1 大排水系统构成及其与海绵城市相关子系统的衔接关系

     大排水系统的设施可分为“排放设施”与“调蓄设施”两类，其中，“排放设施”主要包括具备排水功能的地表漫流（竖向控制）、道路（包括道路路面、利用道路红线内带状绿地构建的生态沟渠，详见本文案例）、沟渠、河道等地表径流行泄通道，以及转输隧道等地下径流行泄通道，实践中，往往是几种设施的组合，此外，还需重视通过道路低点人行道渐变下凹、小区低洼处围墙底部打通等方式，构建完整、顺畅的地表径流行泄通道；“调蓄设施”则主要包括调蓄塘/池（含调节塘/池）、调蓄隧道、天然水体等地面和地下设施。

    本文重点探讨大排水系统的规划方法，及地表径流行泄通道的设计方法与案例。

    2.1发达国家大排水系统构建

    2.2我国大排水系统构建及存在的主要问题

    2.2.1城市规划考虑不足

    2.2.2规范标准有待完善

   2.2.3相关专业、部门应更有效的联动

    2.2.4已建城区构建难度大

    2.2.5方案设计系统性较差

    3 大排水系统规划

    总体规划阶段，应明确大排水系统控制标准，保护和合理利用河流、湿地、沟渠等天然蓄排空间，提出用地布局及竖向相关要求，并通过相关专项规划进行细化、补充。

    4 地表径流行泄通道设计

    地表径流行泄通道的设计流程如图3所示，需指出的是，该设计方法基于手算求解，而当汇水面积较大，地形、相关子系统较为复杂时，宜综合采用模型模拟方法进行设计。

    地表径流行泄通道的选择应依据当地水文条件、地形地貌分析，并通过不同降雨条件下的内涝风险评估等综合确定。

    汇水区域水文分析应包括下列内容：降雨资料分析；汇水区域边界、整体竖向、用地构成分析，明确地表排水方向；道路路网布局与竖向分析；调研分析排水管网和雨水口淤堵情况；明确汇水区关键节点竖向、断面控制要求，如汇流路径交叉点，道路交叉口等；分析其他相关的水问题，如污染、水资源流失等；子汇水区划分，确定道路、沟渠等作为径流行泄通道的布局。

    考虑城镇类型、积水影响程度和内河水位变化等因素，经技术经济比较，内涝防治设计标准可按照表1的规定取值。

P总It1——内涝防治标准对应的设计降雨强度，L/（s·hm2）；

    需注意的是，该方法未考虑管道汇流时间与径流行泄通道汇流时间的差异，以及暴雨情景下，管道压力流时的实际排水能力会大于其满管流时的设计排水能力等，也未考虑分散式源头减排设施对径流雨水的蓄滞作用，所以该方法计算结果较为保守。

    对于道路路面，其排水能力根据道路断面形式、纵坡等确定，可采用地表漫流和道路边沟流，通过修正后的曼宁公式进行计算。对于沟渠，其排水能力计算可参照明渠均匀流计算公式，道路路面与沟渠组合使用时，需对二者排水能力进行叠加计算。道路路面过水断面沿道路纵向发生变化时，应根据其变化情况分段计算。若过水断面变化过于复杂，可简化并选择最不利断面进行保守计算。

    根据上述计算得出的径流行泄通道排水能力Q和设计暴雨强度I，可计算径流行泄通道的最大服务汇水面积A，如式（2），然后与实际的道路汇水面积进行对比，分析是否满足要求。需指出的是，式（2）适用于小汇水区域（一般小于2 km2）的设计计算，汇水面积较大时可利用模型模拟进行辅助分析。A=Q/(ψP×It1）（2）式中 A——道路/沟渠排水服务面积，hm2；

ψ——综合径流系数。

    4.6编制水力计算表

    4.7设计校核

   5 道路径流行泄通道案例

该项目位于某北方城市生态新区，区域内路网已形成，现状基本建成占地约1 km2的棚改回迁居住区及中学等，其余地块已基本出让。管网为雨污分流，雨水管网就近接入河道与湖泊。

    5.2片区建设目标

   （2）通过源头减排、现状雨水管渠、末端调蓄综合实现小排水系统设计重现期标准由现状1年一遇提高到2～3年一遇。

    结合区域水文条件分析，并利用上述设计方法对区域内不同类型道路路面的排水能力进行评估，最终分别选择横五路的路面与纵十三路两侧带状绿地作为径流行泄通道，如图4所示。

    5.4道路径流行泄通道设计过程

汇流时间取15 min，内涝防治系统、雨水管渠系统、大排水系统的设计降雨强度计算如表2所示，根据内涝防治和现状管渠设计重现期标准，保守计算得到道路径流行泄通道设计降雨强度，如式（3）所示。PI15=20I15-1I15=178 L/(s·hm2)（3）式中 PI15——道路径流行泄通道设计降雨强度，L/（s·hm2）；

1I15——雨水管渠设计降雨强度，L/（s·hm2）。

    5.4.2水力计算

     横五路与纵十三路径流行泄通道的水力计算断面如图8、图9所示。

     合理构建海绵城市综合系统，城市大排水系统是关键之一，而对于大排水系统的构建，整体竖向用地规划与水文水力分析是关键。本文虽梳理了城市大排水系统的构成及其与海绵城市相关子系统衔接关系，提出了大排水系统的规划及地表径流行泄通道的设计方法，但如何更好地指导规划设计人员进行大排水系统构建，用地空间布局与竖向规划衔接、汇水区水文计算、径流行泄通道的设计标准、调蓄设施的规模计算等仍需进一步研究和梳理。

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