摘要：近年来，受各方因素的影响，我国各大城市在雨季到来后，均出现了不同程度的内涝灾害，城市排水防涝的问题备受关注。从城市出现内涝问题的原因来看，城市排水防涝规划设计的不合理是根本原因之一，并且随着城市建设范围的扩张，原有的城市排水系统已经较难满足今后的城市雨水排放需求，并且当前各城市的排水系统规划设计过程中也存在着诸多的问题。文章将对这些问题展开分析，然后提出相应的解决策略，以供参考。
关键词：城市排水系统;排水防涝设计;城市规划;
近年来，受环球气候因素的影响，我国中南部地区在进入到雨季后，集中性强降雨天气增多，同时由于城市排水系统规划设计上存在的问题，导致各地城市内涝现象层出不穷，严重影响了人们的正常生活与出行；并且内涝带来的泥水、污水等也影响了城市的环境。要想解决这些问题，就需要从城市的排水规划设计方面入手，在充分调查分析的基础上，提出解决方案，从而提升城市的排水防涝能力，营造出良好的城市环境。
1 概述
1.1 做好城市排水防涝规划设计的必要性
城市化的建设，有赖于各项完善的基础设施建设，才能够满足城市居民的日常生产、生活需求，保持城市内良好的生活环境。其中城市排水防涝系统就是基础设施的重要组成部分，对于城市污水以及雨水的及时排出、避免影响城市环境、污染水资源有着重要的作用。城市内的人群分布较为密集，每日所排放的生活污水很多，城市周边的诸多企业也需要排放大量的生产污水，如果不能集中处理，而是随意排放，或者因排水能力不足产生溢流污染，那么必然会影响到城市的环境，导致水资源更加紧缺。同时在降水较多的时期，雨水若无法及时排出，在城市内积聚形成内涝，不仅影响出行，带来生活上的不便，损害城市形象，更会威胁到城市居民生命财产安全。因此，必须做好城市的排水防涝规划设计，只有合理的设计才能保证城市污水以及雨水及时排出，从而维护城市内的良好环境，保障城市的正常运转，实现城市的可持续发展。
1.2 城市排水防涝规划设计的原则与要点
1.2.1 城市排水规划设计原则
（1）满足城市整体规划原则。城市排水系统是城市建设中的基础部分，与城市的生产、生活息息相关，因此其必须在满足城市整体规划的前提下来开展排水系统的规划与设计，如此才能保证排水系统的合理性与可行性，并且保证城市整体规划的完整性。
（2）保护环境与可持续发展的原则。城市排水系统的设计规划，其最终目的就是为了保护水资源以及城市环境，减少水污染以及环境污染，实现城市的持续性发展。因此在进行城市排水防涝体系的设计规划时，必须时刻秉承可持续发展的理念，对城市排水系统进行合理的规划，保证满足城市内污水以及雨水的排放需求。
1.2.2 城市排水规划设计要点
在进行城市排水防涝规划设计时，可按照以下要点来指导设计。第一，保证排水的顺畅与安全。要适当提高设计的标准，并且加强施工过程中的管理，保证排水系统施工的质量，使整个污水以及雨水能够安全排放。第二，注意城市生态环境的保护。在进行排水系统规划设计时，应当尽可能地维护城市原有的山林、水系生态体系，实现生态环境的保护。第三，进行污水的有效处理，污水不得直接排放到流域或者土壤中，必须经过有效处理，因此必须合理的设计污水处理厂以及中转站，避免直接排放造成的水体污染与土壤污染。第四，合理预测排水量。根据当前的气候、居民数量、工厂的生产规模等实际情况，来合理预计排水量，根据排水量设计相应的排水系统管渠尺寸、规模结构等，满足各项排水的需求。
2 问题分析
2.1 设计理念落后
当前部分城市在进行排水防涝的治理时，大多都追求以“短、平、快”为设计理念，但是却忽视了其他方面的影响因素。一方面，在进行排水规划设计时，只重视问题段排水管网的建设，但是没有考虑到海绵城市建设所带来的雨量削减，以及局部管网设计标准提高带来的下游排水量增加，导致下游排水系统压力增大。另一方面，在进行排水时，只考虑到了排水量，而忽视水质的控制。由于缺乏对雨水的治理，导致许多地表污染物跟随降雨过程经冲刷进入雨水管渠系统，造成管网的於堵、损坏以及水体的污染。
2.2 设计方法滞后
我国在进行城市的防水排涝设计时，大多数使用推理公式法来进行相关数据的计算，但是这种方法较为滞后，适用于小规模城市的排水设计，只能计算出小面积内的汇水、均匀产流等情况，因此对于当前大规模的城市排水系统计算并不适用，计算出的结果也并不准确可靠。另外，这种设计方法只能计算出单一流量，而无法反映出管渠系统中流量变化，无法保证排水设计方案的合理性。
2.3 设计标准较低
城市的排水防涝设防标准必须进行合理的确定，但是结合我国目前城市排水防涝设计的实际情况来看，大多数城市存在着设计标准明显偏低的问题。这就造成了一旦降水量超出设防标准，地面的雨水就无法及时排出，进而引发城市内涝问题。造成设计标准偏低的原因主要有以下两方面：第一是在城市排水管网建设的初期，我国参考的是苏联地区的暴雨设防标准，而该地区降水情况与我国相比，降水量很少，因此其标准对于我国来说相对较低，与我国的实际情况并不相符。第二，近年来，受多方因素的影响，我国集中性的暴雨天气增多，降雨量的增多造成原有城市的排水标准变低，无法满足当下的排水需求。
2.4 排水管道材质的选择问题
排水管道的材质与质量对于排水的效果有着关键性的影响，如果管道的质量不合格，不仅会影响排水的效率，还会造成污水的渗漏、扩散，造成环境污染，因此必须重视管道的选型与质量问题。早期有些城市在进行排水防涝系统的设计规划时，为了节约成本，通常会选择价格较低的平口钢筋混凝土排水管道，但是该种材质的管道容易被腐蚀，导致在使用过程中容易出现渗漏，甚至管道断裂、坍塌的风险，通常使用寿命较短，需要经常进行更换。另外也有使用UPVC材质的管道，虽然抗腐蚀性能较强，但是该种材质的管道市场上品种多样，管材质量无法保障，导致实际的使用年限并不能达到设计使用年限。
2.5 雨污分流问题
虽然我国新建的地区实行了雨污分流，但是一些老城区或城中村仍然沿用雨污合流的模式，污水直接排放到水体当中。这种模式的弊端明显可见，如在旱季与雨季管道内的水质、排水量的变化较大，易对污水厂的污水处理形成冲击，影响出水水质稳定；截流式排水系统中易发生合流污水溢流，造成水体污染；如果降雨量大，会造成雨污混合的污水倒灌入居民屋内，给居民带来生活上的不便以及经济上的损失。在这些城市地区如果进行雨污分流的改造，会受很多条件的限制，例如城市的地下管线已成型，并且许多管道交错复杂；地面住宅分布密集，巷道狭窄；这些因素都导致了进行雨污分流改造的难度非常大。
3 解决对策分析
3.1 合理进行规划设计
要想保证城市排水防涝系统规划设计的合理性，必须充分考虑多方面的因素，例如城市的气候、降水量、地势、周边的水域、生活污水以及工业废水的排放量等，同时还要结合城市整体的发展速度以及城市规划，来进行排水防涝系统的设计，保证城市内的排水系统具有足够的排水能力以及净化能力，还要保障排水系统能够达到较长时间的使用寿命。另外，在设计城市的防涝系统时，不能仅仅依据提高雨水管渠设计标准来达到雨水排放的目标，同时还必须考虑到雨水水质的处理和污染控制、内涝防治以及雨水的有效利用等内容。综合上述所有的因素，建设一个集“渗、滞、蓄、净、用、排”功能于一体，符合LID设计理念的环境友好型城市。
为了实现上述一体化的城市排水防涝系统规划设计，应当将其划分为不同的子系统，实现不同的排水防涝作用。除了常规的以排水为主要目的排水管网以及提升泵站外，还应当配套建设地势绿地、植草沟等设施来加速雨水的下渗；修建明渠、湖泊、排水深隧等来实现城市内涝的调节与排放；设置湿地、雨水塘等来实现地表径流的治理。
3.2 创新设计方法
针对城市排水防涝规划设计的方法，除了传统的推理公式法，还应当加强方法上的创新。随着信息技术的发展，其在城市排水防涝规划设计中能够实现较好的应用效果，例如可以利用计算机模拟技术来构建城市的排水模型，该模型能够对某次降雨产生的水量径流进行动态的模拟，根据模拟的结果，能够准确地确定排水管渠尺寸、数量等重要设计参数；还能够模拟城市内的水文循环，判断城市易积水区域范围，并对城市的内涝进行实时监控与分析。可以看出，计算机模拟技术能够实现对传统设计方法的有效补充，为城市排水防涝系统的设计提供准确可靠的参考信息。当前在国外发达国家应用较多的排水模型主要有SWMM、Info Works等，以及国内使用较多的基于SWMM开发的鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统，都起到了非常好的效果，后续城市排水防涝设计中也应当进行合理借鉴和应用。
3.3 提升设计标准
3.3.1 提升排水能力设计标准
为了提升城市内涝防治标准，必须要提高相应的雨水管渠设计标准。在标准制定时，可以适当地参考同地区发达国家的标准。为了减少城市内涝的隐患，我国相关标准已经将新建地区的雨水管渠暴雨强度重现期提高到2～5年，重点地区最高可达10年。在进行新建的城市排水防涝系统设计时，要以此为基准，并结合当地的实际情况适当提升标准，增加城市排水系统的排水能力以及抗涝能力。对于已建成的低标准排水防涝体系，也应当按照新的标准进行逐步改造，结合其他海绵措施建设提升城市面对暴雨时的排水能力以及内涝防治的能力。
3.3.2 提升排涝水质的标准
排涝水质也是城市排水防涝系统设计时应当重点考虑的一个问题，在设计时应当按照较高的标准来进行设计，从而实现地表径流污染的有效控制，改善水体污染等问题。对此我国相关标准中只提出了年径流总量系数的控制标准，但是并没有明确具体的指标，也没有提出相应的径流污染物控制的标准，这就需要设计人员根据城市具体情况，参考国外相关标准、经验，来合理确定相关标准，实现水质的有效控制。
3.4 控制并优化排水管道材质与质量
针对当前城市排水管道应用的混凝土管道以及UPVC管道在质量上的缺陷，应当大力开发并应用新型材料，来弥补传统排水管道的不足。当前一些新型的材料如HDPE排水管、玻璃钢排水管等，整体来说性价比较高，并且防腐性能较强，能够适用于多种土壤环境下。因此在进行城市排水系统的设计时，必须结合实际情况，对所使用的管道材质进行综合对比、合理选择，保证管道系统在设计年限内的正常使用。
3.5 开展雨污分流改造，严格控制污水排放
虽然雨污分流改造存在较大的难度，但是就目前我国的实际情况来看，雨污分流的改造是必然的趋势，只有这样才能缓解当前城市排水系统的压力，也能够避免污水造成的水污染与环境污染。基于整体性改造上存在的难度，可以分步进行雨污分流的改造，具体措施如下：第一，对城市原有的雨污合流排水系统进行综合分析，确定近远期改造实施计划，按从主到次的原则新建独立雨、污水管道，分区逐步完成雨污分流改造。第二，暂不具备改造的地区采用末端污水截流，选择合适截留倍数，使旱季污水进入污水系统。第三，雨、污水管道建设完成后，对片区进行管网排查及错混接改造，废除截流设施，彻底实现雨污分流的改造目标。第四，加大对污水排放的整治力度，企业的生产废水必须要经过处理，达到相关排放标准后才能进行排放，杜绝未处理的污水直接排放至排污管道体系当中。
4 结束语
综合上述分析，当前我国大多城市在排水防涝方面都存在着一系列的问题，包括暴雨排放能力不足、城市内涝严重、水体污染严重等，针对这些问题，需要从根源上做好排水防涝系统的规划设计与改造。通过从应用新方法、提升设计标准、提高管道质量以及雨污分流改造等方面入手，全面提高城市排水防涝的能力，进而为城市居民营造出良好的城市环境。
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