1 大排水系統構成及其與海綿城市相關子系統的銜接關系

     大排水系統的設施可分為“排放設施”與“調蓄設施”兩類，其中，“排放設施”主要包括具備排水功能的地表漫流（豎向控制）、道路（包括道路路面、利用道路紅線內帶狀綠地構建的生態溝渠，詳見本文案例）、溝渠、河道等地表徑流行泄通道，以及轉輸隧道等地下徑流行泄通道，實踐中，往往是幾種設施的組合，此外，還需重視通過道路低點人行道漸變下凹、小區低洼處圍墻底部打通等方式，構建完整、順暢的地表徑流行泄通道；“調蓄設施”則主要包括調蓄塘/池（含調節塘/池）、調蓄隧道、天然水體等地面和地下設施。

    本文重點探討大排水系統的規劃方法，及地表徑流行泄通道的設計方法與案例。

    2.1發達國家大排水系統構建

    2.2我國大排水系統構建及存在的主要問題

    2.2.1城市規劃考慮不足

    2.2.2規范標準有待完善

   2.2.3相關專業、部門應更有效的聯動

    2.2.4已建城區構建難度大

    2.2.5方案設計系統性較差

    3 大排水系統規劃

    總體規劃階段，應明確大排水系統控制標準，保護和合理利用河流、濕地、溝渠等天然蓄排空間，提出用地布局及豎向相關要求，并通過相關專項規劃進行細化、補充。

    4 地表徑流行泄通道設計

    地表徑流行泄通道的設計流程如圖3所示，需指出的是，該設計方法基于手算求解，而當匯水面積較大，地形、相關子系統較為復雜時，宜綜合采用模型模擬方法進行設計。

    地表徑流行泄通道的選擇應依據當地水文條件、地形地貌分析，并通過不同降雨條件下的內澇風險評估等綜合確定。

    匯水區域水文分析應包括下列內容：降雨資料分析；匯水區域邊界、整體豎向、用地構成分析，明確地表排水方向；道路路網布局與豎向分析；調研分析排水管網和雨水口淤堵情況；明確匯水區關鍵節點豎向、斷面控制要求，如匯流路徑交叉點，道路交叉口等；分析其他相關的水問題，如污染、水資源流失等；子匯水區劃分，確定道路、溝渠等作為徑流行泄通道的布局。

    考慮城鎮類型、積水影響程度和內河水位變化等因素，經技術經濟比較，內澇防治設計標準可按照表1的規定取值。

P總It1——內澇防治標準對應的設計降雨強度，L/（s·hm2）；

    需注意的是，該方法未考慮管道匯流時間與徑流行泄通道匯流時間的差異，以及暴雨情景下，管道壓力流時的實際排水能力會大于其滿管流時的設計排水能力等，也未考慮分散式源頭減排設施對徑流雨水的蓄滯作用，所以該方法計算結果較為保守。

    對于道路路面，其排水能力根據道路斷面形式、縱坡等確定，可采用地表漫流和道路邊溝流，通過修正后的曼寧公式進行計算。對于溝渠，其排水能力計算可參照明渠均勻流計算公式，道路路面與溝渠組合使用時，需對二者排水能力進行疊加計算。道路路面過水斷面沿道路縱向發生變化時，應根據其變化情況分段計算。若過水斷面變化過于復雜，可簡化并選擇最不利斷面進行保守計算。

    根據上述計算得出的徑流行泄通道排水能力Q和設計暴雨強度I，可計算徑流行泄通道的最大服務匯水面積A，如式（2），然后與實際的道路匯水面積進行對比，分析是否滿足要求。需指出的是，式（2）適用于小匯水區域（一般小于2 km2）的設計計算，匯水面積較大時可利用模型模擬進行輔助分析。A=Q/(ψP×It1）（2）式中 A——道路/溝渠排水服務面積，hm2；

ψ——綜合徑流系數。

    4.6編制水力計算表

    4.7設計校核

   5 道路徑流行泄通道案例

該項目位于某北方城市生態新區，區域內路網已形成，現狀基本建成占地約1 km2的棚改回遷居住區及中學等，其余地塊已基本出讓。管網為雨污分流，雨水管網就近接入河道與湖泊。

    5.2片區建設目標

   （2）通過源頭減排、現狀雨水管渠、末端調蓄綜合實現小排水系統設計重現期標準由現狀1年一遇提高到2～3年一遇。

    結合區域水文條件分析，并利用上述設計方法對區域內不同類型道路路面的排水能力進行評估，最終分別選擇橫五路的路面與縱十三路兩側帶狀綠地作為徑流行泄通道，如圖4所示。

    5.4道路徑流行泄通道設計過程

匯流時間取15 min，內澇防治系統、雨水管渠系統、大排水系統的設計降雨強度計算如表2所示，根據內澇防治和現狀管渠設計重現期標準，保守計算得到道路徑流行泄通道設計降雨強度，如式（3）所示。PI15=20I15-1I15=178 L/(s·hm2)（3）式中 PI15——道路徑流行泄通道設計降雨強度，L/（s·hm2）；

1I15——雨水管渠設計降雨強度，L/（s·hm2）。

    5.4.2水力計算

     橫五路與縱十三路徑流行泄通道的水力計算斷面如圖8、圖9所示。

     合理構建海綿城市綜合系統，城市大排水系統是關鍵之一，而對于大排水系統的構建，整體豎向用地規劃與水文水力分析是關鍵。本文雖梳理了城市大排水系統的構成及其與海綿城市相關子系統銜接關系，提出了大排水系統的規劃及地表徑流行泄通道的設計方法，但如何更好地指導規劃設計人員進行大排水系統構建，用地空間布局與豎向規劃銜接、匯水區水文計算、徑流行泄通道的設計標準、調蓄設施的規模計算等仍需進一步研究和梳理。

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