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

　　關鍵詞：市政排水,地勢,平原城區,山地城區

　　1 引言

　　城市的排水系統相當于人體的靜脈系統，它不僅反映了一個城市的整體面貌，而且也關系到人們的日常生活。而排水體制的設計是排水系統規劃的關鍵，也影響著環境保護、維護管理和投資等方面。一般來說，城市排水設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計應根據城市本身的地形、氣候、水體、水質、水量、原有排水設施、污水利用情況、環境保護要求和工業企業的規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設計的影響，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計問題分析

　　2.1 平原地區城市排水設計問題分析

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

　　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，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境的惡化。因此平原城市的排水設計中應首選分流排水體制，再結合城市的規劃、當前排水情況和用地的現狀進一步分析設計。

　　2.2 山地城市排水設計問題分析

　　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設計中落差的處理是難點，即要有一定的穩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的，并且受季節的影響明顯。因此為了防止山洪襲擊，在排水系統的設計中應根據需要在城區的邊緣設置截洪溝，以便于將城區后緣的雨水引入到鄰近的沖溝，避免洪水進入到城區，減輕城市排水系統的負擔。

　　3 不同地勢條件下城市排水系統設計

　　3.1平原地區城市排水系統設計

　　根據平原地區特有的地形條件，提出以下設計思想：

　　(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系緊密，要充分的考慮兩者之間的關系。即要重點分析周邊河道的排水水位與排水區域的地勢之間的關系，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計流速，則需要預設沉砂池，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合。

　　(6)若城市周圍河網較少，或排水干渠敷設的距離過長時，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境的改善。

　　(7)加強雨水資源的利用，將防澇排水變為合理的利用雨水資源。

　　3.2山地城市排水系統設計

　　根據山地城市地勢起伏變化的特點，提出以下設計思想：

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

　　當城市結構呈環狀或連續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進行分區，各區獨立運行管理，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若需建造專門排放雨水的系統，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) 為了預防山洪，在城區沿著等高線設置的路網中布置橫向的雨水管道將雨水排進明渠，同時在城區邊緣建造截洪溝將后緣的雨水引入鄰近的沖溝，在沖溝設置蓋板涵和縱向的明渠，直接將洪水排進附近的河流。

　　4 平原地區城市排水設計實例

　　4.1 某縣基本情況

　　某縣地處黃泛沖積平原，地勢平緩，復新河和大沙河縱貫南北流入微山湖。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。城區內部有城河且河道稀少，城區的排水河主要是東側的復新河和北邊的白衣河。該縣還存在著流沙地質災害。

　　4.2 某縣排水系統設計

　　針對該縣典型平原地勢的特征，排水系統設計如下：

　　(1)此老城區現有的排水溝都是雨、污合流的管道，但由于老城區人口密度大等因素的影響，直接轉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備，逐步分區將合流制替換為分流制;在新建城區直接采用雨污分流管道設施。

　　(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制的鋼筋混凝土管道。

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

　　(4)由于該縣存在流沙地質災害，因此排水管道不能埋得過深。適當的將排水干道改建為人工景觀河道。

　　(5)在不淤流速高于設計流速的管段設置沉砂池。

　　5 山地城市排水設計實例

　　5.1某縣基本情況

　　該縣屬于亞熱帶季風性溫濕氣候。境內山地占96%，丘陵平壩占4%，中低山較多。城區高程在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，地質條件惡劣，多次遭遇山洪和泥石流等地質災害的襲擊。

　　5.2 某縣排水系統設計

　　根據該縣的地勢條件及城區土地利用等多方面的因素，排水系統設計如下：

　　(1)城區的排水系統體制采用半分流制。即在雨水的排除系統中增加雨水跳躍井并和排污系統相接，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)城區的排污系統根據土地的利用現狀進行分散式布局。主要分為四個區：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。并在城區沿著等高線設置的路網中布置橫向的雨水管道以將雨水排進明渠，同時在城區邊緣建造截洪溝將后緣的雨水引入鄰近的沖溝，在沖溝設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。

　　6 總結

　　一個城市排水系統的設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，因此在排水系統設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發展理念合理設計和布置排水管網，使得排水系統兼有現實可用性和超前性，建設綠色環保城市。

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