我国平原水网地区排水规划与运行管理

我国平原水网地区排水规划与运行管理

1排水政策规划的层次根据规划，城市排水规划分为两种类型。一是作为城市规划的组成部分,在编制城市规划过程中同步编制的城市排水规划(以下简称排水专业规划);二是独立于城市规划单独编制的城市排水规划(以下简称排水专项规划)。排水专业规划又分为排水总体规划和详细规划两个层次,规划范围一般与用地布局范围一致。一些大中城市在总规的基础上进一步编制了分区规划,相应地也有分区层次的排水专业规划,但这一层次的规划不具普遍性。按照现行《城市规划编制办法》(以下简称《编制办法》),排水专业规划属于法定规划。各层次排水专业规划的关系是上一层次的规划指导下一层次的规划。排水专项规划没有层次划分,除管网密度受道路网密度影响有一定差别外,其它方面通常达到详细规划的深度,规划范围有的与总规的规划建设用地一致,有的是总规的某一片区或排水的某一分区。排水专项规划在《编制办法》中没有明确要求,不属于法定规划。2平原水网区域的城市排水规划主要问题2.1人工地排水规划需要进一步优化根据现行《编制办法》及《城市规划编制办法实施细则》(以下简称《实施细则》),排水总体规划的任务是综合协调并确定城市排水设施的发展目标和总体布局。雨水工程规划内容包括∶确定排水体制;划分排水分区,估算雨水总量;进行排水管、渠系统规划布局,确定主要泵站及位置。排水详细规划的任务是以总体规划为依据,进一步确定排水管道平面位置、管径和控制点标高。显然,城市排水中的许多问题是在总体规划阶段解决,详细规划只是总体规划的深入或具体化。目前城市排水(雨水)总体规划的状况是∶规划内容过于简单,缺乏必要的分析论证和综合协调。多数规划只是简单地确定排水体制,划分排水分区,罗列雨水流量计算公式和计算参数,粗略地进行排水管网、泵站布置,很难见到对有关问题的分析论证和方案比较。这样的规划在地势较高、地形坡度适中、排水不受周边河流(或海域)水位顶托的城市尚不至于产生太大的问题。但在平原水网地区,特殊的自然条件使得排水非常困难,排水规划需要考虑的问题要复杂得多,这是因为∶(1)平原水网地区城市排水方式不像其它城市那样单一。在排水条件良好的地区,城市排水方式均为自排。而在平原水网地区,城市排水受自然条件的限制,有强排和自排之分。在天然地面高程远低于周边河流一定频率洪水位(或海域高潮位)且高水位持续时间很长、土方来源有限、价格较高的地区,排水方式比较容易确定,即只能采取强排。但在天然地面高程与周边河流洪水位(或海域高潮位)间高差不大或高水位持续时间较短并有土方来源的地区,是采取强排还是自排以及通过什么措施实现自排,如果不深入细致地分析研究当地与排水有关的自然条件和资源条件,进行必要的方案比较,规划确定的排水方式就未必是合理的,并将对城市排水产生深远的影响,出现问题后很难弥补。(2)由于排水方式多样,在平原水网地区确定排水标准时,需要考虑的内容也与一般城市不完全一样。城市排水标准的内涵是一定重现期(或频率)的短历时暴雨能顺利排出,不产生积水。在排水条件良好的地区,城市排水标准只考虑排水管道设计标准即可。而在平原水网地区,当采取强排方式排水时,必然涉及泵站布局及其排水能力;当通过填方达到自排时,必须确定排水基准水位,据此推算最低的城市地面设计高程;当通过城市水系调蓄实现自排时,必须考虑较长历时设计暴雨和周边河流(或海域)的设计洪(潮)水过程线,据此计算所需的调蓄容量。(3)同样由于排水方式多样,平原水网地区城市排水系统比其它城市更为复杂。在排水条件良好的地区,城市排水主要依靠排水管道完成。而在平原水网地区,城市排水系统至少包括排水管道和城市内部的河湖水系,采取强排方式的城市,还需建设排水泵站和控制设施,其中城市水系是整个排水系统极为重要的组成部分。天然水系的调整,将直接影响排水管道布置。在规划深度方面,现行《实施细则》虽然要求总体规划阶段的排水规划要估算各排水分区的雨水总量,确定排水管渠干线位置、走向、管径,但仅仅达到这种深度还难以指导详细规划。详细规划阶段的城市排水,其规划范围只是城市的一小部分,且不一定是一个完整的排水分区。当规划范围只是排水分区的一部分,就存在同周边地区衔接的问题。为此,需要规划管理部门提供足够的规划条件,例如上游地区来水量(并非某一排水分区的排水总量)、排水管渠平面位置和管底高程(仅有管道走向和管径是不够的),下游管底的高程控制,规划区内天然水系调整原则等。按照目前排水总体规划的深度,规划管理部门是难以全面地提供这些条件的。结果是或者降低规划深度,或者根据现状条件只考虑规划区内排水。但城市排水工程是一项系统性很强的工程,如果不考虑周边地段的排水要求,做好排水管渠上下游、干支管在竖向排水能力方面的衔接,必然在某些断面出现排水瓶颈,影响上游地段的排水。排水专业规划存在上述问题,原因是多方面的。第一,要真正解决平原水网地区城市排水的重大问题,需要进行大量的分析研究和协调工作,技术力量和时间的投入要比一般城市大得多,受规划时间进度、经费等因素限制,难以支持更深入的分析研究。第二,现行《编制办法》及其《实施细则》对排水规划的要求只是就一般地区而言,没有针对平原水网地区特殊的自然条件,对城市排水规划提出特定要求。第三,总体规划的图纸比例和《编制办法》对其它相关专业规划的要求不支持更深入的排水规划,例如在《编制办法》中没有要求总规阶段编制竖向规划。而没有竖向规划,不知道城市地面设计高程,排水工程中的水力计算(如雨水流量、排水管渠断面、纵坡、管渠底高程等)是无法进行的。2.2城市总体规划和水保规划之间的矛盾由于排水专业规划内容和深度方面存在上述缺陷,有的城市独立于城市规划,单独编制了排水专项规划。排水专项规划由于针对性强,规划范围至少包含了一个完整的排水分区,规划深度一般都达到了详细规划的深度,应该说对下一步的工程设计是有指导作用的。但这类规划明显与城市总体规划脱节。不少城市在总体规划完成多年、排水问题非常突出、群众呼声非常强烈后,才开始重视并着手编制排水专项规划。这时的问题已很难解决,或者解决起来需要花费很大的代价。等到排水专项规划编制完成后,可能又面临新一轮总体规划修编,城市用地规模、发展方向、道路网结构等又可能进行调整,新编制的排水专项规划又可能不适应新的总体规划,造成技术力量和资金的浪费。此外,目前的排水专项规划对水文、气象、地形地貌、地基基础等自然条件分析研究还显得不够深入,规划水平和质量还有待进一步提高。2.3目前城市排水设施现状及问题多年来,排水规划在单项工程设计中一直未能充分发挥应有的指导和控制作用。这中间有管理方面的原因,例如管理不严,相关部门之间缺少必要的综合协调等;也有规划方面的原因,例如规划滞后,质量不高,内容和深度不能满足设计要求等。而缺乏科学合理的排水规划控制和指导的单项工程设计,工程建成后不可避免地会对城市排水带来影响。目前在一些城市,尤其是技术力量薄弱的中小城市,现已建成的排水设施或相关工程已经暴露出不少问题,常见的问题有∶(1)排水管道设计时,通常就近选择天然水系作为排水出口,但在城市建设时,不少城市天然水系被随意挤占,先期建成的排水管道失去排水出路,不得不长距离地另寻出路。(2)一些作为排水主要通道保留下来的城市内部河道,在河道上新建构筑物(如桥梁、码头等)时,没有充分考虑排水要求,留出的过水断面太小,出现排水瓶颈,严重影响上游地区的排水。近几年由于铁路、高速公路建设时忽视排水问题,造成积水频率和严重程度大大增加的城市已不在少数。(3)一些采取填方后自排的城市,由于没有深入研究周边河流洪水位(或海域高潮位),合理确定城市地面设计高程,某些地段地面设计高程定得过低,出现局部低洼区,造成若新建泵站强排则泵站利用率很低,若维持现状则积水频率较高、达不到应有的排水标准的尴尬局面。(4)有的城市在设计排水干管时,没有充分考虑服务区街坊内支管的接入问题,管底高程定得过高,使相邻街坊内的排水管道根本无法接入。(5)一些城市建设的排水干渠,其过水断面设计没有充分考虑城市发展后地面状况的改变给产汇流带来的影响,排水能力达不到应有的标准,服务区内积水频繁。3总体规划阶段根据以上分析,为了解决平原水网地区城市排水规划中存在矛盾与问题,同时尽量使城市排水规划的内容和深度与现行《编制办法》及其《实施细则》一致,笔者建议∶3.1总体规划阶段的城市排水规划要突出重点。根据平原水网地区城市排水的特殊问题,《实施细则》中的内容有的可适当精简,有的则需进一步加强。在平原水网地区,城市排水规划的重点是解决城市水系规划布局。这是因为∶(1)平原水网地区纵横交错的河渠、星罗密布的湖塘是城市主要的排水通道,在城市水系密度比较大的情况下,依靠管道排水的排水距离不会太长。城市水系排水畅通,排水能力达到应有的标准,整个城市的排水就有了基本保证。(2)在城市建设过程中,为了便于土地利用一般都要对天然水系进行适当调整。有的河湖需要严格保留,有的则可改作城市建设用地,有的河段可能还需要适当改线。如果在城市排水规划中没有对城市水系提出明确的规划要求,一些本该保留的河湖就可能被随意填掉,一些河段的过水断面就可能得不到保证。(3)目前许多城市的总体规划,虽然按照《编制办法》的要求,提出了城市河湖水系的治理目标和总体布局,但主要侧重于城市环境和城市景观,没有很好地与城市排水结合,规划图纸上表现的城市河湖水系也不够细致。这也是造成天然水系被随意填掉的重要原因总体规划阶段城市水系规划应在综合考虑城市环境、景观排水和建设时序的基础上,明确规定在城市开发建设中必须严格保留的天然水系和需要增加的排水通道,划定兰线,进行控制为了突出城市水系规划,便于按照规划严格管理,城市水系规划内容不但要表现在规划图上,而且要在规划文本中体现。至于排水方式和排水标准选择、城市水系过水断面计算、排水泵站布局形式和规模等,虽然也是平原水网地区城市排水应该解决的关键问题,但要提出最佳方案,需要进行详尽的水文分析计算和经济比较,在总体规划阶段还难以做到,可根据具体情况适当从简。一些可能需要的重大排水设施用地(如泵站用地)可在规划中预留。3.2总体规划完成后,应及时组织编制排水专项规划。如上所述,平原水网地区的城市排水总体规划很难达到能指导排水详细规划的深度,有必要在总体规划完成后及时制定排水专项规划,其规划范围最好与总规范围一致,至少应包括一个完整的排水分区。排水专项规划内容和深度是∶(1)划分排水分区,确定排水方式。在天然地面高程与周边河流洪水位(或海域高潮位)之间高差不是很大或高水位持续时间较短并有土方来源的地区,排水方式应在深入分析当地与排水有关的自然条件和资源条件基础上,通过多方案的技术经济比较确定,并分析出现超标暴雨、洪水(或海潮)时的风险。与排水有关的自然条件和资源条件包括∶A规划区天然地面高程与周边不同频率洪水位(或高潮水位)的高差;B不同频率洪水位(或高潮位)的变化幅度;C不同频率洪水(或风暴潮)超过一定水位的持续时间;D暴雨主峰同洪(潮)水主峰的组合关系;E土方来源及其价格等。(2)确定排水标准。当采取强排方式时,应提出泵站布局方案,计算泵站排水能力和用地;当采取填方后自排的排水方式时,应确定排水基准水位和相应的城市地面控制点高程;当依靠城市水系调蓄实现自排时,应确定设计暴雨标准、暴雨历时和周边洪(潮)水位设计过程线,计算所需的调蓄容量。(3)确定排水系统形式及相关排水设施位置、用地面积。平原水网地区城市排水系统通常由排水管道、城市水系、排水泵站和控制设施等单元组成。总体规划确定的城市水系布局,应在排水专项规划中进一步划定水系的用地界限,必要时水系走向还需作适当微调。在采取强排方式的排水分区,泵站和控制设施布局形式不同,直接影响工程投资,要通过多方案比较确定经济合理的泵站和控制设施布局方案。值得注意的是,我国平原水网地区城市排水系统几乎都是在原有农田排水系统基础上形成,许多城市两种排水系统之间还没有完全分开,不同程度地存在城市排水标准难以提高、重复抽排、相互影响等诸多弊端。排水专项规划应研究城市排水系统同农田排水系统的分离问题。实际上,在平原水网地区,适当调整天然水系,增加一些控制设施就可实现城市排水系统同农田排水系统的分离。(4)进行必要的水力计算,确定排水管道各管段的管径、纵坡和管底标高以及城市水系各河段的断面型式、横断面主要尺寸、河底高程。(5)估算工程投资,提出近期建设内容和投资。编制排水专项规划的基本条件是要有大比例尺地形图。此外,要使排水管道较准确地在平面和竖向上定位,还需具有一定深度的道路规划。为了根据排水需要合理确定道路控制点标高,最好道路专项规划和排水专项规划同步编制。事实上,这种类型的道路排水专项规划在一些城市已经编制完成,并在指导道路排水工程设计方面发挥了重要作用。3.3在编制城市道路排水专项规划后,详细规划阶