城市圩区雨水的排放模式探讨

王华杰(上海市水务局，上海200040)

　　摘　要：提出了自流排水与内河调蓄相结合的城市圩区雨水的排放模式，分析了传统的市政雨水管网排水模式和城市圩区雨水排放模式的各自特点。松江新城和上海会计学院的实例应用表明，该模式真正体现了“安全、资源、环境”三位一体的可持续发展的战略思想，具有较好的推广应用价值。
　　关键词：城市圩区；雨水排放模式；市政管网；河网调蓄
　　中图分类号：TU992
　　文献标识码：B
　　文章编号：1000-4602(2002)11-0033-03

　　长期以来，上海老城区雨水排水采用市政管网排水模式，忽视了河道的调蓄作用(盲目填河的原因之一)，现上海的集中城市化地区河网水面率不足3%，而在卢湾、黄浦、静安等老市区基本上找不到河道，使得容蓄能力锐减。于是，市政雨水管网排水系统越建越多，但河道却越来越少，内河水位越来越高，致使二级防汛墙越建越高，同时城市的雨岛效应和热岛效应越来越强烈。
　　随着以人为本、环境为重和可持续发展的理念逐渐深入人心，要求从提高城市综合竞争力、建设现代化生态城市的角度来全方位审视河道的容蓄、排水、环境和生态等功能，河网水环境得到了高度重视和保护。随着城市化建设的迅速发展，市区不断向郊区延伸扩展，而郊区密布的河网以及严格雨污分流的要求使在考虑地区排水问题时，除了传统的市政雨水管网排水模式外，还有一种新的符合“安全、资源、环境”三位一体的选择——自流排水与内河调蓄相结合的城市圩区雨水排放模式。

1　排水模式

1.1　市政雨水管网
　　这是传统的也是被当前老城区广泛采用且有效的雨水排放模式，其流程见图1。

　　　　　

　　该排水模式所需的排涝模数较高，雨水泵站的流量较大，管网系统的工程造价也高(据市政雨水排水系统的有关设计资料，不包括污水排放系统的造价约为4000万元/km2)，同时因为缺乏调蓄容量使得集中排泄强度大而加重了外河及周边地区的排水压力。市政雨水管网排水模式适用于建筑物密集、河道稀少而又基本上无新开河的可能且一般难以做到完全雨污分流的城市建成区。
1.2　圩区雨水的排放
　　这是一种与市政雨水管网强力排水模式有不同理念的雨水排放模式，它要求保留适宜的水面积以充分利用内河调蓄能力，同时控制适当的排水间距，因地制宜地建立起具有江南水乡特色的城市圩区排水体系，其流程见图2。

　　　　

　　该雨水排放模式比较适用于城乡结合部地区或农村圩区，这些区域内原有的内河调蓄水面积较多，对生态环境的要求较高并能实行严格的雨污分流，因此有条件也有可能采用城市圩区雨水排放模式。
　　上海市水务局规划室已在松江新城、青浦新城、浦东国际机场、上海会计学院等地区的雨水排水规划中成功地采用了城市圩区雨水排放模式。笔者以松江新城和上海会计学院为例，从不同的角度来阐述城市圩区雨水排放模式的特点。

2　在松江新城的应用

　　从上海市水利分片综合治理的范畴看，松江新城处于西部低洼地区、青松大控制片的腹地。青松大控制片的原规划外围二级泵站装机总流量为255m³/s，现仅建成25m³/s，不足1/10。同时随着片内农村的城市化进程加快，内河调蓄水面率减少，排涝能力远未达标，使得排涝形势非常严峻。因此要求松江新城的开发建设应尽可能减少对外围周边地区的压力。根据上述要求，对两种雨水排放模式进行了比选，认为松江新城采用城市圩区雨水排放模式可体现以下特点：
　　①减少泵站流量，节约工程投资。如采用市政雨水管网排水模式并按“一年一遇”的城市雨水排水标准计算的排涝模数为6.0 m³/(s·km²)，新城面积为12.2km²，故需新建雨水泵站的总流量为73m³/s。但如果采用城市圩区雨水排放模式，尽管需把原有的28条大小河道调整为6条骨干河道、原有5.74%的调蓄水面率调整为4.3%，排涝泵站的总流量也仅为36m³/s，比雨水泵站的总流量减少了一半，工程造价必将大为减少。另外，如果市政雨水排入内河，则还需要配置相应的外围排涝泵站(把内河的水翻到外河)，既增加了内河防汛墙的建设，又造成动力资源的重复浪费。
　　②减轻对外围周边地区的排水压力。由于河道的调蓄作用，所需排涝泵站总流量仅为市政雨水泵站总流量的1/2，使集中排水强度也相应减少了一半，从而大大缓解了对外围青松大控制片的影响，有利于协同治水。
　　③除涝抗风险能力增强。根据松江新城水力模型计算分析，即使降雨量超过标准的20%，通过适当预降内河水位、充分发挥内河容蓄和削峰功能，基本上不会造成积水，增强了除涝抗风险能力。
　　④有利于水资源调度，改善生态环境。松江新城地处黄浦江上游水资源保护区，周围河道密布且又宽广，有着得天独厚的调水条件，可以充分利用油墩港、华田泾等大河来改善城区生态环境。
　　⑤日常运行管理方便，费用相对低廉。市政雨水管网排水系统不仅一次性工程投资大，而且日常的开机运行、管理费用也高。同时，管网深埋地下而易淤积堵塞，疏通养护不方便。而采用城市圩区雨水排放模式，不管是骨干内河还是明渠(加盖板)的日常疏通、养护则要方便得多，费用也低廉得多。
　　⑥可以为新城建设提供大量土方。
　　新城地势低洼(高程一般为2.8～3.2m)，而规划的室外地坪高程为3.8m，土方缺口很大。由于新城原有河道的水质较好(污染较少)，其淤泥基本可用，因此通过调整水系、整治河道和结合景观建设适当开挖湖泊，则可为新城开发建设提供土方约为10×106m³，从而降低了工程总造价。

3　在会计学院的应用

　　上海会计学院占地面积约为2.71×10⁵m²(原有水面积约为31997m²)，设计室外地坪标高为3.9m。学院对防洪排涝的保证度和水环境的质量要求很高，既需要有一定的水质较好的水面来增添校园的灵气，又要体现通视性和亲水性的景观要求，同时两岸也不宜建防汛墙，最高水位必须控制在3.7～3.8m，常水位不宜低于3.0～3.2m。但是，学院所在地区的防洪、除涝及水质状况均很不理想，从上海市水利分片综合治理的范畴看，学院属淀北片的末梢，地区河网水环境质量差，有机污染相当严重，主要污染指标均为Ⅴ类或劣于Ⅴ类，水体长年基本处于黑臭状态。淀北片河网正常水位约为2.3～2.5m，除涝最高控制水位可达4.20m以上，且目前排涝能力尚未达标，防汛压力较大。
　　在实际规划中，因地制宜地采用了城市圩区雨水的排放模式，较好地满足了校园排水和水环境质量的要求。在不增加校园规划水面率的前提下，通过疏理校内水系、建设相关的水利控制工程而形成一个相对独立且可控制的校园水系。通过充分发挥河网的调蓄作用(包括采用预降等措施)，既提高了学院的除涝抗风险保证度，又减少了对外围的排水影响，更为重要的是体现了雨水是一种宝贵的可利用资源的理念。在保证防汛安全的前提下，充分利用河网把雨水尽可能拦蓄起来而不是强排出去，真正实现了“安全、资源、环境”的融合与统一。

4　结语

　　①在比选城市雨水排放模式时，要把治水理念提高到以人为本、环境为重和可持续发展的高度，从地区实际情况出发统筹考虑城市建设开发进度、河网密度、历史特点、未来发展战略以及生态环境的需要等各种因素，因地制宜地选择相应的排水模式。
　　②传统的市政雨水管网排水模式一般适用于城市开发程度高、建筑物密集、骨干河道少而又分布稀疏(基本上无新开河道的可能)且难以做到完全雨污分流的地区。而城市圩区雨水排放模式则适用于新建城市化地区，因其原有内河调蓄水面积较多，对生态环境的要求较高，又能实行严格的雨污分流。
　　③在有条件的地区采用城市圩区雨水排放模式可以减少排涝动力消耗、节约工程投资和日常运行管理费用，既提高了除涝抗风险能力，又缓解了对外围周边地区的排涝压力，同时还可以容蓄宝贵的雨水资源，为城市生态用水提供水源，有利于水资源调度和综合利用以及改善生态环境，具有较好的推广应用价值。

参考文献：

　　[1]张岳.中国水资源与可持续发展[M].南宁：广西科技出版社，2000.
　　[2]郭元裕，李寿声.灌排工程最优规划与管理[M].北京：水利电力出版社，1994.

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　　收稿日期：2002-04-15