极端降雨条件下市政排水系统承载力提升研究

向阳

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摘要：气候环境变化背景下，国内城市极端降雨发生频次持续提升，城市内涝已成为影响城市安全运行的典型灾害问题。传统市政排水系统设计标准偏于保守，难以适配极端降雨带来的瞬时汇流冲击，普遍存在硬件设施短板与运维管理不足等问题。本文围绕极端降雨工况，构建涵盖管网、泵站、应急管理的排水承载力量化评估体系，依托城区实测数据开展实证分析，精准识别排水系统核心短板与成因机制，从硬件改造、生态补建、智慧运维层面提出全维度承载力提升方案。研究旨在完善城市排水防涝技术体系，提升市政排水系统极端天气适配韧性，为城市内涝常态化治理提供可行的工程参考。

关键词：极端降雨；市政排水系统；承载力评估；内涝治理；韧性提升

引言

近年来国内多地城市频繁遭遇短时强降雨、持续性暴雨等极端天气，极易引发城区道路积水、管网溢流、片区内涝等灾害，干扰城市交通与居民日常生活，严重时会造成市政设施损坏与安全事故。当前多数城市市政排水系统沿用传统建设标准，长期运行产生设施老化、系统适配性不足等问题，整体承载力难以匹配极端降雨的排水需求。为科学治理城市内涝隐患，精准排查排水系统运行短板，本文明确承载力评估、短板识别、优化提升的完整研究脉络，界定研究边界与应用场景，为市政排水系统提质增效、强化极端天气防灾能力提供理论与实践支撑。

一 市政排水系统承载力量化评估体系构建

（一）管网输水能力指标与测算规范

管网输水能力是市政排水系统基础承载力的核心构成，决定雨水输送排放的基础效率。该评估维度聚焦管线整体运行状态，综合考量管材工况、管线布局、衔接状态与通畅程度，覆盖管线破损、淤积堵塞、衔接错位等常见问题对输水能力的负面影响。结合市政工程设计规范，统一各项指标的赋值依据与测算标准，区分常规天气与极端降雨工况的输水极限，为排水管网基础承载力判定提供标准化测算依据[1]。

（二）泵站调蓄能力评估模型搭建

泵站作为排水系统的核心动力设施，承担雨水提排与峰值调蓄的关键作用，直接影响极端降雨下的积水处置能力。本维度围绕泵站设备运行稳定性、联动协同能力、库容调蓄水平与汛期适配性构建评估指标，梳理设备启停响应、负荷适配、峰值调度等关键运行特征。通过规范化测算逻辑，量化泵站体系的调蓄上限与运行短板，完善排水系统硬件承载力的评估维度。

（三）应急处置效率评估标准设定

应急处置能力是排水系统综合承载力的重要补充，可有效弥补硬件设施的瞬时承载缺口。该维度从积水响应、隐患处置、资源调配、区域联动等方面设定评估指标，规范极端降雨场景下排水运维全流程的效率测算标准，形成涵盖硬件设施性能与动态管理能力的完整评估体系，为全域排水系统承载力摸排提供可落地的量化工具。在极端暴雨冲击下，固定的硬件排水能力存在明显上限，高效的应急管理体系能够通过人为干预与资源调度，缓解瞬时排水压力，规避积水长时间滞留引发的次生灾害。此类软性承载力评估，能够完善传统仅关注硬件设施的单一评价模式，让整体评估体系更加贴合城市实际防汛运维场景，实现静态设施性能与动态管理能力的全方位统筹研判。

二 极端降雨下市政排水系统承载力短板实证识别

（一）实测数据代入与全域仿真测算

依托新一线城市建成区长期积累的降雨监测数据、管网运维台账、历年积水内涝记录，将多维度实测数据代入承载力量化评估模型，开展全域排水系统仿真测算。通过对比不同降雨工况下的系统运行状态，分析片区排水能力与汇流压力的匹配关系，精准判定各区域排水承载力上限，摆脱传统经验判断的局限性，为短板定位提供真实的数据支撑[2]。

（二）管网设施结构性短板精准定位

实证测算结果表明，城区排水管网存在多处结构性与运维性短板，老旧管线长期运行产生内壁锈蚀、局部漏损、淤积堆积等问题，缩减有效过水断面，增大输水阻力。同时新旧片区管网建设标准不统一，存在管线错接、坡度偏差、管径适配失衡等问题，形成多处输水瓶颈。极端降雨产生的瞬时大流量汇流会直接引发瓶颈段溢流，是局部内涝频发的核心诱因。

（三）调蓄与应急体系短板成因剖析

城市高密度开发使得城区硬质铺装占比偏高，天然雨水滞蓄空间大幅缩减，配套人工调蓄设施建设滞后，整体调蓄容量无法适配极端降雨的汇流体量。同时现有运维体系侧重常态化管护，极端天气专项调度机制不完善，泵站联动调度、应急抢险、积水疏导的协同效率偏低。调蓄硬件不足与应急管理滞后相互叠加，显著降低排水系统极端天气适配能力，放大内涝灾害风险。多数城市排水系统建设存在重末端排放、轻源头管控的建设误区，未形成全流程的雨水管控体系，面对短时强降雨的峰值冲击难以快速消纳积水。加之各片区排水系统建设年代不一、标准不统一，片区之间排水能力不均衡，极易出现雨水汇集拥堵、局部积水无法快速疏导的问题，进一步加剧极端降雨下的城市内涝灾情。

三 市政排水系统承载力分维度提升策略制定

（一）差异化管网更新改造提质增效

针对管网老化、错接漏损、输水瓶颈等核心问题，推行差异化、精细化管网改造方案。对老旧破损、淤积严重的管线开展更换与疏通修复，恢复管线设计输水性能。统一新旧管网衔接标准，整改错位管线，优化关键路段管径配置，消除局部输水瓶颈。结合片区汇流特征适配改造方案，明确不同改造措施的适用场景，从硬件层面夯实管网输水基础承载力。

（二）海绵设施系统补建扩充调蓄能力

立足源头减排与峰值调蓄理念，系统化补建全域海绵城市设施，弥补传统排水系统调蓄短板。通过布设透水铺装、下沉式绿地、雨水调蓄设施，强化雨水源头滞留与吸纳能力，有效削减极端降雨下的管网瞬时汇流压力。构建绿色海绵设施与传统灰色排水设施协同运行模式，完善源头、过程、末端一体化排水体系，提升系统降雨适配韧性与峰值承载能力。

（三）智慧运维体系搭建强化应急水平

依托数字化技术搭建智能化排水运维体系，布设全域监测设备，实现管网、泵站、积水点位运行状态全天候动态监测。构建智能调度机制，依据降雨态势提前开展泵站预排、管网腾空作业，强化前置防控能力。完善极端降雨应急处置闭环流程，规范隐患排查、积水疏导、故障处置全流程标准，明确各项优化方案的投入产出管控要求，实现硬件提质与管理增效双向升级。智慧运维模式能够彻底改变传统被动抢修的运维思维，实现从事后处置向事前预防、事中管控的模式转型，有效降低极端降雨天气下的内涝风险。同时数字化平台可整合历年降雨、积水、设备运行大数据，持续迭代优化调度策略与管控方案，让排水运维更加精细化、科学化，保障排水系统长期稳定高效运行[3]。

结语

极端降雨常态化背景下，传统市政排水系统的建设标准与运维模式难以适配现代城市防涝需求，管网输水瓶颈、调蓄容量不足、应急运维滞后等问题，是城市内涝反复发生的关键原因。本文构建的多维度承载力量化评估体系，可实现排水短板的精准化、数据化识别，配套形成管网改造、海绵补建、智慧运维的分层提升方案，有效补齐市政排水系统极端天气承载短板。整套优化体系贴合城市运维实际，可系统性提升市政排水安全韧性，强化城市极端降雨防灾减灾能力，为城市排水系统长效提质与安全运行提供坚实保障。

参考文献

[1]张翎. 市政道路排水系统设计常见问题及对策 [A]. 2026年第十一届工程领域数字化转型与新质生产力发展研究学术交流会论文集[C]. 广西网络安全和信息化联合会: 2026: 361-363.

[2]姜军, 赵宇宏, 王青, 王晓波, 刘永波. 暴雨天不再怕积水：市政排水智能防护技术守护你我安全 [J]. 中国科技信息, 2026, 38 (03): 132-134.

[3]卢红燕. 浅析市政道路排水设计——以厦门新机场东片区市政配套道路工程为例 [J]. 居业, 2025, (09): 88-90.

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