上海純水設(shè)備分析建設(shè)海綿城市中分區(qū)排水的定義
【水處理設(shè)備行業(yè)新聞】
合理劃分排水分區(qū)是海綿鄉(xiāng)村建設(shè)中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。進(jìn)一步梳理了排水分區(qū)的定義，簡要分析、總結(jié)了排水分區(qū)在美國鄉(xiāng)村雨水管理與我國海綿鄉(xiāng)村建設(shè)中的重要作用，對排水分區(qū)的劃分方法進(jìn)行了論述，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析與現(xiàn)場踏勘，排水分區(qū)劃分的主要分類，排水分區(qū)的邊境確定，排水分區(qū)劃分的精度探討，以及排水分區(qū)的連接性分析，并對其中不同情況涉及的相關(guān)問題進(jìn)行了分析。
以構(gòu)建現(xiàn)代鄉(xiāng)村雨洪管理體系為核心的海綿鄉(xiāng)村建設(shè)正在全國范圍內(nèi)積極推進(jìn)，重點(diǎn)解決鄉(xiāng)村洪澇、上海純水設(shè)備徑流污染、合流制溢流污染等鄉(xiāng)村雨水與水環(huán)境綜合問題，需要構(gòu)建包括源頭控制、排水管渠、超標(biāo)雨水徑流控制等綜合系統(tǒng)，并協(xié)調(diào)銜接污水、水利防洪等系統(tǒng)。實(shí)踐中，區(qū)域洪澇、水體黑臭等問題邊境條件的識別、區(qū)域雨水徑流綜合管控系統(tǒng)方案的制定、海綿鄉(xiāng)村建設(shè)效果的評價(jià)等多方面工作，都需要以排水分區(qū)為基礎(chǔ)開展。因此，綜合考慮不同鄉(xiāng)村和區(qū)域的不同條件，合理劃定排水分區(qū)，對海綿鄉(xiāng)村建設(shè)的有序推進(jìn)具有重要意義。
本文討論的排水分區(qū)主要針對海綿鄉(xiāng)村建設(shè)重點(diǎn)涉及的鄉(xiāng)村雨水排水系統(tǒng)與合流制排水系統(tǒng)。
1排水分區(qū)的定義
排水分區(qū)一詞常用于鄉(xiāng)村市政與小區(qū)排水管渠系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，主要指雨水徑流沿地表與管渠相對獨(dú)立匯集排放的區(qū)域；而從突出地形地貌等對雨水匯流過程的影響，以及突出某設(shè)施匯流服務(wù)范圍的角度，如針對超標(biāo)雨水徑流控制系統(tǒng)、生物滯留等源頭減排設(shè)施的設(shè)計(jì)時(shí)，也常稱之為匯水分區(qū)。因此，排水分區(qū)與匯水分區(qū)二者名稱不同源于其側(cè)重的角度不同，但在實(shí)際工作中，往往需要統(tǒng)籌考慮不同情況下雨水徑流的匯集與排放過程，排水分區(qū)與匯水分區(qū)并無嚴(yán)格的界限，本文以下統(tǒng)稱為排水分區(qū)。
英語中，Watershed,Catchment,Basin皆可用來表示排水分區(qū)/匯水分區(qū)，通?？梢曰ビ茫瑳]有嚴(yán)格的區(qū)分，此外，局部設(shè)計(jì)手冊中以Sewersh表示有排水管網(wǎng)覆蓋的鄉(xiāng)村排水分區(qū)。
對于自然水文過程，從降雨發(fā)生至徑流的形成和匯集主要分為填挖入滲、產(chǎn)流與匯流、滲透與蒸發(fā)三個(gè)階段，地形地貌與河湖水系格局則是影響自然水文過程的主要因素，也是自然未開發(fā)區(qū)域和管渠較少區(qū)域排水分區(qū)劃分的主要依據(jù)。鄉(xiāng)村建設(shè)會(huì)一定水平改變原有的自然地形地貌和水系形態(tài)，鄉(xiāng)村中建筑、路網(wǎng)與排水管渠等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)都會(huì)改變自然的徑流匯流過程，如圖1所示。因此，上海水處理設(shè)備針對鄉(xiāng)村建設(shè)區(qū)域，需要結(jié)合鄉(xiāng)村雨水徑流沿地表與管渠的實(shí)際匯流排放路徑劃分排水分區(qū)，具體劃分方法詳見后文。
圖1鄉(xiāng)村開發(fā)前與開發(fā)后地表水流過程示意
2美國鄉(xiāng)村雨水管理基于排水分區(qū)管控
2.1雨水系統(tǒng)排放許可制度中對排水分區(qū)的要求
美國的NPDESNationalPollutantDisgeEliminationSystem體系是基于清潔水法（CleanWaterA ct要求，國家層面制定的針對水污染管控的污染物排放許可制度。美國環(huán)保局EPA 2007年發(fā)布了NPDES基于流域視角的技術(shù)指南與實(shí)施指南，旨在以流域?yàn)榛A(chǔ)來分析點(diǎn)源與非點(diǎn)源污染物排放情況，并制定相應(yīng)的管控戰(zhàn)略。
針對鄉(xiāng)村雨水系統(tǒng)的排放許可（MunicipalSeparateStormSewerSystemMS4PermitNPDES重要組成局部，該體系下對區(qū)域雨水徑流進(jìn)行綜合管理，要求申請人在許可申請前必需制定相應(yīng)的雨水管理計(jì)劃（StormwaterManagementProgramPlan計(jì)劃的主要內(nèi)容包括了公眾參與和教育、污染物違法排放的督查與控制、新建與改建工程中雨水徑流的管控、后期的維護(hù)管理、監(jiān)測與評估等。
其中，依據(jù)區(qū)域排水口、管網(wǎng)、水系等相關(guān)資料，并結(jié)合現(xiàn)場踏勘繪制區(qū)域最新的雨水系統(tǒng)圖（MS4Map雨水管理計(jì)劃中明確要求的重要內(nèi)容。雨水系統(tǒng)圖中，需要明確雨水系統(tǒng)排水口位置、對應(yīng)排水分區(qū)范圍、區(qū)域內(nèi)的管渠、泵站、調(diào)蓄池等主要雨水設(shè)施，以及主要用地類型等相關(guān)信息，且需要根據(jù)區(qū)域的建設(shè)情況對涉及的雨水系統(tǒng)信息進(jìn)行定期更新。此基礎(chǔ)上，上海反滲透設(shè)備分析各排水分區(qū)內(nèi)是否存在管網(wǎng)混接等導(dǎo)致的污染物違法排放等問題，根據(jù)問題嚴(yán)重水平確定進(jìn)行優(yōu)先控制的排水分區(qū)（PriorityCatch并制定相應(yīng)控制戰(zhàn)略。若排水分區(qū)末端受納水體被美國EPA 認(rèn)定為受損水體（ImpairedWat則需要以排水分區(qū)為基礎(chǔ)進(jìn)一步制定雨水系統(tǒng)的污染物削減計(jì)劃（StormPollutionReductionPlan對雨水系統(tǒng)的污染物排放進(jìn)行管控，同時(shí)需要符合該受損水體的TMDL計(jì)劃中對污染物排放的總體要求。
2.2排水總體規(guī)劃中基于排水分區(qū)的徑流峰值管控
針對鄉(xiāng)村排水防澇，美國基于流域管理理念在不同區(qū)域設(shè)置有鄉(xiāng)村排水與洪澇控制區(qū)（UrbanDrainageandFloodControlDistrict旨在結(jié)合所在區(qū)域的特點(diǎn)，針對鄉(xiāng)村排水與洪澇問題進(jìn)行統(tǒng)籌管理，制定相關(guān)政策與技術(shù)手冊，并安排相關(guān)工程項(xiàng)目。其中，編制區(qū)域的排水總體規(guī)劃（UrbanDrainageMasterPlan很多地區(qū)正在推廣實(shí)施的一項(xiàng)重要工作，例如，科羅拉多州鄉(xiāng)村排水與洪澇控制區(qū)根據(jù)其所轄范圍內(nèi)主要水系劃分了43個(gè)主要流域，要求自2016年開始至2020年，五年時(shí)間內(nèi)完成全部流域的排水總體規(guī)劃。鄉(xiāng)村的開發(fā)建設(shè)需要依據(jù)所屬流域排水總體規(guī)劃要求的水系允許排入徑流流量，對上游對應(yīng)的鄉(xiāng)村不同排水分區(qū)進(jìn)行徑流峰值流量排放管控，并需要以此為依據(jù)在地塊—排水分區(qū)—流域”不同尺度內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的集中或分散調(diào)蓄設(shè)施。管控思路如圖2所示。
圖2基于“地塊—排水分區(qū)—流域”徑流峰值管控示意
3合理劃定排水分區(qū)是海綿鄉(xiāng)村建設(shè)與評價(jià)的基礎(chǔ)
海綿鄉(xiāng)村建設(shè)正在全國范圍內(nèi)積極推進(jìn)，排水分區(qū)的合理劃定對問題識別、規(guī)劃管控、建設(shè)方案編制及后續(xù)的監(jiān)測與效果評價(jià)等均具有重要作用。
海綿鄉(xiāng)村專項(xiàng)規(guī)劃的編制是科學(xué)有序推進(jìn)海綿鄉(xiāng)村建設(shè)重要的頂層設(shè)計(jì)工作，住建部聯(lián)合多位海綿鄉(xiāng)村建設(shè)領(lǐng)域?qū)＜夜餐l(fā)表了淺析海綿鄉(xiāng)村建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)》一文，對專項(xiàng)規(guī)劃的具體編制內(nèi)容和要求做了論述。其中，規(guī)劃論述中明確提出要科學(xué)劃定排水分區(qū)，明確豎向管控要求。并要求海綿鄉(xiāng)村管控分區(qū)的劃定要以排水分區(qū)為基礎(chǔ)，并結(jié)合鄉(xiāng)村控規(guī)編制單元等進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，以便于在規(guī)劃建設(shè)管理時(shí)使用。
海綿鄉(xiāng)村建設(shè)方案的制定，針對鄉(xiāng)村自然生態(tài)格局的構(gòu)建，需要結(jié)合河流、濕地、低洼地、徑流路徑、排水分區(qū)、高程、坡度、植被分布、土地利用類型等進(jìn)行綜合分析確定，排水分區(qū)是其中的重要因子之一；針對黑臭水體的整治，首先應(yīng)綜合分析其污染源，需要掌握水體的主要排水口分布與對應(yīng)的排水分區(qū)情況，以及分區(qū)內(nèi)管道的排水特征等，進(jìn)而分析各排水分區(qū)的點(diǎn)源、面源污染物排放情況，為后續(xù)水體治理方案的制定提供依據(jù)；針對鄉(xiāng)村內(nèi)澇防治，需要首先調(diào)查積水區(qū)域?qū)?yīng)的排水分區(qū)范圍，以及分區(qū)內(nèi)的地形與空間條件、管渠運(yùn)行情況等，分析積水成因，進(jìn)而提出有針對性的排水防澇技術(shù)方案。
排水分區(qū)的合理劃分，有利于從流域的視角對鄉(xiāng)村洪澇與黑臭水體等諸多問題進(jìn)行綜合分析，統(tǒng)籌流域上下游關(guān)系，防止僅針對某一項(xiàng)目或僅考慮海綿鄉(xiāng)村試點(diǎn)建設(shè)范圍，而造成對問題全面掌握的缺失，甚至?xí)雎缘羝渌鼮閲?yán)重的問題，進(jìn)而影響建設(shè)方案的系統(tǒng)性與科學(xué)性，影響海綿鄉(xiāng)村建設(shè)效果。
針對海綿鄉(xiāng)村的建設(shè)效果，需要對以排水分區(qū)為基本構(gòu)成的鄉(xiāng)村區(qū)域內(nèi)的水生態(tài)、水資源、水安全、水環(huán)境等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。 上海超純水設(shè)備涉及監(jiān)測工作的開展，也應(yīng)以排水分區(qū)為基礎(chǔ)，對分區(qū)內(nèi)重點(diǎn)項(xiàng)目、末端排水口、受納水體等開展監(jiān)測分析，構(gòu)建涵蓋區(qū)域、排水分區(qū)、項(xiàng)目、設(shè)施的綜合監(jiān)測體系。
4排水分區(qū)劃分方法分析
排水分區(qū)的劃分首先需要獲取地形地貌、管網(wǎng)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場踏勘與數(shù)據(jù)復(fù)核。此基礎(chǔ)上，依據(jù)區(qū)域的具體情況，對排水分區(qū)進(jìn)行劃定，確定分區(qū)劃分精度與分區(qū)邊界，并對不同排水分區(qū)之間、排水口與受納水體之間的連接性進(jìn)行分析。排水分區(qū)劃分的總體思路如圖3所示。
圖3排水分區(qū)劃分的總體思路
4.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析與現(xiàn)場踏勘
有效資料的獲取是合理劃分排水分區(qū)的第一步，所需資料主要包括：河湖水系與溝渠布局、地形與衛(wèi)星測繪資料、現(xiàn)狀雨污水管渠系統(tǒng)普查數(shù)據(jù)與主要排水口分布、規(guī)劃雨污水管網(wǎng)、現(xiàn)狀與規(guī)劃鄉(xiāng)村用地情況等。
但實(shí)際情況，許多鄉(xiāng)村臨時(shí)以來對管網(wǎng)、地形等基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)采集、管理等工作不到位，往往缺乏準(zhǔn)確、全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，或缺少對近期建設(shè)及時(shí)的數(shù)據(jù)更新，再加上鄉(xiāng)村管網(wǎng)建設(shè)與維護(hù)管理不到位導(dǎo)致的管網(wǎng)錯(cuò)接、混接、私接等現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致實(shí)際獲取的圖紙資料會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際建設(shè)情況不符的問題，進(jìn)而影響排水分區(qū)劃分及后續(xù)方案設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性。因此，涉及重要區(qū)域的現(xiàn)場踏勘和數(shù)據(jù)復(fù)核至關(guān)重要，必要時(shí)還需進(jìn)行相關(guān)重點(diǎn)數(shù)據(jù)的補(bǔ)測。前文提到美國雨水排放許可中也明確要求梳理區(qū)域雨水系統(tǒng)的過程要進(jìn)行現(xiàn)場勘查工作，并要求針對重點(diǎn)區(qū)域的排水口制定現(xiàn)場勘查計(jì)劃（OutfallScreeningPlan并出具相應(yīng)的踏勘演講。國當(dāng)前海綿鄉(xiāng)村建設(shè)過程中出現(xiàn)的排水分區(qū)劃分不合理、方案設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)戎T多問題，多數(shù)是現(xiàn)場踏勘的不完全及對現(xiàn)場條件掌握的不到位所致。
4.2排水分區(qū)劃分的主要分類
排水分區(qū)的劃分主要依據(jù)受納水體的布局與雨水徑流的匯流路徑，雨水徑流的匯流又主要分為地表匯流與管渠匯流兩類，根據(jù)匯流的不同情況，對排水分區(qū)的劃分進(jìn)行相應(yīng)分類。
無排水管渠或管渠覆蓋度較低的區(qū)域，主要結(jié)合地形地貌，通過分析雨水徑流的地表匯流路徑來劃定分區(qū)；管渠覆蓋度較高的區(qū)域，降雨發(fā)生時(shí)，雨水徑流通過地表漫流、匯流至雨水管渠進(jìn)行排放，此時(shí)，應(yīng)通過地表匯流過程與管渠匯流的綜合分析來劃分排水分區(qū)。依據(jù)排水體制將管渠覆蓋區(qū)域分為分流制區(qū)域、分流制混接區(qū)域和合流制區(qū)域，依據(jù)排放方式的區(qū)別，上海純水機(jī)又進(jìn)一步分為自排區(qū)域和強(qiáng)排區(qū)域。針對分流制混接與合流制區(qū)域，需結(jié)合雨污水管網(wǎng)系統(tǒng)布局與污水系統(tǒng)分區(qū)，根據(jù)截污干管與上游管渠、強(qiáng)排泵站等設(shè)施的布局劃定分區(qū)；針對分流制區(qū)域，則主要根據(jù)末端排水口與上游對應(yīng)雨水管渠、強(qiáng)排泵站的匯流范圍來劃定分區(qū)。
4.3排水分區(qū)邊境的確定
結(jié)合地形地貌、管渠匯流范圍、鄉(xiāng)村用地布局等綜合確定分水線作為鄉(xiāng)村排水分區(qū)的邊境。山地（坡地）和丘陵城市的水文格局通常會(huì)呈現(xiàn)干流、支流、沖溝等級較為分明的樹枝狀結(jié)構(gòu)，這種水文格局的地表匯流過程較為明確，分水線也較為明顯。平原鄉(xiāng)村水力比降小，水系的自然分級與分水界線不明顯，無明顯分水線時(shí)考慮以主要鄉(xiāng)村道路排水主干管網(wǎng)的匯水邊界作為分區(qū)邊境，無管網(wǎng)覆蓋或管網(wǎng)較少的鄉(xiāng)村區(qū)域，可以利用ArcGIS等工具，疊加建筑、道路等地物信息對平原城市的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)化處置，通過水文分析工具進(jìn)行分水線的提取確定分區(qū)邊境，并結(jié)合實(shí)際地表匯流情況進(jìn)行修正。同時(shí)，綜合考慮區(qū)域內(nèi)黑臭水體、洪澇等主要問題的邊境條件與治理方案以及對應(yīng)的項(xiàng)目布置，對排水分區(qū)的邊境進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整。
需要指出，規(guī)劃層面，考慮項(xiàng)目完整性，防止分水線切割地塊，便于以分區(qū)為單位進(jìn)行規(guī)劃管控，可以鄉(xiāng)村路網(wǎng)作為排水分區(qū)的邊境進(jìn)行簡化分析。編制片區(qū)系統(tǒng)方案時(shí)，再進(jìn)一步結(jié)合分區(qū)邊境周邊地塊的具體地形坡向與匯流路徑對排水分區(qū)的邊境進(jìn)行細(xì)化調(diào)整。
實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，針對不同重現(xiàn)期降雨，雨水管網(wǎng)的匯流范圍與地表徑流總體的匯流路徑可能會(huì)出現(xiàn)不一致的情況，因此，需要評估當(dāng)發(fā)生暴雨事件，逾越地下管網(wǎng)系統(tǒng)的排水能力而發(fā)生漫溢時(shí)，雨水徑流依地形形成地表徑流通道，導(dǎo)致相鄰排水分區(qū)之間可能會(huì)出現(xiàn)邊界的動(dòng)態(tài)變化，需要分別針對排水管渠系統(tǒng)與超標(biāo)雨水徑流控制系統(tǒng)各自對應(yīng)的排水分區(qū)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。例如，安徽省池州市齊山大道海綿化改造的設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)其市政雨水主干管約匯集共計(jì)73hm2區(qū)域的雨水徑流，但暴雨期間又將有約29.7hm2上游地塊的客水沿地表匯入齊山大道。類似情景在北京市多處下凹式立交橋的積水改造案例中也有體現(xiàn)，且往往是造成下凹式立交橋積水的重要原因。以北京蓮花橋?yàn)槔O(shè)計(jì)橋區(qū)低水匯流面積為13.6hm2由于周邊建筑小區(qū)、辦公區(qū)等區(qū)域地勢較高，暴雨時(shí)徑流沿地表匯入橋區(qū)，導(dǎo)致橋區(qū)匯流面積增加至60hm2以上。因此，需要分別針對不同的降雨設(shè)計(jì)目標(biāo)，分析排水分區(qū)邊境變化，對不同系統(tǒng)對應(yīng)的排水分區(qū)范圍進(jìn)行相應(yīng)的水力計(jì)算與方案設(shè)計(jì)。
4.4排水分區(qū)劃分精度的探討
實(shí)際工作中，根據(jù)項(xiàng)目和排水分區(qū)服務(wù)的尺度不同，可分為流域、鄉(xiāng)村、片區(qū)、項(xiàng)目、設(shè)施等不同層級對應(yīng)的排水分區(qū)。例如，劃分鄉(xiāng)村排水分區(qū)的基礎(chǔ)上，針對其中某一片區(qū)的細(xì)化分析，可結(jié)合片區(qū)問題及建設(shè)條件，依據(jù)區(qū)內(nèi)地形與干管、次干管、支管的布局，進(jìn)一步將片區(qū)內(nèi)排水分區(qū)細(xì)分為若干子排水分區(qū)（Sub-catch針對其中具體的地塊項(xiàng)目，設(shè)計(jì)過程中可結(jié)合地塊的地形與管網(wǎng)等設(shè)施布局，進(jìn)行地塊內(nèi)排水分區(qū)的劃分。需要根據(jù)不同的項(xiàng)目尺度和項(xiàng)目要求進(jìn)行相應(yīng)的分析。
鄉(xiāng)村尺度，鄉(xiāng)村排水分區(qū)劃分精度和分區(qū)規(guī)模的確定，一方面從合理化公式與模型計(jì)算適用性的角度考慮，另一方面從不同城市特點(diǎn)，面臨的問題與需求，以及建設(shè)方案系統(tǒng)性的角度考慮。其中，針對激進(jìn)推理公式法的適用范圍，不同國家有不同的要求，國在現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5001420062016年版）中提出推理公式適用于匯水面積不超過2km2區(qū)域。而在2km2區(qū)域范圍內(nèi)，排水分區(qū)進(jìn)一步細(xì)分的精度也會(huì)對推理公式與模型模擬計(jì)算結(jié)果的差別發(fā)生影響。例如，陳嫣等對上海市某區(qū)域排水系統(tǒng)采用推理公式法與數(shù)學(xué)模型法（InfoWork模型）設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行研究，區(qū)域總面積約2km2研究結(jié)果顯示，一年一遇降雨重現(xiàn)期下，當(dāng)區(qū)域內(nèi)排水分區(qū)面積小于0.4km2兩種方法計(jì)算的管道流量結(jié)果差別不大，超越0.4km2后，隨著排水分區(qū)面積的增大，兩者差值變大，誤差在10%20%
美國科羅拉多州在其排水手冊中建議每個(gè)獨(dú)立排水分區(qū)的面積宜小于100英畝（約0.4平方公里）此基礎(chǔ)上，科羅拉多州丹佛市又通過相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)在相同條件下，當(dāng)排水分區(qū)面積小于90英畝（約0.36平方公里）時(shí)，利用激進(jìn)推理公式法與丹佛當(dāng)?shù)厮倪^程線模擬兩種方法計(jì)算得到區(qū)域峰值流量在結(jié)果上趨于一致，而當(dāng)排水分區(qū)面積大于150英畝（約0.6平方公里）時(shí)，兩種計(jì)算方法得到結(jié)果相差將大于10%且隨著分區(qū)面積增加誤差也逐漸增大。因此，考慮不同分區(qū)流量計(jì)算的一致性與準(zhǔn)確性，丹佛提出排水分區(qū)宜小于90英畝，不宜大于150英畝。
排水分區(qū)劃分精度不同，對區(qū)域水量、水質(zhì)模型的模擬結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。趙冬泉等研究發(fā)現(xiàn)排水分區(qū)劃分的細(xì)致水平，對SWMM模擬結(jié)果中坡面徑流總量、坡面徑流量峰值以及峰值呈現(xiàn)的時(shí)間均會(huì)產(chǎn)生影響；秦攀等以常州市為例，發(fā)現(xiàn)不同排水分區(qū)劃分精度在不同時(shí)間尺度的模擬下，對SWMM水質(zhì)模擬結(jié)果的影響也有所區(qū)別。需要結(jié)合研究區(qū)域尺度、場地特點(diǎn)、模擬目標(biāo)、以及建模工作量等綜合確定排水分區(qū)的劃分精度。
此外，排水分區(qū)劃分還應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合區(qū)域的建設(shè)條件，包括新城區(qū)、老城區(qū)、棚戶區(qū)的分布，海綿鄉(xiāng)村建設(shè)與改造的適宜性分析，以及對水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水平安重點(diǎn)問題邊境條件的識別和體現(xiàn)源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理技術(shù)路徑的系統(tǒng)方案等進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。此外，還應(yīng)考慮我國南北方不同鄉(xiāng)村的特點(diǎn)，例如，南方很多平原鄉(xiāng)村水系較少，地勢平坦，主要依據(jù)管渠匯流路徑劃分排水分區(qū)，且分區(qū)規(guī)模通常較大，初步劃定排水分區(qū)的基礎(chǔ)上，往往需要結(jié)合區(qū)域問題及海綿鄉(xiāng)村建設(shè)條件，依據(jù)干管與次干管布局，進(jìn)一步細(xì)分子排水分區(qū)；河網(wǎng)鄉(xiāng)村水系發(fā)達(dá)，區(qū)域內(nèi)雨水就近、分散排入鄉(xiāng)村河湖水系，依據(jù)其水系布局，單個(gè)雨水排水口對應(yīng)的排水分區(qū)面積通常較小，為防止過度分散，可將面臨問題相同、建設(shè)條件類似的相鄰排水口對應(yīng)的排水分區(qū)合并為一個(gè)排水分區(qū)，規(guī)劃與方案設(shè)計(jì)中進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。
因此，排水分區(qū)的劃分精度和排水分區(qū)的規(guī)模并無絕對固定的限制，需要結(jié)合不同鄉(xiāng)村、不同項(xiàng)目的具體條件和需求，合理劃定排水分區(qū)，進(jìn)行合理的進(jìn)一步細(xì)分和合并等。
4.5排水分區(qū)的連接性分析
對鄉(xiāng)村排水分區(qū)進(jìn)行劃定后，應(yīng)進(jìn)一步針對排水分區(qū)的連接性進(jìn)行分析，主要包括不同分區(qū)之間的連接性、排水分區(qū)末端排水口與受納水體之間的連接性兩類。這些都是目前我國在鄉(xiāng)村排水分區(qū)劃定中往往容易忽略的重要工作。
針對排水分區(qū)之間的連接性，首先應(yīng)校核不同分區(qū)之間是否相對獨(dú)立，相鄰分區(qū)間有無重疊或未覆蓋區(qū)域，并分析分區(qū)之間的連接路徑。不同分區(qū)可連接至下游同一分區(qū)（如圖4左）但某一排水分區(qū)不能同時(shí)連接至下游兩個(gè)排水分區(qū)（如圖4右）通過上述分析，初步校核鄉(xiāng)村排水分區(qū)劃定的準(zhǔn)確性與合理性。其次，如前文4.3所述，不同重現(xiàn)期的降雨事件發(fā)生時(shí)，排水分區(qū)之間可能會(huì)發(fā)生邊界的動(dòng)態(tài)變化，需要根據(jù)不同問題和設(shè)計(jì)降雨，針對對應(yīng)的排水分區(qū)進(jìn)行相應(yīng)分析。
圖4排水分區(qū)間連接性分析示意圖
排水分區(qū)末端排水口與受納水體之間的連接性分析，主要取決于排水口與受納水體之間的距離、豎向與空間條件，以及區(qū)域開發(fā)前后排水口的變化情況，反映了排水口對應(yīng)的上游排水分區(qū)所產(chǎn)生的雨水徑流與污染物能夠進(jìn)入到受納水體的排放量情況。美國相關(guān)設(shè)計(jì)手冊中對排水口與受納水體之間的連接性進(jìn)行了量化規(guī)定，將其分為010%25%50%75%100%六個(gè)級別，其中0即表示排水口與受納水體之間空間較大，歷史數(shù)據(jù)顯示該排水口對應(yīng)上游排水分區(qū)排放的雨水徑流全部在排水口與受納水體之間的區(qū)域進(jìn)行了調(diào)蓄或滲透，未進(jìn)入受納水體；100%即表示排水口直接或通過硬化溝渠與受納水體相連，排水分區(qū)發(fā)生的雨水徑流全部進(jìn)入受納水體；其他四類即表示排水口與受納水體之間存在一定的調(diào)蓄空間，當(dāng)降雨徑流峰值逾越統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對應(yīng)的百分位時(shí)，排水分區(qū)發(fā)生的雨水徑流即會(huì)排入受納水體內(nèi)。并提出了相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)算法對不同級別進(jìn)行計(jì)算評定。
通過排水口與受納水體之間的連接性分析，結(jié)合排水分區(qū)內(nèi)具體條件，可以進(jìn)一步有效評估排水分區(qū)對受納水體的水量及污染物排放貢獻(xiàn)，從而明確重點(diǎn)和優(yōu)先控制區(qū)域。同時(shí)也為規(guī)劃與設(shè)計(jì)過程中針對排水口與受納水體之間空間、豎向等條件的合理維護(hù)與利用、以及為鄉(xiāng)村藍(lán)綠線的合理劃定、藍(lán)綠融合等提供重要基礎(chǔ)。
5結(jié)語
海綿鄉(xiāng)村建設(shè)通過綜合系統(tǒng)構(gòu)建對鄉(xiāng)村雨水徑流進(jìn)行系統(tǒng)管控，對排水分區(qū)的劃定提出了新的更高要求。針對不同鄉(xiāng)村與不同區(qū)域的具體條件，基于水系、管網(wǎng)、泵站、地形地貌等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析與現(xiàn)場踏勘，對鄉(xiāng)村排水分區(qū)進(jìn)行合理劃分，需注意不同降雨條件下和不同系統(tǒng)對應(yīng)的排水分區(qū)邊境的動(dòng)態(tài)變化，偏重視分區(qū)末端排水口與受納水體之間的連接性分析，為海綿鄉(xiāng)村建設(shè)中問題識別、方案制定、監(jiān)測評估等工作奠定基礎(chǔ)。
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