摘要：地势因素极大的影响着一个城市排水系统的设计。本文首先对地势平坦的平原城区和地势变化剧烈的山地城区的排水设计所面临的主要问题进行分析，然后根据不同地势下的特点提出不同的设计思想，最后分别用实例进行说明。
关键词：市政排水,地势,平原城区,山地城区
1 引言
城市的排水系统相当于人体的静脉系统，它不仅反映了一个城市的整体面貌，而且也关系到人们的日常生活。而排水体制的设计是排水系统规划的关键，也影响着环境保护、维护管理和投资等方面。一般来说，城市排水设计体制分为分流制和合流制两种类型。但一个城市具体排水体制的选择和设计应根据城市本身的地形、气候、水体、水质、水量、原有排水设施、污水利用情况、环境保护要求和工业企业的规划等条件综合考虑确定，以加强城市的污染控制和水系径流管理工作。本文主要分析地势条件对市政排水系统设计的影响，进一步提出可行的解决方案，并用实例加以分析。
2 不同地势条件下城市排水设计问题分析
2.1 平原地区城市排水设计问题分析
平原城区地势平坦，地面的高程变化小，夏季雨水较多的时候，城区周围河道水位变高，使得排涝的水位超过地面的高程，再加上低洼的地形，容易导致积水频率过高并且排水困难等现象，甚至可能由于河水倒灌而引发城市涝灾。
由于合流制排水造价低且易于维护等特点，许多平原城市在建造排水系统时使用雨污合流管道，旱季时在排污管道里会沉积大量的污染物质，到汛期时这些累积物会随着雨水流入水体，甚至流出雨水口溢出地面，造成水体污染和城市环境的恶化。因此平原城市的排水设计中应首选分流排水体制，再结合城市的规划、当前排水情况和用地的现状进一步分析设计。
2.2 山地城市排水设计问题分析
山地城市地势起伏较大，地形特点是落差大、跌落多，并且跌落的纵向距离短，甚至有竖直跌落的情况。因此山地城市的排水系统设计中落差的处理是难点，即要有一定的稳流和消能功能来避免下游的管道被过度冲刷，而且也要能衔接上、下游排水管道及水流。
对于许多地势起伏较大或地形陡峭的山城来说，雨水的排除和山洪的防治是紧密相关的，并且受季节的影响明显。因此为了防止山洪袭击，在排水系统的设计中应根据需要在城区的边缘设置截洪沟，以便于将城区后缘的雨水引入到邻近的冲沟，避免洪水进入到城区，减轻城市排水系统的负担。
3 不同地势条件下城市排水系统设计
3.1平原地区城市排水系统设计
根据平原地区特有的地形条件，提出以下设计思想：
(1)平原城市的排水体制适宜采用雨污分流制。
(2)由于地势平坦，河道的水位在排涝水位和正常水位之间变化，因此城市的防洪和排水之间联系紧密，要充分的考虑两者之间的关系。即要重点分析周边河道的排水水位与排水区域的地势之间的关系，合理的选择管道排水和沟渠排水。一般情况下，支管采用管道排水，干管采用沟渠排水。
(3)由于地形的高差是有限的，因此排水断面适宜用排水明渠，以最大限度的利用河道常水位和地面的高差来排水。
(4)若存在不能满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设计流速，则需要预设沉砂池，便于淤泥的沉淀和及时清除，可以延长管道的清淤，方便排水系统的维护。
(5)考察河道的排涝水位和正常水位，将机械强排和重力自流相结合。
(6)若城市周围河网较少，或排水干渠敷设的距离过长时，适当将排水的主干管道改造成人工景观河道，这样既可以减少干管的管径，缩短了排水管渠排水的距离，并且还有利于城市环境的改善。
(7)加强雨水资源的利用，将防涝排水变为合理的利用雨水资源。
3.2山地城市排水系统设计
根据山地城市地势起伏变化的特点，提出以下设计思想：
(1)在设计排水系统体制的时候，可以考虑集中式、分散式和直排式三种形式。
当城市结构呈环状或连续性带状且布局紧凑时，宜采用集中式体制将污水集中进行处理，占地少且建造成本低;当城市的布局比较分散时，适合采用分散式体制，将整个城市的排水系统进行分区，各区独立运行管理，使得管道埋深浅，主干管道的长度缩短;地势向邻近水体倾斜的城区若需建造专门排放雨水的系统，宜采用直排式体制，使得排水的主干管道能以最短的距离排入邻近水体。
(2)排水管道的落差处理可以采用斜坡性落差处理方法和跌落型落差构筑物。
在斜坡性落差处理中，对于地势高差比较大、有一定纵向长度排水管道的落差处理宜采用阶梯式落差处理;对于较小管径的排水管道采用斜管式落差处理;也可以采用多级格栅式消能池以分级的方式处理落差。
跌落型落差构筑物主要有跌水井、格栅式消能池和竖管式跌落管。其中跌水井的剖面图如图1所示。
图1 跌水井剖面图
(3) 为了预防山洪，在城区沿着等高线设置的路网中布置横向的雨水管道将雨水排进明渠，同时在城区边缘建造截洪沟将后缘的雨水引入邻近的冲沟，在冲沟设置盖板涵和纵向的明渠，直接将洪水排进附近的河流。
4 平原地区城市排水设计实例
4.1 某县基本情况
某县地处黄泛冲积平原，地势平缓，复新河和大沙河纵贯南北流入微山湖。西南地势高于东北，地面的高程为38.2～41.1米，坡降在1/3000～1/7000之间。年平均降水量约630.4毫米，邻近河道的常水位为36.6米，排涝水位为41.22米。城区内部有城河且河道稀少，城区的排水河主要是东侧的复新河和北边的白衣河。该县还存在着流沙地质灾害。
4.2 某县排水系统设计
针对该县典型平原地势的特征，排水系统设计如下：
(1)此老城区现有的排水沟都是雨、污合流的管道，但由于老城区人口密度大等因素的影响，直接转换为雨污分流式管道存在困难，因此在使用原有管道的同时增加新的接污设备，逐步分区将合流制替换为分流制;在新建城区直接采用雨污分流管道设施。
(2)由于该县邻近河道常水位与地面的高差只有1.6～3.6米，因此在排水管道断面的设计中主要采用排水明渠，且干管和支管分别采用排水明沟和预制的钢筋混凝土管道。
(3)季节性降雨对该县城区的排水影响很大，根据排涝水位，在可能出现倒灌的河道周围设置排涝的泵站，并在管网入排处安装闸门，以方便排出进入城区的河水。
(4)由于该县存在流沙地质灾害，因此排水管道不能埋得过深。适当的将排水干道改建为人工景观河道。
(5)在不淤流速高于设计流速的管段设置沉砂池。
5 山地城市排水设计实例
5.1某县基本情况
该县属于亚热带季风性温湿气候。境内山地占96%，丘陵平坝占4%，中低山较多。城区高程在182～700米之间，7月、8月和9月的降雨量总和约占全年总降雨量的50%，年平均降雨量为1087.6毫米，地质条件恶劣，多次遭遇山洪和泥石流等地质灾害的袭击。
5.2 某县排水系统设计
根据该县的地势条件及城区土地利用等多方面的因素，排水系统设计如下：
(1)城区的排水系统体制采用半分流制。即在雨水的排除系统中增加雨水跳跃井并和排污系统相接，降雨量大时，超出排污管道的雨水将由跳跃井排出，降雨量小时，雨水和污水一起排进污水处理厂。
(2)城区的排污系统根据土地的利用现状进行分散式布局。主要分为四个区：东为江东和早阳、西为大宁河、南边是高唐、北边为龙井。
(3)城区排雨水管道主要采用就近放排和高水高排的原则。并在城区沿着等高线设置的路网中布置横向的雨水管道以将雨水排进明渠，同时在城区边缘建造截洪沟将后缘的雨水引入邻近的冲沟，在冲沟设置盖板涵和纵向的明渠，直接将洪水排进附近的河流，减少洪水进入城区。
6 总结
一个城市排水系统的设计要考虑到诸多因素的影响和制约，地势条件是一个宏观因素，因此在排水系统设计的过程中要做到因地制宜，充分利用有利的地理因素与可持续发展理念合理设计和布置排水管网，使得排水系统兼有现实可用性和超前性，建设绿色环保城市。
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