徐州市海绵城市试点项目截水沟工程建设探讨

董 雷 张丽萍 张崴栋 黄 伟 杨 宁 周苏红

一、研究背景

2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。2014年12月31日，根据习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话精神和中央经济工作会要求，财政部、住房和城乡建设部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。2015年7月，江苏省住建厅下发《关于推进海绵城市建设的指导意见》，部署推进海绵城市建设工作。

江苏省从2016年起开展海绵城市试点建设工作，经过前期的申报、评审、公示等环节，徐州市入围江苏省第一批海绵城市建设省级试点城市。为了贯彻和落实习近平总书记讲话和中央城镇化工作会议精神，徐州市自2013年起启动了多项海绵城市建设工作准备，依托徐州棚户区改造经验和国家级及省级PPP模式示范和试点项目积累的经验，在管理机制和投融资模式方面为海绵城市建设打下了坚实基础。

二、基本情况

徐州市海绵城市建设试点项目区位于徐州市主城区西部，属泉山区。北与泉山城北开发区相隔，西、南方向与铜山区相邻，东接徐州主城区。试点区域东至三环西路、西至纵五路，北抵大彭路，南抵王长山山脊线，总面积约9.9km2，涉及王窑河及故黄河两个流域。

项目区内截水沟工程为海绵城市建设的重要的内容，也是该区域内涝防治的重要措施之一。截水沟工程主要位于项目区东南侧，区内道路纵横，居民区密集，山体面积较大，地面坡度较陡，为易淹易涝区。且随着城市发展建设，区内多条排涝沟渠被填埋，加重了区域洪涝灾害。将项目区南部片区山体涝水及时排除，对海绵城市建设具有重要意义。

三、问题与目标

1.问题分析

示点区内现状雨水管网较少，主要位于马山东路、开元支路、湖西路和三环西路。因此山体下泄雨水多积于周边低洼处，形成内涝，为当地居民出行、生活带来极大不便。

2.建设目标

截水沟主要排除家后山、龟山、小长山、卧牛山等山体涝水，保证山体涝水不对示点区造成危害，结合示点区其他排涝除险措施，有效抵御30年一遇涝水。

四、工程设计

1.汇水分析

根据截水沟的位置及竖向标高，将截水沟的服务范围分为六个区域（见图1），共计264ha。截水沟主要收集并转输山体涝水，兼顾承接部分地块产生的超标降雨径流，以期达到缓解内涝的目的。汇水范围见表1。

2.截水沟平面布置

截水沟总长约8.393km，共分四个片区（见图2）。其中东片区：1.5km；西片区：1.472km；南片区：3.025km；北片区：2.396km。

3.工程设计

本次设计截水沟主要以收集转输山体涝水为主，其断面型式以安全为先，兼顾生态特点，采用草沟、景石护坡明沟、过路涵和箱涵四种型式。草沟主要用于两侧用地比较富裕，山体坡度较缓，来水较缓慢，如西片区家后山北侧等；景石护坡主要用于紧靠山体段，防止山体来水冲刷道路和地块，如东片区小长山西侧、北片区卧牛山南北两侧等；过路涵主要用于草沟穿越道路处，如穿老徐萧公路过路涵等；箱涵主要用于道路两侧无规划绿地或无法满足草沟施工面要求的地段，如马山东路南侧、北片区入王窑河西段等。各段截水沟尺寸见表2。

图1 服务范围示意图

图2 截水沟平面布置图

表1 汇水范围表

表2 截水沟特性表

表3 30年一遇降雨时程表

表4 积水区域积水深度表

4.模拟分析与计算

（1）模型介绍

本项目利用PCSWMM二维淹水分析来校核比选截水沟方案，主要分析截水沟对山水的转输能力以及对城市内涝的缓解作用。

PCSWMM是加拿大水利局在EPA SWMM的基础上进行二次开发得到的商用软件，集成了GIS的数据处理、空间分析以及结果可视化等功能，方便快捷，在城市排水内涝评估方面被广泛应用，并且支持二维地表漫流计算及一维二维耦合模拟。

（2）水文水力边界条件

降雨条件：根据《徐州市海绵城市试点实施方案》，示点区的防涝标准为30年一遇，所以模型采用《徐州市海绵城市试点实施方案》中根据江苏省暴雨等值线图法求得的30年一遇降雨时程（见表3）。

边界条件：由于截水沟排水口为王窑河，所以一维边界岀流条件为MIKE河道模型计算的30年一遇河道洪水位。

（3）规划情况下系统内涝分析

示点区在规划情况下，管网设计标准大多为3～5年，较现状有所提高。在30年一遇降雨条件下，整体内涝比现状有所缓解，但是仍存在局部积水点，按区域主要分四个积水区域，见表4。

（4）截水沟方案下系统内涝分析

经计算，区域1的积水深度较之前有所降低，最大水深约0.16～0.34m；区域2老徐萧公路处基本无内涝现象；区域3处未设置截水沟，所以积水深度与之前相同，需通过排涝管涵解决；区域4的积水面积和深度较之前都有所降低，最大水深约0.18～0.38m。因此截水沟设置对内涝的缓解有较大作用。

五、结语

通过本文计算分析，截水沟工程是徐州市海绵城市建设的重要组成部分，截水沟工程的建设可以在结合规划排水管网措施的基础上，极大地缓解项目区内涝情况，并将多余的雨水转输至周边海绵水体中，提高雨水资源化利用率，增强区域的水资源综合利用能力，改善城市生活质量■