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【摘 要】 本文針对黄土丘陵沟壑地区城市排水工程规划设计中存在的问题，结合吕梁新城工程实例，对在该类地质条件下的规划设计要点进行了分析总结，具体包括：城市排水与防洪工程的关系，城市排水体制的选择，设计参数的确定，管网布置的原则，冲沟水系的治理，从工程管理上强调了建设方多部联动，统一部署的重要性。
【关键词】 黄土丘陵沟壑；城市排水；规划；设计
前言：
黄土丘陵沟壑地区作为一种常见的地形条件，在我国分布范围甚广，涉及7省（区），面积21万km2，主要特点是地形破碎，千沟万壑。其独特的地形地貌特点对于排水管网规划与设计的要求有别于平原地区，与此同时，大部分排水管网中的雨污水管道是重力管道，因坡就势是排水管网设计时依据的主要原则，因而在类似地区进行排水管网设计时，需采取一些针对性的措施，合理规划，优化设计，确保城市排水的安全性和经济性。
1 黄土丘陵沟壑地区的特点
顾名思意，黄土丘陵沟壑地区的特点既地形起伏大，沟壑分布密。形成这样的地形原因主要是地区土壤植被对土壤的保护能力弱，雨季集中，雨季雨量大，导致地表被径流雨水不断冲刷，形成沟壑密布，地形狭长的丘陵沟壑地貌。
（1）地形起伏大，为了减少土方的挖填方量，丘陵地区道路标高设计时一般依据地形起伏设置道路纵坡，平原地区道路纵坡一般控制在千分之三以内，而丘陵地区道路纵坡则很难做到平缓，道路纵坡甚至能达到百分之十五，同时地块标高与道路标高高差亦较大，平原地区地块设计标高一般高出路面二十到三十厘米，而丘陵地区地块设计标高同道路高差往往比较大，出现正负2米的高差的情况比较常见。
（2）沟壑分布密，“两山夹一沟”为黄土丘陵沟壑地区城市最常见的地形特点，与此同时，狭长的规划用地范围内往往密布着较多的支沟，这些由于地面径流冲刷形成的支沟往往呈断面窄，深度大的特点，雨季时为干枯状态，且冲沟内污染一般较严重。
2 黄土丘陵沟壑地区城市排水管网设计
地形复杂的特点要求黄土丘陵沟壑地区在排水管网设计时，针对其地形特点，从排水体制的确定，设计参数的选择，管道参数控制，小区预埋的方式等方面充分考虑，优化设计。
（1）随坡下管，看高预埋：平原地区排水管道坡度一般控制在千分之0.5-3之间，通过控制管道最小自净流速来确定管道坡度，丘陵地区排水管道坡度的设计却主要参考道路纵坡，如果因袭平原地区的做法，势必会增大排水管径，加大管道埋深，因此一般地形起伏较大地区坡度确定的原则是控制管道最大流速，金属管道流速控制在10m/s，非金属管道流速控制在5m/s。如果由于坡度起伏导致下游计算管径小于上游计算管径时，可将下游管径放大至与上游一致，保证管道的水力条件。平原地区雨污水管道一般为有需求的地块每隔100米-150米预埋接入管，预埋管道的高程按照覆土1.8米设计，丘陵地区排水管道给地块预留支管时，预埋管的高度应该保证在不影响各专业管线敷设的前提下减量满足地块需求，如果地块高度较低，预埋管位置应敷设在支管能接入的地点预埋，地块排水管道设计时亦须与市政管线接口对接好，如果地块高度较高，则预埋支管在满足管线综合的前提下，无须埋设太深，以减小工程投资。
（2）雨水就近入河，污水集中处理：丘陵地区地形高差大，冲沟水系多，因此在雨水管道设计时，为了减小排水管道工程投资，雨水工程一般采用“局部成网，就近入河”的原则，既控制管道管径埋设的同时，又需减少雨水排出口的个数。分流制的排水体制要求对污水进行统一收集，集中处理，由于丘陵沟壑地区冲沟分布密，污水管道需多次穿越冲沟，丘陵地区地势高差大的特点一般可以保证污水管道无需倒虹处理，污水管道过河时尽量跌水处理，保证污水管道的水力条件。
3 吕梁新城排水管网规划与设计实例
吕梁新城排水管网建设场地位于吕梁离石城区北部，场地特征为典型的黄土丘陵沟壑“两山夹一沟”地形，新城规划用地面积30平方公里，东西向平均长度1.5公里，南北长约20公里，整体地势呈北高南低，东西高中间低，最北侧军纬一路规划标高约1050米，南侧标高970米，新城中间是一条贯穿南北的北川河，东西向分布着约33条冲沟接入北川河。下面就吕梁新城排水管网从规划到设计阶段的一些设计要点进行说明，以期为类似工程提供一些借鉴和参考。
图1 吕梁新城冲沟分布图
（1）外截内排，同期实施
“两山夹一沟”的地形特点，决定了在吕梁新城城市排水管道规划设计初期，必须要明确一点，那就是做好防洪规划，做到“外截内排，同期实施”，外截既做好新城两山的防洪截留工作，山洪水不能进入城市排水管网系统，设计初期市政管网设计人员于两山防洪设计单位就市政排水收水范围，防洪截洪沟的修建位置进行了分析，做到洪水不入城，保证了城市排水管网的安全运行。
（2）排水体制，经济合理
关于新城排水体制的选择，按照国家相关规范规定，新建城区需做到雨污分流的原则，采用了完全分流制，雨水通过雨水管道系统收集后就近排水新城内冲沟河道水系，污水通过污水管网收集后集中汇入下游新建污水处理厂，由于新城范围内南北向高差较大，通过合理的管网布置，整个排水管网系统没有新建排水提升泵站，有效的降低的管网运行成本的同时，保证了新城雨污水的出路。
（3）设计参数，结合实际
考虑到新城范围内地势高差较大，冲沟水系多，暴雨汇水时间短，水量大的特点，结合当地的降雨量及经济发展条件，雨水重现期取1-3年，一般区域选用一年，立交、重要区域选取3年，地面径流系数经过加权平均后取0.5，管道折减系数取1.5，起点汇水时间取10分钟，暴雨强度公式参考离石城区暴雨强度公式。污水设计参数的选取考虑新城给水规划，及远期发展水平采用人均日排水量150升。
（4）就近入河，因地制宜 新城排水管网布置时，充分考虑新城内冲沟水系密布的特点，雨水管道采用局部成网，就近如河的原则，在保证减少入河排水口次数的前期下，尽量减小管道直径，与平原地带不同，这样对雨水系统布置的要求势必会增加，一般情况下平原地带雨水管网的布置主要考虑的是：依据泵站位置的选择，结合道路规划，合理的布置雨水主干管，减小支管的长度，使排水管网的建设符合地块开发建设时序，满足地块的使用。新城污水管网布置时，结合新城内雨污分流的体制，沿南北向主干道敷设污水主干管，由北至南最终接入规划污水处理厂，新城30平方公里规划用地面积，没有设置一座污水提升泵站，减小排水管网的运行的费用，控制了工程投资。
（5）随坡下管，减少投资
在确定了新城的排水体制，雨污水管道布置后，在具体的管道敷设过程中，同样采取了有别于平原地带排水管网敷设的相应措施，吕梁新城雨污水管道敷设时，原则上控制钢筋混凝土管和复合管材的设计流速在2.5m/s左右，既考虑了管道运行的安全性，又充分利用的道路的坡度，减小了管道直径和管道埋深，减小了投资。
（6）冲沟治理，美化环境
黄土丘陵沟壑地带特殊的气候，地质条件决定了其地形，地貌特征，密布的冲沟往往只有在雨季水流才能发挥其泄洪作用，平常冲沟里垃圾遍布，污染十分严重，如不进行治理，既不能保证其在雨季充分的行使其防洪功能，而且影响新城整体环境的改善，因次在新城城市规划初期，冲沟河道的治理应该放在很重要的位置，这不仅关系的整个新城防洪安全，亦对于美化环境意义重大，吕梁新城在规划初期，就对新城范围内北川河两侧的现状冲沟进行了重新的规划，并结合功能组团的划分，地块的合理利用，对20条冲沟，重新规划后，有9条改为暗渠，11条对于冲沟断面进行了整理。8条冲沟在新城范围内在保障防洪安全的前提下，对走向进行了拉直。
（7）多部联动，统一部署
吕梁新城30平方公里的规划面积，在前期规划阶段对规划设计单位提出了很高的要求，同时工程建设的各个业主方如何能做到“多部联动，统一部署”对于工程能否顺利实施事关重要，按照我国目前的行政职能划分，一般防洪规划建设对口的是水利部门，而城市市政建设对口的是城建部门，同时参与到工程建设的部门还涉及到公路交通部门，电力管理部门等，如何从工程进度，工程衔接上协调好各个建设参与方之间的关系，直接决定着工程能否顺利的实施，吕梁新城建设项目作为吕梁市的一项惠民生，促发展的重大工程，政府主管部门从开始就进行了统一部署，真正做到了多部联动，结合吕梁新城丘陵沟壑的地形条件，城市防洪部门和市政管理部门首先就防洪和市政排水的工程范围进行了对接，沿新城东西用地边界规划两条截洪沟保证两山洪水不进城市管网，从源头上保证了新城建成区的防洪安全，管线具体实施过程中，各专业管线穿越河道冲沟的施工由河道部门统一进行施工，市政建设部门和防洪部门就管线路由，过河方式等具体的工程措施进行了对接，在工程时间紧张，施工队伍多的条件下保证了工城顺利实施，避免了重复施工，工期不协调等问题。
4 小結
任何一项工程的顺利实施，无不倾注的建设各参与方的幸勤付出，如何结合工程所处具体条件，合理的进行前期规划，优化施工设计从而保证工程工期质量，特别是吕梁新城建设这样的特殊地质条件下的大面积的新城区开发建设，不仅关乎地方经济的发展，更是造福一方百姓的惠民工程，更需要我们设计单位精心组织，结合实际情况，从科学合理出发，以为老百姓规划设计出百年工程，期望本文能为类似工程提供一点工程经验。
参考文献：
[1]白云健.山区丘陵地区城镇排水工程设计探讨[J].中国市政工程，1994，64（1）：47-49.
[2]陈月英.丘陵地区排水设计的几点体会[J].浙江建筑，2004，21（3）：69-70.
[3]徐云辉.丘陵地区小城镇排水规划浅析——以澧县码头铺镇规划为例[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2012，（3）：40-43.
[4]袁宏林，张志鹏.陕北丘陵沟壑地区中小城镇排水管网设计探讨[J].山西建筑，2008，34（11）：20-21.
作者简介：栾闯（1985-），男，湖北洪湖人，研究生，工程师，从事给排水工程设计。
【关键词】 黄土丘陵沟壑；城市排水；规划；设计
前言：
黄土丘陵沟壑地区作为一种常见的地形条件，在我国分布范围甚广，涉及7省（区），面积21万km2，主要特点是地形破碎，千沟万壑。其独特的地形地貌特点对于排水管网规划与设计的要求有别于平原地区，与此同时，大部分排水管网中的雨污水管道是重力管道，因坡就势是排水管网设计时依据的主要原则，因而在类似地区进行排水管网设计时，需采取一些针对性的措施，合理规划，优化设计，确保城市排水的安全性和经济性。
1 黄土丘陵沟壑地区的特点
顾名思意，黄土丘陵沟壑地区的特点既地形起伏大，沟壑分布密。形成这样的地形原因主要是地区土壤植被对土壤的保护能力弱，雨季集中，雨季雨量大，导致地表被径流雨水不断冲刷，形成沟壑密布，地形狭长的丘陵沟壑地貌。
（1）地形起伏大，为了减少土方的挖填方量，丘陵地区道路标高设计时一般依据地形起伏设置道路纵坡，平原地区道路纵坡一般控制在千分之三以内，而丘陵地区道路纵坡则很难做到平缓，道路纵坡甚至能达到百分之十五，同时地块标高与道路标高高差亦较大，平原地区地块设计标高一般高出路面二十到三十厘米，而丘陵地区地块设计标高同道路高差往往比较大，出现正负2米的高差的情况比较常见。
（2）沟壑分布密，“两山夹一沟”为黄土丘陵沟壑地区城市最常见的地形特点，与此同时，狭长的规划用地范围内往往密布着较多的支沟，这些由于地面径流冲刷形成的支沟往往呈断面窄，深度大的特点，雨季时为干枯状态，且冲沟内污染一般较严重。
2 黄土丘陵沟壑地区城市排水管网设计
地形复杂的特点要求黄土丘陵沟壑地区在排水管网设计时，针对其地形特点，从排水体制的确定，设计参数的选择，管道参数控制，小区预埋的方式等方面充分考虑，优化设计。
（1）随坡下管，看高预埋：平原地区排水管道坡度一般控制在千分之0.5-3之间，通过控制管道最小自净流速来确定管道坡度，丘陵地区排水管道坡度的设计却主要参考道路纵坡，如果因袭平原地区的做法，势必会增大排水管径，加大管道埋深，因此一般地形起伏较大地区坡度确定的原则是控制管道最大流速，金属管道流速控制在10m/s，非金属管道流速控制在5m/s。如果由于坡度起伏导致下游计算管径小于上游计算管径时，可将下游管径放大至与上游一致，保证管道的水力条件。平原地区雨污水管道一般为有需求的地块每隔100米-150米预埋接入管，预埋管道的高程按照覆土1.8米设计，丘陵地区排水管道给地块预留支管时，预埋管的高度应该保证在不影响各专业管线敷设的前提下减量满足地块需求，如果地块高度较低，预埋管位置应敷设在支管能接入的地点预埋，地块排水管道设计时亦须与市政管线接口对接好，如果地块高度较高，则预埋支管在满足管线综合的前提下，无须埋设太深，以减小工程投资。
（2）雨水就近入河，污水集中处理：丘陵地区地形高差大，冲沟水系多，因此在雨水管道设计时，为了减小排水管道工程投资，雨水工程一般采用“局部成网，就近入河”的原则，既控制管道管径埋设的同时，又需减少雨水排出口的个数。分流制的排水体制要求对污水进行统一收集，集中处理，由于丘陵沟壑地区冲沟分布密，污水管道需多次穿越冲沟，丘陵地区地势高差大的特点一般可以保证污水管道无需倒虹处理，污水管道过河时尽量跌水处理，保证污水管道的水力条件。
3 吕梁新城排水管网规划与设计实例
吕梁新城排水管网建设场地位于吕梁离石城区北部，场地特征为典型的黄土丘陵沟壑“两山夹一沟”地形，新城规划用地面积30平方公里，东西向平均长度1.5公里，南北长约20公里，整体地势呈北高南低，东西高中间低，最北侧军纬一路规划标高约1050米，南侧标高970米，新城中间是一条贯穿南北的北川河，东西向分布着约33条冲沟接入北川河。下面就吕梁新城排水管网从规划到设计阶段的一些设计要点进行说明，以期为类似工程提供一些借鉴和参考。
图1 吕梁新城冲沟分布图
（1）外截内排，同期实施
“两山夹一沟”的地形特点，决定了在吕梁新城城市排水管道规划设计初期，必须要明确一点，那就是做好防洪规划，做到“外截内排，同期实施”，外截既做好新城两山的防洪截留工作，山洪水不能进入城市排水管网系统，设计初期市政管网设计人员于两山防洪设计单位就市政排水收水范围，防洪截洪沟的修建位置进行了分析，做到洪水不入城，保证了城市排水管网的安全运行。
（2）排水体制，经济合理
关于新城排水体制的选择，按照国家相关规范规定，新建城区需做到雨污分流的原则，采用了完全分流制，雨水通过雨水管道系统收集后就近排水新城内冲沟河道水系，污水通过污水管网收集后集中汇入下游新建污水处理厂，由于新城范围内南北向高差较大，通过合理的管网布置，整个排水管网系统没有新建排水提升泵站，有效的降低的管网运行成本的同时，保证了新城雨污水的出路。
（3）设计参数，结合实际
考虑到新城范围内地势高差较大，冲沟水系多，暴雨汇水时间短，水量大的特点，结合当地的降雨量及经济发展条件，雨水重现期取1-3年，一般区域选用一年，立交、重要区域选取3年，地面径流系数经过加权平均后取0.5，管道折减系数取1.5，起点汇水时间取10分钟，暴雨强度公式参考离石城区暴雨强度公式。污水设计参数的选取考虑新城给水规划，及远期发展水平采用人均日排水量150升。
（4）就近入河，因地制宜 新城排水管网布置时，充分考虑新城内冲沟水系密布的特点，雨水管道采用局部成网，就近如河的原则，在保证减少入河排水口次数的前期下，尽量减小管道直径，与平原地带不同，这样对雨水系统布置的要求势必会增加，一般情况下平原地带雨水管网的布置主要考虑的是：依据泵站位置的选择，结合道路规划，合理的布置雨水主干管，减小支管的长度，使排水管网的建设符合地块开发建设时序，满足地块的使用。新城污水管网布置时，结合新城内雨污分流的体制，沿南北向主干道敷设污水主干管，由北至南最终接入规划污水处理厂，新城30平方公里规划用地面积，没有设置一座污水提升泵站，减小排水管网的运行的费用，控制了工程投资。
（5）随坡下管，减少投资
在确定了新城的排水体制，雨污水管道布置后，在具体的管道敷设过程中，同样采取了有别于平原地带排水管网敷设的相应措施，吕梁新城雨污水管道敷设时，原则上控制钢筋混凝土管和复合管材的设计流速在2.5m/s左右，既考虑了管道运行的安全性，又充分利用的道路的坡度，减小了管道直径和管道埋深，减小了投资。
（6）冲沟治理，美化环境
黄土丘陵沟壑地带特殊的气候，地质条件决定了其地形，地貌特征，密布的冲沟往往只有在雨季水流才能发挥其泄洪作用，平常冲沟里垃圾遍布，污染十分严重，如不进行治理，既不能保证其在雨季充分的行使其防洪功能，而且影响新城整体环境的改善，因次在新城城市规划初期，冲沟河道的治理应该放在很重要的位置，这不仅关系的整个新城防洪安全，亦对于美化环境意义重大，吕梁新城在规划初期，就对新城范围内北川河两侧的现状冲沟进行了重新的规划，并结合功能组团的划分，地块的合理利用，对20条冲沟，重新规划后，有9条改为暗渠，11条对于冲沟断面进行了整理。8条冲沟在新城范围内在保障防洪安全的前提下，对走向进行了拉直。
（7）多部联动，统一部署
吕梁新城30平方公里的规划面积，在前期规划阶段对规划设计单位提出了很高的要求，同时工程建设的各个业主方如何能做到“多部联动，统一部署”对于工程能否顺利实施事关重要，按照我国目前的行政职能划分，一般防洪规划建设对口的是水利部门，而城市市政建设对口的是城建部门，同时参与到工程建设的部门还涉及到公路交通部门，电力管理部门等，如何从工程进度，工程衔接上协调好各个建设参与方之间的关系，直接决定着工程能否顺利的实施，吕梁新城建设项目作为吕梁市的一项惠民生，促发展的重大工程，政府主管部门从开始就进行了统一部署，真正做到了多部联动，结合吕梁新城丘陵沟壑的地形条件，城市防洪部门和市政管理部门首先就防洪和市政排水的工程范围进行了对接，沿新城东西用地边界规划两条截洪沟保证两山洪水不进城市管网，从源头上保证了新城建成区的防洪安全，管线具体实施过程中，各专业管线穿越河道冲沟的施工由河道部门统一进行施工，市政建设部门和防洪部门就管线路由，过河方式等具体的工程措施进行了对接，在工程时间紧张，施工队伍多的条件下保证了工城顺利实施，避免了重复施工，工期不协调等问题。
4 小結
任何一项工程的顺利实施，无不倾注的建设各参与方的幸勤付出，如何结合工程所处具体条件，合理的进行前期规划，优化施工设计从而保证工程工期质量，特别是吕梁新城建设这样的特殊地质条件下的大面积的新城区开发建设，不仅关乎地方经济的发展，更是造福一方百姓的惠民工程，更需要我们设计单位精心组织，结合实际情况，从科学合理出发，以为老百姓规划设计出百年工程，期望本文能为类似工程提供一点工程经验。
参考文献：
[1]白云健.山区丘陵地区城镇排水工程设计探讨[J].中国市政工程，1994，64（1）：47-49.
[2]陈月英.丘陵地区排水设计的几点体会[J].浙江建筑，2004，21（3）：69-70.
[3]徐云辉.丘陵地区小城镇排水规划浅析——以澧县码头铺镇规划为例[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2012，（3）：40-43.
[4]袁宏林，张志鹏.陕北丘陵沟壑地区中小城镇排水管网设计探讨[J].山西建筑，2008，34（11）：20-21.
作者简介：栾闯（1985-），男，湖北洪湖人，研究生，工程师，从事给排水工程设计。