城市排水系统改造与雨洪管理技术研究
摘要
关键词
城市排水系统;系统改造;雨洪管理;海绵城市;防灾减灾
正文
引言
城市化带来的人口集聚与城市扩张,使得城市下垫面性质发生显著改变,硬化地面面积不断增加,雨水下渗能力大幅下降,导致降雨径流量急剧增长。传统城市排水系统多采用“快排”模式,管道设计标准偏低,系统布局不够合理,在强降雨天气下极易出现排水不畅、道路积水等问题,甚至引发城市内涝,对城市交通、基础设施及居民生命财产安全造成严重威胁。同时,雨洪资源未得到有效利用,也加剧了部分城市的水资源短缺矛盾。在此背景下,对城市排水系统进行科学改造,创新雨洪管理技术,构建高效、生态的排水与雨洪管理体系,成为当前城市建设与治理的重要课题。加强这一领域的研究,对于提升城市应对极端天气的能力、促进城市水资源可持续利用具有重要的现实意义。
一、城市排水系统与雨洪管理的现状及问题
(一)排水系统设施老化与功能不足
部分城市的排水系统建设年代久远,管道材质老化、腐蚀严重,存在管道破裂、堵塞等问题,导致排水能力大幅衰减。部分区域排水管道管径偏小,与当前城市发展的排水需求不匹配,强降雨时雨水无法及时排出,容易形成局部内涝。此外,排水系统的布局不够科学,部分区域存在排水盲区,雨水收集与排放效率低下,进一步加剧了排水压力。
(二)雨洪管理理念滞后与技术单一
传统雨洪管理以“排洪减涝”为核心目标,忽视了雨水的资源价值,缺乏对雨洪的综合调控与利用意识。在管理技术上,多依赖于排水管道、泵站等工程设施,技术手段相对单一,对生态化管理技术的应用不足。这种被动的管理模式不仅难以有效应对极端降雨天气,还可能对城市生态环境造成破坏,不符合现代城市可持续发展的要求。
(三)系统协同性差与管理机制不完善
城市排水系统与雨洪管理涉及多个部门,各部门之间的职责划分不够清晰,协调配合机制不完善,导致管理工作存在碎片化问题。排水系统、防洪工程、水资源利用等环节缺乏有效衔接,无法形成协同作战的合力。同时,缺乏完善的监测预警体系,对降雨、水位等数据的实时监测与分析能力不足,难以提前预判雨洪风险并及时采取应对措施,影响了雨洪管理的效率与效果。
二、城市排水系统改造的核心方向与技术路径
(一)优化排水系统布局与升级设施
结合城市总体规划,对排水系统布局进行重新梳理与优化,根据不同区域的地形地貌、降雨特征及排水需求,科学规划排水管网的走向与覆盖范围,消除排水盲区。对老化、破损的排水管道进行更换修复,采用高强度、耐腐蚀的新型管道材质,提升管道的使用寿命与排水性能。针对排水压力较大的区域,适当扩大管道管径,增设雨水泵站等提升设施,提高雨水排放的效率与能力,确保雨水能够快速排出。
(二)构建海绵城市理念下的排水体系
将海绵城市理念融入排水系统改造中,注重发挥城市绿地、道路、广场等设施的雨水吸纳、渗透与滞留作用,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化。在城市建设中推广透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地等海绵设施,减少硬化地面面积,增加雨水下渗量,降低地表径流量。通过构建“渗、滞、蓄、净、用、排”相结合的排水体系,实现排水系统与生态环境的协调发展,提升城市应对雨洪的弹性。
(三)推动排水系统智能化升级
通过整合物联网、大数据、人工智能等现代信息技术,我们对排水系统进行了全面的智能化升级改造。在排水管道、泵站、积水点等关键位置,我们部署了多种监测设备,包括传感器和摄像头,这些设备能够实时采集雨水流量、水位、水质等关键数据。这些数据通过先进的网络传输技术,及时传输至智慧管理平台。在平台上,借助大数据分析技术,我们对这些监测数据进行了深度挖掘,实现了对排水系统运行状态的实时监控,能够迅速诊断潜在的故障,并提前预测预警。这种智能化管理不仅显著提高了排水系统的运行效率,也为城市雨洪管理提供了科学、准确的决策依据,确保城市排水系统的安全稳定运行。
三、城市雨洪管理的关键技术与应用策略
(一)雨水收集与资源化利用技术
为了实现雨水的有效利用和循环,我们致力于建立一套完善的雨水收集系统。该系统结合城市建筑、道路、绿地等不同场景,采用多样化的雨水收集方式。在居民小区和公共建筑屋顶,我们安装了雨水收集装置,将收集到的雨水经过处理后,用于绿化灌溉、道路冲洗、景观用水等非饮用水领域,既节约了宝贵的水资源,又美化了城市环境。同时,在城市道路两侧,我们设置了雨水收集沟,收集路面雨水,并通过沉淀、过滤等处理流程,将这些雨水补充到地下水中,既减少了雨水径流量,缓解了排水系统的压力,又促进了水资源的循环利用,为城市的可持续发展提供了有力支持。
(二)生态化雨洪调控技术
为了构建可持续的城市生态系统,我们依托城市自然生态系统,致力于打造一个生态化的雨洪调控体系。这一体系充分利用河流、湖泊、湿地等自然水体的调蓄功能,通过实施生态护岸、河道清淤、湿地修复等一系列生态工程,显著提升自然水体对雨水的吸纳与调蓄能力。在城市滨水区域,我们建设生态缓冲带,有效减少地表径流对水体的污染,并增强雨水的渗透与净化效果。采用生态化技术手段,我们不仅实现了雨洪的自然调控,降低了雨洪灾害风险,还为城市生态环境的改善注入了新的活力,促进城市与自然和谐共生。
(三)建立一体化雨洪管理机制
为了有效应对雨洪灾害,我们必须打破传统部门之间的壁垒,明确界定排水、防洪、水利、市政等部门在雨洪管理中的职责与分工,构建一个统一协调的一体化管理机制。通过加强部门间的沟通协作,实现信息共享、资源共用和联动处置,确保雨洪管理工作的顺畅进行。此外,制定并完善雨洪管理应急预案,定期组织应急演练,提升快速响应和处置雨洪灾害的能力。同时,我们还将加大宣传教育力度,提高公众的雨洪防范意识,鼓励公众积极参与雨洪管理,形成全社会共同关注、共同参与的良好氛围,共同构建安全、和谐的城市生活环境。
结束语
城市排水系统改造与雨洪管理是一项复杂的系统性工程,关乎城市安全、生态环境与可持续发展。当前城市排水与雨洪管理面临着设施老化、理念滞后、协同不足等诸多问题,亟需通过科学的改造与技术创新加以解决。在排水系统改造中,应结合海绵城市理念与智能化技术,优化系统布局,提升排水能力;在雨洪管理中,应注重雨水资源化利用与生态化调控,建立一体化管理机制。通过多维度、全方位的措施,构建高效、生态、智能的排水与雨洪管理体系,不仅能够有效应对雨洪灾害,保障城市安全,还能实现水资源的合理利用,推动城市朝着绿色、可持续的方向发展。未来,还需持续加强技术研发与实践探索,不断完善相关政策与标准,为城市排水与雨洪管理提供更有力的支撑。
参考文献
[1]宋纯.基于排水模型的城市排水系统雨水管网改造研究[J].水利技术监督,2025,(08):356-359+364.
[2]张宝日,常萍,郝佳.城市排水系统升级改造中雨水收集与回用设施的优化布设研究[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(11):26-28.
[3]吴传杰.提升城市排水系统韧性——智慧水务与隧道排水改造研究[J].城市道桥与防洪,2025,(03):169-173.
...