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对海绵城市建设中排水分区相关问题的思考

时间:2018-12-03 14:32

来源:中国给水排水

作者:杨正,等

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3合理划定排水分区是海绵城市建设与评价的基础

海绵城市建设正在全国范围内积极推进,排水分区的合理划定对问题识别、规划管控、建设方案编制及后续的监测与效果评价等均具有重要作用。

海绵城市专项规划的编制是科学有序推进海绵城市建设重要的顶层设计工作,住建部联合多位海绵城市建设领域专家共同发表了《浅析海绵城市建设的顶层设计》一文,对专项规划的具体编制内容和要求做了阐述。其中,在规划阐述中明确提出要科学划定排水分区,明确竖向管控要求。并要求海绵城市管控分区的划定要以排水分区为基础,并结合城市控规编制单元等进行适当优化,以便于在规划建设管理时使用。

海绵城市建设方案的制定,针对城市自然生态格局的构建,需要结合河流、湿地、低洼地、径流路径、排水分区、高程、坡度、植被分布、土地利用类型等进行综合分析确定,排水分区是其中的重要因子之一;针对黑臭水体的整治,首先应综合分析其污染源,需要掌握水体的主要排水口分布与对应的排水分区情况,以及分区内管道的排水特征等,进而分析各排水分区的点源、面源污染物排放情况,为后续水体治理方案的制定提供依据;针对城市内涝防治,需要首先调查积水区域对应的排水分区范围,以及分区内的地形与空间条件、管渠运行情况等,分析积水成因,进而提出有针对性的排水防涝技术方案。

排水分区的合理划分,有利于从流域的视角对城市洪涝与黑臭水体等诸多问题进行综合分析,统筹流域上下游关系,避免仅针对某一项目或仅考虑海绵城市试点建设范围,而造成对问题全面把握的缺失,甚至会忽略掉其他更为严重的问题,进而影响建设方案的系统性与科学性,影响海绵城市建设效果。

针对海绵城市的建设效果,需要对以排水分区为基本构成的城市区域内的水生态、水资源、水安全、水环境等相关指标进行综合评价。涉及监测工作的开展,也应以排水分区为基础,对分区内重点项目、末端排水口、受纳水体等开展监测分析,构建涵盖区域、排水分区、项目、设施的综合监测体系。

4排水分区划分方法分析

排水分区的划分首先需要获取地形地貌、管网等基础数据,并对重点区域进行现场踏勘与数据复核。在此基础上,依据区域的具体情况,对排水分区进行划定,确定分区划分精度与分区边界,并对不同排水分区之间、排水口与受纳水体之间的连接性进行分析。排水分区划分的总体思路如图3所示。

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图3 排水分区划分的总体思路

4.1 基础数据分析与现场踏勘

有效资料的获取是合理划分排水分区的第一步,所需资料主要包括:河湖水系与沟渠布局、地形与卫星测绘资料、现状雨污水管渠系统普查数据与主要排水口分布、规划雨污水管网、现状与规划城市用地情况等。

但实际情况,许多城市长期以来对管网、地形等基础设施数据采集、管理等工作不到位,往往缺乏准确、全面的基础数据资料,或缺少对近期建设及时的数据更新,再加上城市管网建设与维护管理不到位导致的管网错接、混接、私接等现象普遍,导致实际获取的图纸资料会出现与实际建设情况不符的问题,进而影响排水分区划分及后续方案设计的准确性与合理性。因此,涉及重要区域的现场踏勘和数据复核至关重要,必要时还需进行相关重点数据的补测。前文提到的美国雨水排放许可中也明确要求梳理区域雨水系统的过程要进行现场勘查工作,并要求针对重点区域的排水口制定现场勘查计划(Outfall Screening Plan),并出具相应的踏勘报告。我国当前海绵城市建设过程中出现的排水分区划分不合理、方案设计不当等诸多问题,多数是现场踏勘的不彻底及对现场条件掌握的不到位所致。

4.2 排水分区划分的主要分类

排水分区的划分主要依据受纳水体的布局与雨水径流的汇流路径,雨水径流的汇流又主要分为地表汇流与管渠汇流两类,根据汇流的不同情况,对排水分区的划分进行相应分类。

无排水管渠或管渠覆盖度较低的区域,主要结合地形地貌,通过分析雨水径流的地表汇流路径来划定分区;管渠覆盖度较高的区域,降雨发生时,雨水径流通过地表漫流、汇流至雨水管渠进行排放,此时,应通过地表汇流过程与管渠汇流的综合分析来划分排水分区。依据排水体制将管渠覆盖区域分为分流制区域、分流制混接区域和合流制区域,依据排放方式的区别,又进一步分为自排区域和强排区域。针对分流制混接与合流制区域,需结合雨污水管网系统布局与污水系统分区,根据截污干管与上游管渠、强排泵站等设施的布局划定分区;针对分流制区域,则主要根据末端排水口与上游对应雨水管渠、强排泵站的汇流范围来划定分区。

4.3 排水分区边界的确定

结合地形地貌、管渠汇流范围、城市用地布局等综合确定分水线作为城市排水分区的边界。山地(坡地)和丘陵城市的水文格局通常会呈现干流、支流、冲沟等级较为分明的树枝状结构,这种水文格局的地表汇流过程较为明确,分水线也较为明显。平原城市水力比降小,水系的自然分级与分水界线不明显,无明显分水线时考虑以主要城市道路排水主干管网的汇水边界作为分区边界,无管网覆盖或管网较少的城市区域,可以利用ArcGIS等工具,叠加建筑、道路等地物信息对平原城市的DEM数据进行细化处理,通过水文分析工具进行分水线的提取确定分区边界,并结合实际地表汇流情况进行修正。同时,综合考虑区域内黑臭水体、洪涝等主要问题的边界条件与治理方案以及对应的项目安排,对排水分区的边界进行相应的优化调整。

需要指出,在规划层面,考虑项目完整性,避免分水线切割地块,便于以分区为单位进行规划管控,可以城市路网作为排水分区的边界进行简化分析。编制片区系统方案时,再进一步结合分区边界周边地块的具体地形坡向与汇流路径对排水分区的边界进行细化调整。

编辑:王媛媛

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