3合理劃定排水分區是海綿城市建設與評價的基礎
海綿城市建設正在全國范圍內積極推進,排水分區的合理劃定對問題識別、規劃管控、建設方案編制及后續的監測與效果評價等均具有重要作用。
海綿城市專項規劃的編制是科學有序推進海綿城市建設重要的頂層設計工作,住建部聯合多位海綿城市建設領域專家共同發表了《淺析海綿城市建設的頂層設計》一文,對專項規劃的具體編制內容和要求做了闡述。其中,在規劃闡述中明確提出要科學劃定排水分區,明確豎向管控要求。并要求海綿城市管控分區的劃定要以排水分區為基礎,并結合城市控規編制單元等進行適當優化,以便于在規劃建設管理時使用。
海綿城市建設方案的制定,針對城市自然生態格局的構建,需要結合河流、濕地、低洼地、徑流路徑、排水分區、高程、坡度、植被分布、土地利用類型等進行綜合分析確定,排水分區是其中的重要因子之一;針對黑臭水體的整治,首先應綜合分析其污染源,需要掌握水體的主要排水口分布與對應的排水分區情況,以及分區內管道的排水特征等,進而分析各排水分區的點源、面源污染物排放情況,為后續水體治理方案的制定提供依據;針對城市內澇防治,需要首先調查積水區域對應的排水分區范圍,以及分區內的地形與空間條件、管渠運行情況等,分析積水成因,進而提出有針對性的排水防澇技術方案。
排水分區的合理劃分,有利于從流域的視角對城市洪澇與黑臭水體等諸多問題進行綜合分析,統籌流域上下游關系,避免僅針對某一項目或僅考慮海綿城市試點建設范圍,而造成對問題全面把握的缺失,甚至會忽略掉其他更為嚴重的問題,進而影響建設方案的系統性與科學性,影響海綿城市建設效果。
針對海綿城市的建設效果,需要對以排水分區為基本構成的城市區域內的水生態、水資源、水安全、水環境等相關指標進行綜合評價。涉及監測工作的開展,也應以排水分區為基礎,對分區內重點項目、末端排水口、受納水體等開展監測分析,構建涵蓋區域、排水分區、項目、設施的綜合監測體系。
4排水分區劃分方法分析
排水分區的劃分首先需要獲取地形地貌、管網等基礎數據,并對重點區域進行現場踏勘與數據復核。在此基礎上,依據區域的具體情況,對排水分區進行劃定,確定分區劃分精度與分區邊界,并對不同排水分區之間、排水口與受納水體之間的連接性進行分析。排水分區劃分的總體思路如圖3所示。
圖3 排水分區劃分的總體思路
4.1 基礎數據分析與現場踏勘
有效資料的獲取是合理劃分排水分區的第一步,所需資料主要包括:河湖水系與溝渠布局、地形與衛星測繪資料、現狀雨污水管渠系統普查數據與主要排水口分布、規劃雨污水管網、現狀與規劃城市用地情況等。
但實際情況,許多城市長期以來對管網、地形等基礎設施數據采集、管理等工作不到位,往往缺乏準確、全面的基礎數據資料,或缺少對近期建設及時的數據更新,再加上城市管網建設與維護管理不到位導致的管網錯接、混接、私接等現象普遍,導致實際獲取的圖紙資料會出現與實際建設情況不符的問題,進而影響排水分區劃分及后續方案設計的準確性與合理性。因此,涉及重要區域的現場踏勘和數據復核至關重要,必要時還需進行相關重點數據的補測。前文提到的美國雨水排放許可中也明確要求梳理區域雨水系統的過程要進行現場勘查工作,并要求針對重點區域的排水口制定現場勘查計劃(Outfall Screening Plan),并出具相應的踏勘報告。我國當前海綿城市建設過程中出現的排水分區劃分不合理、方案設計不當等諸多問題,多數是現場踏勘的不徹底及對現場條件掌握的不到位所致。
4.2 排水分區劃分的主要分類
排水分區的劃分主要依據受納水體的布局與雨水徑流的匯流路徑,雨水徑流的匯流又主要分為地表匯流與管渠匯流兩類,根據匯流的不同情況,對排水分區的劃分進行相應分類。
無排水管渠或管渠覆蓋度較低的區域,主要結合地形地貌,通過分析雨水徑流的地表匯流路徑來劃定分區;管渠覆蓋度較高的區域,降雨發生時,雨水徑流通過地表漫流、匯流至雨水管渠進行排放,此時,應通過地表匯流過程與管渠匯流的綜合分析來劃分排水分區。依據排水體制將管渠覆蓋區域分為分流制區域、分流制混接區域和合流制區域,依據排放方式的區別,又進一步分為自排區域和強排區域。針對分流制混接與合流制區域,需結合雨污水管網系統布局與污水系統分區,根據截污干管與上游管渠、強排泵站等設施的布局劃定分區;針對分流制區域,則主要根據末端排水口與上游對應雨水管渠、強排泵站的匯流范圍來劃定分區。
4.3 排水分區邊界的確定
結合地形地貌、管渠匯流范圍、城市用地布局等綜合確定分水線作為城市排水分區的邊界。山地(坡地)和丘陵城市的水文格局通常會呈現干流、支流、沖溝等級較為分明的樹枝狀結構,這種水文格局的地表匯流過程較為明確,分水線也較為明顯。平原城市水力比降小,水系的自然分級與分水界線不明顯,無明顯分水線時考慮以主要城市道路排水主干管網的匯水邊界作為分區邊界,無管網覆蓋或管網較少的城市區域,可以利用ArcGIS等工具,疊加建筑、道路等地物信息對平原城市的DEM數據進行細化處理,通過水文分析工具進行分水線的提取確定分區邊界,并結合實際地表匯流情況進行修正。同時,綜合考慮區域內黑臭水體、洪澇等主要問題的邊界條件與治理方案以及對應的項目安排,對排水分區的邊界進行相應的優化調整。
需要指出,在規劃層面,考慮項目完整性,避免分水線切割地塊,便于以分區為單位進行規劃管控,可以城市路網作為排水分區的邊界進行簡化分析。編制片區系統方案時,再進一步結合分區邊界周邊地塊的具體地形坡向與匯流路徑對排水分區的邊界進行細化調整。
編輯:王媛媛
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