河水水位，则可利用各河水之间的水位差，将势能转化为动能，使雨水向水位较低的河流排泄。并且设置压力流可以缩减雨水管管径，减少沿线检查井，节约投资。②地下设共同沟。为提高雨水管的排水能力，共同沟的入口处犹如一个大口袋，“袋口”露出地面，维修或增加排管只需从“袋口”进入，不用再给道路“开膛破腹”。国外已有将多种管线集中在同一共同沟内以方便维修的先例。我们可尝试将共同沟的底部用于雨水排放。平时雨水通过预留的沟渠排水，当遇到强降雨时，可利用整个共同沟进行排水，相当于设置了极大管径的雨水管，且不影响共同沟的正常功能。共同沟主要适用于交通流量大、地下管线多的重要路段，尤其是高速公路、市区主干道。③利用现有的公共设施。我们可将街区公园的草地、球场、停车场都做得比一般地面和道路低，强降雨时，这些地方就成了天然蓄水池；若降水强度很大，我们也可将一些楼房的地下室和地下车库临时开放以方便蓄水。这样做有两个目的：一是减少和避免城市积水的危害；二是有意积蓄一部分雨水，用来浇灌树木、草地和清洗公共设施。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看