孙彦泽
同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司 200433
摘要：老城区雨水排水系统由于建设年代久远，现状排水系统分区混乱，且排水设施设计标准较低，难以满足城市雨水排放要求。以绵阳市御营坝片区雨水系统改造工程为例，在进行充分调研的基础上，梳理雨水排水系统分区，分析其存在问题，详细介绍雨水泵站及主干管网改造方案，案例可供其他老城区雨水系统改造参考借鉴。
关键词：老城区；雨水系统；改造设计
0 前言
近年来，各地区不同程度的强降雨频繁发生，城市内涝问题日益凸显。而老城区雨水排水系统由于建设年代久远，现状排水系统分区混乱，且排水设施设计标准较低，难以满足城市雨水排放要求，内涝问题尤为突出，已严重影响人民正常生活。因此，老城区雨水系统改造迫在眉睫。
2018年7月11日，绵阳发生了建国以来最大的洪灾，地处涪江、安昌江交汇处的三江半岛遭受重创。洪灾的发生暴露出代家湾泵站排水能力不足，周边雨水通道拥堵严重的问题。城市攻坚计划拟扩容代家湾雨水泵站，并对周边排水通道进行疏通，纾解御营坝片区排水不畅问题。通过对绵阳市御营坝片区雨水系统改造的分析，提出老城区雨水系统改造的思路方法，以期对其他老城区雨水系统改造提供参考。
1 区域雨水排水现状及存在问题
1.1雨水系统现状
御营坝片区是典型的老城区，地势高差较大，以一环路南段为界，一环南路东北至安昌河之间区域地势较低，一环南路西南区域地势较高。区域内现状雨水收集主管为翥鹤堰、李家沟、机场排洪渠、涪翁堰及滨河南路雨水主管，已建代家湾雨水泵站1座，雨水排出口6个，区域雨水系统现状见图1。
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图1 区域雨水系统现状图
（1）雨水主管现状
a. 翥鹤堰敷设于现状一环路南段道路下，断面尺寸BxH=3mx2m，收集高区雨水，经区域东南角现状排口直排河道。
b. 涪翁堰位于低区，断面尺寸BxH=3mx2m，仅收集低区雨水，接入滨河南路现状雨水干管后汇入李家沟。
c. 机场排洪渠断面尺寸BxH=3mx2.5m，收集高区雨水后排入安昌河。
d. 李家沟断面尺寸BxH=2~3mx1.8~3m，贯穿高低区，与高区翥鹤堰和低区涪翁堰均有连通，收集高低两区雨水，一路接入代家湾雨水泵站，雨水经提升后排出，另一路重力排入安昌河。
（2）代家湾雨水泵站现状
御营坝片区地势高程高于五年一遇安昌河洪水位453.30m，但局部低于十年一遇洪水位454.30m。当安昌河低于五年一遇洪水位时，区域雨水基本能重力自流排放；当安昌河高于五年一遇洪水位时，局部区域出现内涝，需启用雨水泵站强排。
现状雨水泵房位于御营坝片区东南，规模7.2m3/s，配置3大2小水泵，受供电容量限制，目前只能运行3大1小水泵，提升能力6.4m3/s，出水采用3.55mx3m箱涵。
1.2雨水系统存在问题
（1）雨水管网排水能力严重不足。区域内雨水管网设计标准低，基本为一年一遇，且部分管网存在堵塞，导致地面径流不能及时排入管网，造成低洼地带出现积水、内涝。
（2）高区雨水汇入低区雨水管网。李家沟高区段雨水接入低区涪翁堰，高区翥鹤堰也接入李家沟低区段，大量客水汇入，超出低区雨水管网及代家湾泵站排水能力，造成排水不畅，形成内涝。
（3）代家湾雨水泵站排水能力不足，不能及时排除内涝水。
2系统改造方案
2.1设计标准
采用绵阳市暴雨强度计算公式
，综合径流系数ψ=0.7，设计暴雨重现期T＝5年，雨水管道按满流计算，最小设计流速为0.75 m/s。
2.2设计原则
（1）根据排水规划划分排水分区，高水高排，低水低排，将高低区雨水排水系统完全分离。
（2）复核低区排水主通道（涪翁堰、李家沟）及代家湾雨水泵站规模，能满足要求的管道保留利用，不能满足的管道废除新建，保证区域雨水及时排出。
（3）充分考虑近远期结合，在满足近期开发利用的同时，又能满足远期发展要求。
2.3系统改造
（1）高低区雨水系统分离
将李家沟高区段与低区涪翁堰、高区翥鹤堰与李家沟低区段两处交叉口进行改造，设置闸门，防止高区雨水进入低区。
（2）低区雨水排水设施复核
李家沟低区段汇水范围约34.36ha，局部断面尺寸BxH=1mx1m过小，不能满足雨水排放要求，需进行改造；末端与涪翁堰汇合后断面尺寸BxH=3.25mx4.5m，重力排放时满足区域排水需求。
涪翁堰汇水范围约60ha，断面尺寸BxH=3mx2m，与滨河南路雨水干管汇合后，从现状应急泄洪通道重力排放或进入代家湾泵站提升排放，满足雨水排放要求。
代家湾泵站进水箱涵汇水范围约135.56ha，断面尺寸BxH=3.0mx2.6m，箱涵尺寸较小，不能满足雨水排放要求。
区域内雨水支管共约16.5 km，约70%的管道不能满足雨水排放要求。
代家湾雨水泵站汇水范围约150ha，整个区域雨水量约20m3/s，雨水泵站规模7.2 m3/s，不能满足雨水排放要求。
（3）系统方案
扩建代家湾雨水泵站及进水箱涵，规模由7.2 m3/s扩建至20m3/s；新增李家沟雨水排口，并改造李家沟局部段，使其过水能力符合要求，改造系统方案见图2。
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图2 改造系统方案图
2.4泵站改造
（1）总平面设计
雨水泵站设计规模20 m3/s，现状泵房尺寸偏小，水泵等设备更换后原泵房难以容纳，需进行扩建。扩建方案一，保留现状雨水泵房，再新增1座雨水泵房，需新增用地780m2，新增配电间约150m2，设于新建泵房集水池上部；扩建方案二，拆除现状雨水泵房，在原雨水泵房用地范围内新建1座雨水泵房，新增用地74m2，新增配电间约200m2，设于新建泵房集水池上部，扩建方案比选见表1。
表1 扩建方案比选
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综合考虑后期运行维护方便性、能耗成本，采用拆除后新建泵房方案。
（2）水泵参数
泵站设计雨水量约20m3/s，选用混流泵6台，4台Q=4.5m3/s，H=8~10m，N=480kW；2台Q=1.38m3/s，H=8~10m，N=132kW。
（3）泵站出水渠道改造
泵站原有出水渠道不能满足雨水排放要求，规模需与改造后泵站配套。新建出水渠道尺寸为BxH=3.6mx3m，穿越滨河南路覆土约2m，出口处采用渐扩设计，保证出口流速小于0.5m/s。
2.5雨水主干管改造
（1）李家沟改造方案
李家沟低区段断面尺寸BxH=1mx1m，不能满足雨水排放要求，需进行改造。改造后断面尺寸BxH=2.5mx2m，上游段与现状BxH=2.5mx1m雨水箱涵连接，箱涵内底标高451.66m，下游段接入现状BxH=3mx2m雨水箱涵，箱涵内底标高451.39m。
（2）李家沟排口设计方案
代家湾雨水泵站规模由7.2 m3/s扩建至20m3/s，原进水箱涵断面尺寸不能满足雨水排放要求，需进行扩建。但由于其周边为住宅小区及绿化，近期不具备改造条件，经与建设部门沟通，近期在李家沟汇入箱涵处增加1个重力排水出口，将李家沟的雨水直接排入安昌河，以解决安昌河水位不高时区域雨水的排放问题。新建李家沟排出口断面尺寸BxH=3mx2.6m，新建箱涵与滨河路现状雨水箱涵沟通。
（3）箱涵清淤
李家沟、涪翁堰、翥鹤堰箱涵淤堵现象严重，需定期清淤，以保证排水畅通。结合工程所在地区实际情况，采用机械冲洗及人力疏通方式清淤。
3结语
绵阳市御营坝片区雨水系统改造工程，通过现状调研，梳理区域雨水排水系统分区，分析其存在问题，对雨水泵站及雨水主干管实施改造。扩建代家湾雨水泵站，拆除原雨水泵房，新建雨水泵房及配电间，并改造泵站出水渠道；改造李家沟低区段；新增李家沟雨水排口；清淤疏通涪翁堰、李家沟及翥鹤堰。工程实施后，有效解决区域排水不畅问题，提高区域排水防涝能力，达到了预期目标。
参考文献：
[1]莫祖澜，吕永鹏，尹冠霖，邹伟国，谭学军. 涝水分流措施在雨水系统提标改造中的应用[J].城市道桥与防洪，2014，11（11）：15-17,25.
[2] 张辰.适当提高排水管网设计标准逐步建立城市内涝防治体系[J].给水排水，2013，39(12):1-3.