摘要：地勢因素極大的影響著一個城市排水系統(tǒng)的設(shè)計。本文首先對地勢平坦的平原城區(qū)和地勢變化劇烈的山地城區(qū)的排水設(shè)計所面臨的主要問題進行分析，然后根據(jù)不同地勢下的特點提出不同的設(shè)計思想，最后分別用實例進行說明。

　　關(guān)鍵詞：市政排水,地勢,平原城區(qū),山地城區(qū)

　　1 引言

　　城市的排水系統(tǒng)相當于人體的靜脈系統(tǒng)，它不僅反映了一個城市的整體面貌，而且也關(guān)系到人們的日常生活。而排水體制的設(shè)計是排水系統(tǒng)規(guī)劃的關(guān)鍵，也影響著環(huán)境保護、維護管理和投資等方面。一般來說，城市排水設(shè)計體制分為分流制和合流制兩種類型。但一個城市具體排水體制的選擇和設(shè)計應(yīng)根據(jù)城市本身的地形、氣候、水體、水質(zhì)、水量、原有排水設(shè)施、污水利用情況、環(huán)境保護要求和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃等條件綜合考慮確定，以加強城市的污染控制和水系徑流管理工作。本文主要分析地勢條件對市政排水系統(tǒng)設(shè)計的影響，進一步提出可行的解決方案，并用實例加以分析。

　　2 不同地勢條件下城市排水設(shè)計問題分析

　　2.1 平原地區(qū)城市排水設(shè)計問題分析

　　平原城區(qū)地勢平坦，地面的高程變化小，夏季雨水較多的時候，城區(qū)周圍河道水位變高，使得排澇的水位超過地面的高程，再加上低洼的地形，容易導(dǎo)致積水頻率過高并且排水困難等現(xiàn)象，甚至可能由于河水倒灌而引發(fā)城市澇災(zāi)。

　　由于合流制排水造價低且易于維護等特點，許多平原城市在建造排水系統(tǒng)時使用雨污合流管道，旱季時在排污管道里會沉積大量的污染物質(zhì)，到汛期時這些累積物會隨著雨水流入水體，甚至流出雨水口溢出地面，造成水體污染和城市環(huán)境的惡化。因此平原城市的排水設(shè)計中應(yīng)首選分流排水體制，再結(jié)合城市的規(guī)劃、當前排水情況和用地的現(xiàn)狀進一步分析設(shè)計。

　　2.2 山地城市排水設(shè)計問題分析

　　山地城市地勢起伏較大，地形特點是落差大、跌落多，并且跌落的縱向距離短，甚至有豎直跌落的情況。因此山地城市的排水系統(tǒng)設(shè)計中落差的處理是難點，即要有一定的穩(wěn)流和消能功能來避免下游的管道被過度沖刷，而且也要能銜接上、下游排水管道及水流。

　　對于許多地勢起伏較大或地形陡峭的山城來說，雨水的排除和山洪的防治是緊密相關(guān)的，并且受季節(jié)的影響明顯。因此為了防止山洪襲擊，在排水系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)根據(jù)需要在城區(qū)的邊緣設(shè)置截洪溝，以便于將城區(qū)后緣的雨水引入到鄰近的沖溝，避免洪水進入到城區(qū)，減輕城市排水系統(tǒng)的負擔。

　　3 不同地勢條件下城市排水系統(tǒng)設(shè)計

　　3.1平原地區(qū)城市排水系統(tǒng)設(shè)計

　　根據(jù)平原地區(qū)特有的地形條件，提出以下設(shè)計思想：

　　(1)平原城市的排水體制適宜采用雨污分流制。

　　(2)由于地勢平坦，河道的水位在排澇水位和正常水位之間變化，因此城市的防洪和排水之間聯(lián)系緊密，要充分的考慮兩者之間的關(guān)系。即要重點分析周邊河道的排水水位與排水區(qū)域的地勢之間的關(guān)系，合理的選擇管道排水和溝渠排水。一般情況下，支管采用管道排水，干管采用溝渠排水。

　　(3)由于地形的高差是有限的，因此排水斷面適宜用排水明渠，以最大限度的利用河道常水位和地面的高差來排水。

　　(4)若存在不能滿足最小坡度要求的管道，即如果管道的不淤流速高于管道的設(shè)計流速，則需要預(yù)設(shè)沉砂池，便于淤泥的沉淀和及時清除，可以延長管道的清淤，方便排水系統(tǒng)的維護。

　　(5)考察河道的排澇水位和正常水位，將機械強排和重力自流相結(jié)合。

　　(6)若城市周圍河網(wǎng)較少，或排水干渠敷設(shè)的距離過長時，適當將排水的主干管道改造成人工景觀河道，這樣既可以減少干管的管徑，縮短了排水管渠排水的距離，并且還有利于城市環(huán)境的改善。

　　(7)加強雨水資源的利用，將防澇排水變?yōu)楹侠淼睦�用雨水資源。

　　3.2山地城市排水系統(tǒng)設(shè)計

　　根據(jù)山地城市地勢起伏變化的特點，提出以下設(shè)計思想：

　　(1)在設(shè)計排水系統(tǒng)體制的時候，可以考慮集中式、分散式和直排式三種形式。

　　當城市結(jié)構(gòu)呈環(huán)狀或連續(xù)性帶狀且布局緊湊時，宜采用集中式體制將污水集中進行處理，占地少且建造成本低;當城市的布局比較分散時，適合采用分散式體制，將整個城市的排水系統(tǒng)進行分區(qū)，各區(qū)獨立運行管理，使得管道埋深淺，主干管道的長度縮短;地勢向鄰近水體傾斜的城區(qū)若需建造專門排放雨水的系統(tǒng)，宜采用直排式體制，使得排水的主干管道能以最短的距離排入鄰近水體。

　　(2)排水管道的落差處理可以采用斜坡性落差處理方法和跌落型落差構(gòu)筑物。

　　在斜坡性落差處理中，對于地勢高差比較大、有一定縱向長度排水管道的落差處理宜采用階梯式落差處理;對于較小管徑的排水管道采用斜管式落差處理;也可以采用多級格柵式消能池以分級的方式處理落差。

　　跌落型落差構(gòu)筑物主要有跌水井、格柵式消能池和豎管式跌落管。其中跌水井的剖面圖如圖1所示。

　　圖1 跌水井剖面圖

　　(3) 為了預(yù)防山洪，在城區(qū)沿著等高線設(shè)置的路網(wǎng)中布置橫向的雨水管道將雨水排進明渠，同時在城區(qū)邊緣建造截洪溝將后緣的雨水引入鄰近的沖溝，在沖溝設(shè)置蓋板涵和縱向的明渠，直接將洪水排進附近的河流。

　　4 平原地區(qū)城市排水設(shè)計實例

　　4.1 某縣基本情況

　　某縣地處黃泛沖積平原，地勢平緩，復(fù)新河和大沙河縱貫?zāi)媳绷魅胛⑸胶�。西南地勢高于東北，地面的高程為38.2～41.1米，坡降在1/3000～1/7000之間。年平均降水量約630.4毫米，鄰近河道的常水位為36.6米，排澇水位為41.22米。城區(qū)內(nèi)部有城河且河道稀少，城區(qū)的排水河主要是東側(cè)的復(fù)新河和北邊的白衣河。該縣還存在著流沙地質(zhì)災(zāi)害。

　　4.2 某縣排水系統(tǒng)設(shè)計

　　針對該縣典型平原地勢的特征，排水系統(tǒng)設(shè)計如下：

　　(1)此老城區(qū)現(xiàn)有的排水溝都是雨、污合流的管道，但由于老城區(qū)人口密度大等因素的影響，直接轉(zhuǎn)換為雨污分流式管道存在困難，因此在使用原有管道的同時增加新的接污設(shè)備，逐步分區(qū)將合流制替換為分流制;在新建城區(qū)直接采用雨污分流管道設(shè)施。

　　(2)由于該縣鄰近河道常水位與地面的高差只有1.6～3.6米，因此在排水管道斷面的設(shè)計中主要采用排水明渠，且干管和支管分別采用排水明溝和預(yù)制的鋼筋混凝土管道。

　　(3)季節(jié)性降雨對該縣城區(qū)的排水影響很大，根據(jù)排澇水位，在可能出現(xiàn)倒灌的河道周圍設(shè)置排澇的泵站，并在管網(wǎng)入排處安裝閘門，以方便排出進入城區(qū)的河水。

　　(4)由于該縣存在流沙地質(zhì)災(zāi)害，因此排水管道不能埋得過深。適當?shù)膶⑴潘�干道改建為人工景觀河道。

　　(5)在不淤流速高于設(shè)計流速的管段設(shè)置沉砂池。

　　5 山地城市排水設(shè)計實例

　　5.1某縣基本情況

　　該縣屬于亞熱帶季風(fēng)性溫濕氣候。境內(nèi)山地占96%，丘陵平壩占4%，中低山較多。城區(qū)高程在182～700米之間，7月、8月和9月的降雨量總和約占全年總降雨量的50%，年平均降雨量為1087.6毫米，地質(zhì)條件惡劣，多次遭遇山洪和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的襲擊。

　　5.2 某縣排水系統(tǒng)設(shè)計

　　根據(jù)該縣的地勢條件及城區(qū)土地利用等多方面的因素，排水系統(tǒng)設(shè)計如下：

　　(1)城區(qū)的排水系統(tǒng)體制采用半分流制。即在雨水的排除系統(tǒng)中增加雨水跳躍井并和排污系統(tǒng)相接，降雨量大時，超出排污管道的雨水將由跳躍井排出，降雨量小時，雨水和污水一起排進污水處理廠。

　　(2)城區(qū)的排污系統(tǒng)根據(jù)土地的利用現(xiàn)狀進行分散式布局。主要分為四個區(qū)：東為江東和早陽、西為大寧河、南邊是高唐、北邊為龍井。

　　(3)城區(qū)排雨水管道主要采用就近放排和高水高排的原則。并在城區(qū)沿著等高線設(shè)置的路網(wǎng)中布置橫向的雨水管道以將雨水排進明渠，同時在城區(qū)邊緣建造截洪溝將后緣的雨水引入鄰近的沖溝，在沖溝設(shè)置蓋板涵和縱向的明渠，直接將洪水排進附近的河流，減少洪水進入城區(qū)。

　　6 總結(jié)

　　一個城市排水系統(tǒng)的設(shè)計要考慮到諸多因素的影響和制約，地勢條件是一個宏觀因素，因此在排水系統(tǒng)設(shè)計的過程中要做到因地制宜，充分利用有利的地理因素與可持續(xù)發(fā)展理念合理設(shè)計和布置排水管網(wǎng)，使得排水系統(tǒng)兼有現(xiàn)實可用性和超前性，建設(shè)綠色環(huán)保城市。

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