老城区雨水系统改造设计——以绵阳市御营坝片区雨水系统改造为例 摘要：老城区雨水排水系统由于建设年代久远，现状排水系统分区混乱，且排水设施设计标准较低，难以满足城市雨水排放要求。以绵阳市御营坝片区雨水系统改造工程为例，在进行充分调研的基础上，梳理雨水排水系统分区，分析其存在问题，详细介绍雨水泵站及主干管网改造方案，案例可供其他老城区雨水系统改造参考借鉴。 关键词：老城区；雨水系统；改造设计
0 前言
近年来，各地区不同程度的强降雨频繁发生，城市内涝问题日益凸显。而老城区雨水排水系统由于建设年代久远，现状排水系统分区混乱，且排水设施设计标准较低，难以满足城市雨水排放要求，内涝问题尤为突出，已严重影响人民正常生活。因此，老城区雨水系统改造迫在眉睫。
2018年7月11日，绵阳发生了建国以来最大的洪灾，地处涪江、安昌江交汇处的三江半岛遭受重创。洪灾的发生暴露出代家湾泵站排水能力不足，周边雨水通道拥堵严重的问题。城市
攻坚计划拟扩容代家湾雨水泵站，并对周边排水通道进行疏通，纾解御营坝片区排水不畅问题。通过对绵阳市御营坝片区雨水系统改造的分析，提出老城区雨水系统改造的思路方法，以期对其他老城区雨水系统改造提供参考。
1 区域雨水排水现状及存在问题
1.1雨水系统现状
御营坝片区是典型的老城区，地势高差较大，以一环路南段为界，一环南路东北至安昌河之间区域地势较低，一环南路西南区域地势较高。区域内现状雨水收集主管为翥鹤堰、李家沟、机场排洪渠、涪翁堰及滨河南路雨水主管，已建代家湾雨水泵站1座，雨水排出口6个，区域雨水系统现状见图1。
图1 区域雨水系统现状图
（1）雨水主管现状
a. 翥鹤堰敷设于现状一环路南段道路下，断面尺寸BxH=3mx2m，收集高区雨水，经区域东南角现状排口直排河道。
b. 涪翁堰位于低区，断面尺寸BxH=3mx2m，仅收集低区雨水，接入滨河南路现状雨水干管后汇入李家沟。
c. 机场排洪渠断面尺寸BxH=3mx2.5m，收集高区雨水后排入安昌河。
d. 李家沟断面尺寸BxH=2~3mx1.8~3m，贯穿高低区，与高区翥鹤堰和低区涪翁堰均有连通，收集高低两区雨水，一路接入代家湾雨水泵站，雨水经提升后排出，另一路重力排入安昌河。
（2）代家湾雨水泵站现状
御营坝片区地势高程高于五年一遇安昌河洪水位453.30m，但局部低于十年一遇洪水位454.
30m。当安昌河低于五年一遇洪水位时，区域雨水基本能重力自流排放；当安昌河高于五年一遇洪水位时，局部区域出现内涝，需启用雨水泵站强排。
现状雨水泵房位于御营坝片区东南，规模7.2m3/s，配置3大2小水泵，受供电容量限制，目前只能运行3大1小水泵，提升能力6.4m3/s，出水采用3.55mx3m箱涵。
1.2雨水系统存在问题
（1）雨水管网排水能力严重不足。区域内雨水管网设计标准低，基本为一年一遇，且部分管网存在堵塞，导致地面径流不能及时排入管网，造成低洼地带出现积水、内涝。
（2）高区雨水汇入低区雨水管网。李家沟高区段雨水接入低区涪翁堰，高区翥鹤堰也接入李家沟低区段，大量客水汇入，超出低区雨水管网及代家湾泵站排水能力，造成排水不畅，形成内涝。
（3）代家湾雨水泵站排水能力不足，不能及时排除内涝水。
2系统改造方案
2.1设计标准
采用绵阳市暴雨强度计算公式 （L/s·ha），综合径流系数ψ=0.7，设计暴雨重现期T＝5年，雨水管道按满流计算，最小设计流速为0.75 m/s。
2.2设计原则
（1）根据排水规划划分排水分区，高水高排，低水低排，将高低区雨水排水系统完全分离。
（2）复核低区排水主通道（涪翁堰、李家沟）及代家湾雨水泵站规模，能满足要求的管道保留利用，不能满足的管道废除新建，保证区域雨水及时排出。
（3）充分考虑近远期结合，在满足近期开发利用的同时，又能满足远期发展要求。
2.3系统改造
（1）高低区雨水系统分离
将李家沟高区段与低区涪翁堰、高区翥鹤堰与李家沟低区段两处交叉口进行改造，设置闸门，防止高区雨水进入低区。
（2）低区雨水排水设施复核
李家沟低区段汇水范围约34.36ha，局部断面尺寸BxH=1mx1m过小，不能满足雨水排放要求，需进行改造；末端与涪翁堰汇合后断面尺寸BxH=3.25mx4.5m，重力排放时满足区域排水需求。
涪翁堰汇水范围约60ha，断面尺寸BxH=3mx2m，与滨河南路雨水干管汇合后，从现状应急泄洪通道重力排放或进入代家湾泵站提升排放，满足雨水排放要求。
代家湾泵站进水箱涵汇水范围约135.56ha，断面尺寸BxH=3.0mx2.6m，箱涵尺寸较小，不能满足雨水排放要求。
区域内雨水支管共约16.5 km，约70%的管道不能满足雨水排放要求。
代家湾雨水泵站汇水范围约150ha，整个区域雨水量约20m3/s，雨水泵站规模7.2 m3/s，不能满足雨水排放要求。
（3）系统方案
扩建代家湾雨水泵站及进水箱涵，规模由7.2 m3/s扩建至20m3/s；新增李家沟雨水排口，并改造李家沟局部段，使其过水能力符合要求，改造系统方案见图2。
图2 改造系统方案图
2.4泵站改造人机对弈
（1）总平面设计
雨水泵站设计规模20 m3/s，现状泵房尺寸偏小，水泵等设备更换后原泵房难以容纳，需进行扩建。扩建方案一，保留现状雨水泵房，再新增1座雨水泵房，需新增用地780m2，新增配电间约150m2，设于新建泵房集水池上部；扩建方案二，拆除现状雨水泵房，在原雨水泵房用地范围内新建1座雨水泵房，新增用地74m2，新增配电间约200m2，设于新建泵房集水池上部，扩建方案比选见表1。
表1 扩建方案比选
方案颗粒冷却塔 | 保留现状，新增泵站 | 拆除后新建泵站 |
占地 | 占地较大，新增用地780m2 | 占地少，新增用地74m2，基本在现有泵站场地内实施 |
景观性 | 挤占路边绿地，距滨河南路人行道最小间距小于3m，对道路景观及视野影响较大 | 冷轧辊不影响现有景观 |
工程费用 | 较低 | 较高 |
能耗 | 水泵效率低、扬程高，现状泵站流量7.2m3/s，装机功率1190kw，功率大，能耗高 | 同等流量装机功率仅800kw，设备效率高、运行能耗省 | 程控步进衰减器系统
管理 | 设备分散、数量多，管理点位多，运行管理人员要求多 | 粉末注射成形设备集中、数量少，便于管理 |
产品维护性 | 水泵使用年限长，临近产品寿命周期，属于淘汰产品，维修配件不易采购； 因淹没水深小，更换现有市场标准产品均不适合，需要定制 | 设备新、效率高 |
| | | 拉丝模
综合考虑后期运行维护方便性、能耗成本，采用拆除后新建泵房方案。
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