摘要
石家莊市是典型的北方平原城市，具有地勢平坦，降雨分布集中，排水通道較少，地道橋較多，排水管網基礎差等特點。結合城市排水系統特點，規劃對石家莊市排水防澇提出了優先解決排水出路、科學劃分排水分區、提高管網和泵站建設標準、合理布置調蓄設施的系統性解決策略。
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石家莊市中心城區特點
（1）地勢平坦。石家莊市中心城區地處華北平原，西鄰太行山，北瀕滹沱河，地勢起伏較為平坦，自然地形由西北向東南傾斜，平均坡度約千分之一，海拔標高在44~129 m。
（2）降雨分布集中，年際變化較大。見表1。
（3）城市水系建設滯后，排水出路不完善。石家莊市城區水系建設史見表2。
現狀石家莊市城區主要的排水出路是民心河，建設于1997~1999年，主要包括總退水渠、元村明渠、東明渠、南栗明渠、橋西明渠、五支渠等。目前城市嚴重缺乏排水退路，現狀老城區排水主要依靠總退水渠的退水能力，目前總退水渠承擔了約138 km2建成區的排水，但最大設計流量僅為175 m3/s，排水能力已遠遠不能滿足現狀排水需求。
（4）城市水系排水與景觀功能沖突。現狀城市水系主要是民心河，民心河承擔著石家莊市城區重要的水景觀功能。目前民心河沿岸共布置有61個排水閘門，平時雨季為了防止初期雨水污染民心河水質，閘門基本處于關閉狀態，喪失了民心河本身的雨水調蓄與排放功能。
（5）排水系統受鐵路分割嚴重，地道橋較多，多為內澇多發區。受鐵路系統分割，目前石家莊市城區共12個排水系統（見圖1）。
由于鐵路的分割，與鐵路交叉的道路多以地道橋形式存在，現狀城市共有37座排水泵站，其中36座為地道橋泵站。
（6）城市排水管網基礎差，標準低。石家莊市現狀中華大街、平安大街、建設大街等南北向主干管所承擔的雨水匯水區面積約3~4 km2，而主干管管徑多在2.5 m以下，如果按照匯水面積3 km2，管網坡度0.8‰，設計標準2年一遇估算，雨水主管網最大尺寸約3.6 m×2.8 m的方涵。
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中心城區排水（雨水）防澇規劃總體思路
結合石家莊市的降雨、土壤、水資源等因素，綜合考慮石家莊市排水系統的特點，制定石家莊市解決城市排水和內澇問題的總體思路如下：
（1）摸現狀，識別問題。
（2）建模型，科學評估。建立石家莊市中心城區雨水管網、河道和地表的耦合模型，對于不同重現期下的降雨進行模擬，分析現狀雨水管網排水標準，以及劃定城市內澇風險區。
（3）識風險，支撐規劃。
（4）拓出路，確保暢通。針對石家莊市西部四支渠片區以及東部新建地區缺乏排水出路的問題，規劃恢復四支渠排水通道，同時在新建開發區合理布置排水水系，尤其是要確保目前排入環山湖的雨水、部分排入東南環水系的雨水和一部分汪洋溝排水系統的雨水能夠通過規劃新建退水明渠，匯入到洨河，確保石家莊中心城區東部的排水安全。
（5）調分區，重劃流域。
（6）治內河，提升能力。
（7）改主干，梳理系統。石家莊市地勢平坦，管網設計坡度較小，匯水區的大小直接影響著主干雨水管網的建設規模。同時，老城區管網由于全面提標比較困難，因此結合排水分區調整，適當改建主干管網，實現“四兩撥千斤”的效果。
（8）提標準，對接規范。
（9）控源頭，削減徑流。通過低影響開發措施等一系列的措施，促進雨水下滲，不僅能起到降低降雨徑流的峰值流量，延滯峰值來臨時間，更能夠補充地下水。
（10）修調蓄，治理積水。針對地道橋等積水區，因地制宜的選擇空間，合理布置調蓄設施，結合排澇泵站建設，系統治理積水區域。
整體技術路線見圖2。
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石家莊市排水防澇主要規劃方案
3.1內澇風險評估
3.1.1模型構建
本研究通過MIKE21和ARCGIS建立二維地表模型；通過MIKE URBAN和ARCGIS建立雨水管網模型；通過MIKE11建立河道模型。城市雨水管網排水能力評估以及內澇風險評估，是在3個模型的基礎上，通過MIKE FLOOD平臺進行耦合計算，并通過相關統計得到的結果，MIKE FLOOD城市內澇風險評估模型構架見圖3。
3.1.2城市雨水管網排水能力評估
經過統計分析，石家莊市雨水管網排水能力小于1年一遇的比例為64.5%，僅28.9%比例的雨水管網排水能力大于2年一遇。石家莊市現狀管網排水能力評估結果具體見圖4。
3.1.3城市內澇風險區劃
基于MIKE FLOOD耦合模擬結果，在不同暴雨重現期降雨事件下，結合城市地表積水時間和積水深度，城市內澇風險評估采用雙因子評估方法，總體將內澇風險劃分為3類：內澇低風險區、內澇中風險區和內澇高風險區。石家莊市內澇風險矩陣表見表3。
利用ARCGIS軟件對模擬結果進行統計，通過對每個區域內澇積水時間和內澇積水深度進行分析，繪制出石家莊市10年一遇、20年一遇和50年一遇2 h內澇風險區劃圖，其中50年一遇內澇風險圖5。
由內澇風險區劃圖可知，石家莊市內澇風險高風險區主要集中在和平西路與京廣鐵路交叉區域，東部環山湖附近區域，其余高風險區主要分布在地道橋區域。
3.2城市內河水系綜合治理
內河水系綜合治理總體方案是西部恢復四支渠；中部連通石津南支渠與東明渠；東部新建高速公路西明渠、南石明渠、產業區明渠、滹沱河排水通道等排水水系；整治現狀汪洋溝(見圖6)。
主要河道規劃方案如下。
（1）四支渠。規劃整治四支渠，沿苑東街、西王街、苑西街、吉恒街等規劃道路，最終接入南泄洪渠。四支渠為梯形斷面，斷面寬度12~15 m，最大深度3.5 m，總長10.4 km，渠道坡度0.4‰~0.8‰。四支渠匯水范圍為南水北調中線干渠與四支渠之間、四支渠以東部分地區，匯水總面積約為16.3 km2。
（2）東部退水明渠。現狀北部地區排入環山湖，利用公園水面調蓄雨水，其余地區雨水無明確排放出處。規劃新建東部退水明渠，北起環山湖，沿燕山大街至方郄路，向東至東石環路西側，沿東石環路往南，沿化工南路向東，下游接入洨河。東部退水明渠斷面為梯形斷面，斷面寬度20~35 m，最大深度4.5 m，總長約16.5 km，渠道坡度0.4‰~0.8‰。東部退水明渠連接東環水系、環山湖，收集該排水系統雨水。
（3）南石明渠。東南環水系主要為景觀水體，渠底坡度平緩，排水路徑較長，排水能力較弱。規劃新建南石明渠，以東南環水系與京港澳高速交叉口的東南角為起點，連接東南環水系，沿南石環路向東匯入東部退水明渠，增加東南環水系向下游的排水流量，提高東環水系雨水分區內的內澇防治水平。
（4）高速公路西明渠。石津干渠以南、東二環以北、東明渠以東、京珠高速公路以西大部分地區現狀排水主
3.3排水管渠規劃
3.3.1排水分區
規劃區內雨水受納水體眾多，按照地形地勢、規劃水系、城市建設時序等劃分為五支渠、四支渠、南泄洪渠、橋西明渠、東明渠、元村明渠、南栗明渠、總退水渠、石津渠、滹沱河、東環水系、南環水系、高速公路西明渠、東部退水明渠、汪洋溝、產業區東明渠16個雨水分區（見表4）。
3.3.2排水管網
對于現狀雨水管網，由于雨水管網的系統性非常強，其設計標準的提升要求上下游各管段在能力應相互匹配，一般單獨對個別管段進行提標改造意義不大，故本規劃不要求專門對現狀雨水管線進行大規模的提標改造，而是要求在道路改建或雨污分流改造時，相應的雨水管渠按新標準進行建設，以逐步實現整個雨水管網系統的提標。
3.4泵站規劃
規劃新建13個排水（雨水）泵站，主要集中在地道橋、下穿式立交橋處以及排水明渠入滹沱河河口附近；對現狀9個排水（雨水）泵站實施改造，詳見表5。
3.5調蓄設施規劃
調蓄設施的布局綜合考慮內澇風險區的分布；結合地道橋、立交橋等積水點；就近排水主干管網系統布置；結合現狀及規劃用地空間布局。
調蓄設施主要包括地面調蓄設施和地下調蓄設施（見圖7）。
綜合考慮可實施性，減少占地，地下調蓄設施盡量結合城市公園綠地布局，在其下方設置。規劃設置35座，調蓄容量共計14萬m3。
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結語
石家莊市中心城區地勢平坦，降雨分布集中，排水通道較少，地道橋較多，排水管網基礎差，遭遇高強度降雨易出現城市內澇，具有典型的平原地區城市排水系統特點。針對石家莊市的特點，提出了優先解決排水出路，科學劃分排水分區，提高管網和泵站建設標準，合理布置調蓄設施的系統性解決策略。
石家莊內澇問題的解決重在構建大排水系統，大排水系統的關鍵之處在于排水出路的解決。規劃恢復四支渠；連通石津南支渠與東明渠；新建高速公路西明渠、南石明渠、產業區明渠；整治現狀汪洋溝等一系列排水通道。這些水系治理方案的落實是石家莊市排水系統建設的重點。
地道橋等局部內澇點的解決應結合管網改造，泵站提升，調蓄設施的建設綜合整治。地道橋匯水區重在通過合理的管網系統和適當的豎向調整，控制橋區客水水量的匯入。
本文作者：張偉、王家卓，原文標題：《北方平原地區城市排水(雨水)防澇規劃經驗探索—以石家莊市為例》，刊登在《給水排水》2016年10期。
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