市政排水系统应对极端降雨的能力提升策略

引言

近年来，极端降雨频率和强度不断上升，城市内涝灾害持续加剧，对城市运行与公共安全带来重大挑战。传统排水系统多基于历史气象资料设计，已难应对当前气候条件，暴露出排水能力不足、设施老化、应急机制滞后等突出问题。因此，需转变雨水管理思路，推动系统由静态向动态、由单一排放向蓄排结合转型，融合绿色基础设施与智慧管控手段，全面提升排水系统的响应力与韧性。本文结合我国排水现状与国际经验，提出系统性能力提升策略，助力建设安全、高效、可持续的现代城市排水体系。

一、市政排水系统现状与极端降雨冲击分析

我国城市排水系统在快速城镇化过程中取得了基础设施覆盖率提升与标准化建设的进展，但整体仍以“干管 + 支管”的快速排放模式为主，缺乏雨水全过程管理理念，难以应对日益频繁的极端降雨挑战。多数城市排水系统设计重现期偏低，排涝能力有限，加之雨污混接、排口堵塞、内涝点治理不彻底等问题普遍存在，使排水功能进一步削弱。同时，管网老化、维护滞后和城市硬化加剧地表径流，导致系统运行协调性下降。极端降雨时，雨水集中汇入排水网络，易造成超负荷运行，诱发道路积水、地下空间进水等次生灾害，严重影响城市安全与运行秩序。传统以“末端治理”为主的排水思路已难满足现代城市防洪需求，亟需从系统视角重构功能定位与结构体系。

二、排水系统能力提升的规划与设计优化路径

排水系统能力提升的根本在于前期规划的科学性与设计理念的先进性。首先，应基于城市总体规划与气候变化趋势，重新评估排水系统的设计重现期，并据此提升排水管道口径、泵站排涝能力及调蓄设施容量。合理划分排水分区，优化流域排水路径，避免多条支线集中排入单一干管而形成“瓶颈”。其次，应加强对历史积水点、地势低洼区域、交通枢纽及地下空间的专项排涝设计，采用“分区 + 分层 + 分级”的立体排水模式，提升关键节点的排涝独立性与响应能力。同时，设计阶段应考虑排水系统的弹性冗余，通过设置超标雨水溢流路径、备用排口、生态蓄滞空间等，提高系统在非常规情境下的应急排涝能力。此外，应在城市新建区域全面推行“源头减排、过程调蓄、末端排放”三位一体的雨水管理体系，优先采用自然渗透、地表滞留、景观调蓄等措施，构建多层次、多功能的雨洪调控系统，从而实现从“快速排放”向“延缓 + 蓄排”的根本转变。

三、市政排水设施的系统改造与技术集成策略

对于既有城市而言，排水系统能力提升更多依赖于存量设施的升级改造与智能化改造。首先，应加快对老旧管网的排查与评估，采用 CCTV 管道检测、非开挖探测技术获取管网运行状况，并制定分阶段、分优先级的修复更新计划，优先治理功能障碍严重、事故频发的重点区段。其次，在主干排水系统中引入雨水调蓄池、分洪隧道、倒虹吸管等工程措施，实现超量雨水的就地截留、调配与跨区输送。同时，推进“灰绿结合”的基础设施集成应用，如在道路绿化带、城市广场、公园等区域嵌入下沉式绿地、生态草沟、雨水花园等绿色基础设施，增强城市对降雨的自然消纳能力。技术层面，应加强新材料、新设备的应用，如高强度防腐管材、高效泵站设备、智能阀门系统等，提高设施耐久性与调控性能。在重点区域如交通枢纽、医院、学校等，还应设置临时排涝设备与防涝隔离结构，形成多级响应体系。通过系统改造与功能补强，可逐步构建层级明确、结构合理、相互协同的市政排水基础设施网络，有效应对未来更复杂的降雨挑战。

四、信息化与智慧管控在排水能力提升中的应用

信息化技术的快速发展为排水系统智能化升级提供了强有力支撑。基于物联网与大数据平台的智慧排水系统，能够实现从监测预警到自动调度的全过程数字化管理。首先，应构建涵盖气象雷达、雨量计、水位计、视频监控等设备的综合感知网络，实时采集降雨、水位、流速等关键数据，为系统运行提供精准感知基础。其次，建设城市级排水信息平台，将管网地理信息、设备运行状态、调蓄容积等内容进行整合建模，支持动态仿真模拟和风险预测。在此基础上，可设置多级响应阈值与联动机制，一旦雨量超限或积水超标，系统自动推送预警信息并联动排水泵站、闸门等设备开展调控。智能排水调度系统还可根据降雨趋势与下游负荷进行优化排水路径选择，实现系统负荷平衡与运行效率最大化。此外，应推动市政排水与城市其他基础设施系统的协同管理，如将交通灯控系统、地下管廊管理系统等纳入智慧平台，实现信息互通与应急联动。通过信息化手段构建城市“智慧大脑”，不仅提升了系统的响应速度与调度能力，也为市政管理决策提供了科学依据，显著增强城市应对极端气象的综合能力。

五、多元治理与应急管理体系的构建路径

提升市政排水系统能力不仅是技术工程问题，更是治理机制与社会协同的问题。首先，城市管理者应强化风险意识与系统性思维，将极端降雨纳入城市整体安全框架，推动跨部门协作与资源统筹，建立“规划—建设—运行—应急”一体化的管理模式。应设立专门的雨水管理协调机构，统筹交通、市政、水务、气象、社区等多方力量，制定明确的职责分工与协作流程。其次，应加强公众参与与科普教育，通过媒体、社区宣传等方式提高居民对极端天气的防范意识与自救能力，鼓励居民配合排水工作，如清理雨水口、协助应急排水等，实现“自上而下”与“自下而上”治理的良性互动。在应急体系建设方面，应构建分级响应机制，根据降雨强度与影响范围动态调整应急级别，调配排水设备与人力资源；同时，建立备用泵站、应急电源、临时排涝通道等快速部署手段，确保关键节点在极端情况下能够维持功能运行。此外，定期组织城市内涝应急演练，检验应急预案的可行性与协同性，提升政府与公众在突发事件中的应对能力与协作水平。多元主体共同参与、多维机制协同运行，是实现排水系统可持续发展与风险韧性增强的关键保障。

结论

在气候变化背景下，极端降雨已成为城市安全和可持续发展的重大挑战，传统排水模式难以满足现代需求。本文围绕当前排水系统的薄弱环节，提出五方面能力提升路径：优化规划设计、升级存量设施、推进信息化管理、融合绿色基础设施、健全应急治理体系。未来排水系统应朝“集约、高效、智能、绿色、韧性”方向发展，实现从被动防御到主动适应的转型。提升城市排水能力不仅依赖技术进步，更需治理机制优化与公众参与，共同推动构建安全、韧性、可持续的现代化城市排水体系。

参考文献

[1] 郭立志 . 内涝预测与市政排水基础设施优化 [J]. 工程机械与维修 ,2024,(11):75-77.

[2] 王家卓 , 徐千惠 , 张春洋 . 以韧性城市理念提升城市排水防涝能力的实践 [J]. 城市规划 ,2024,48(S1):136-143.

[3] 白志强 . 城市排水系统中的液压计算与智能管网优化 [J]. 信息与电脑( 理论版 ),2024,36(12): 5-8+15 .