近年来，受气候变化影响，极端降雨事件频发，短时强降雨（如 1 小时降雨量超过 50mm）导致市政排水管网满流、雨水倒灌的现象愈发普遍 —— 某省会城市 2024 年汛期因强降雨引发的管网满流倒灌事件达 18 起，导致 23 条主干道积水、5 处地下车库被淹，直接经济损失超千万元。市政排水管网作为城市防洪排涝的核心设施，其 “输送能力不足” 与 “调蓄能力缺失” 是引发此类问题的核心症结。通过科学优化管网布局、合理增设调蓄设施，可从 “输” 与 “蓄” 两个维度提升管网应对极端降雨的能力，实现 “快速排、科学蓄” 的双重目标。本文将从问题成因拆解入手，系统阐述管网布局优化与调蓄设施增设的具体策略，为城市内涝防治提供实践路径。

一、强降雨下市政排水管网满流倒灌的核心成因

要针对性制定优化策略，需先明确强降雨下管网满流倒灌的根本原因。从实际调研来看，问题主要源于 “管网布局先天不足”“调蓄能力严重缺失”“系统协同性差” 三大短板，三者叠加导致管网在极端降雨下 “不堪重负”。

（一）管网布局先天不足：输送能力无法匹配降雨强度

部分城市尤其是老城区的排水管网，存在 “管径偏小、布局紊乱、坡度不合理” 等先天缺陷，导致强降雨时雨水输送效率低下，易形成满流。老城区因建设年代久远，管网管径多为 DN400-DN600，设计重现期仅为 1-2 年（即抵御 1-2 年一遇的降雨），而当前极端降雨强度已达 5-10 年一遇，管径与降雨强度的 “不匹配” 直接导致管网满流 —— 例如，某老城区 DN500 管网在遭遇 3 年一遇降雨时，管内液位即达 90%，短时强降雨下迅速满流，雨水从检查井倒灌至路面。

管网布局紊乱进一步加剧输送瓶颈。部分区域因历史建设缺乏统筹，管网存在 “断头管”“错接混接” 现象：某片区因两条支管未接入干管形成 “断头管”，强降雨时支管内雨水无法排出，倒灌至周边居民区；雨污混接则导致污水管网在降雨时混入大量雨水，两类管网同时满流，相互影响下倒灌风险倍增。此外，管网坡度不合理（如部分管段坡度仅为 0.2‰，低于 0.3‰的设计标准）导致水流速度慢，雨水在管内滞留，进一步降低输送能力。

（二）调蓄能力缺失：雨水 “无处可存” 引发满流

传统市政排水系统以 “快速排放” 为核心，缺乏对雨水的调蓄缓冲设施，强降雨时雨水短时间内集中涌入管网，超出管网输送能力后必然满流倒灌。我国多数城市的排水系统调蓄能力不足降雨量的 5%，而发达国家（如德国、荷兰）的调蓄能力可达 15%-20%，差距显著。

老城区因建筑密度高、绿地面积少，缺乏建设调蓄设施的空间，雨水 “即降即排”：某老城区绿地率仅为 12%，远低于 35% 的国家标准，强降雨时地表径流系数达 0.8（即 80% 的降雨形成地表径流），大量雨水快速汇入管网，短时间内流量超管网设计负荷 3 倍以上，满流倒灌不可避免。新建城区虽规划了调蓄设施，但因建设进度滞后或规模不足，仍无法应对极端降雨 —— 某新城规划建设 5 座调蓄池，仅建成 2 座，且总容积仅为设计需求的 60%，2024 年汛期仍出现 3 次管网满流。

（三）系统协同性差：“排 - 蓄 - 滞” 脱节加剧风险

市政排水管网与周边调蓄设施、绿地、河道等未形成协同联动机制，无法实现 “排蓄结合、滞排并举”，进一步削弱了应对极端降雨的能力。部分调蓄设施与管网连接不畅，强降雨时无法及时接收管网分流的雨水，导致调蓄设施 “闲置” 而管网 “满流”；例如，某城市的一座调蓄池因连接管管径偏小（DN300），强降雨时管网向调蓄池分流的流量仅为设计值的 40%，调蓄池未充分发挥作用，管网仍满流倒灌。

此外，管网与河道的排水协同不足：部分管网出水口低于河道洪水位，强降雨时河道水位上涨，雨水无法排入河道，反而出现 “河水倒灌至管网” 的现象，进一步加剧管网满流 —— 某城市河流沿岸的 12 处管网出水口，在汛期有 8 处因河水倒灌导致管网液位升高，其中 3 处引发倒灌至路面。

二、优化市政排水管网布局：提升雨水输送能力

优化管网布局是解决强降雨下满流倒灌的基础，需从 “扩容改造、结构优化、系统衔接” 三个维度入手，提升管网的输送效率与承载能力，确保雨水 “排得快、排得畅”。

（一）管网扩容改造：匹配极端降雨强度

针对管径偏小、输送能力不足的管段，实施 “扩能升级”，将管网设计重现期提升至 5-10 年一遇，管径根据降雨强度与汇水面积科学核算。老城区重点对 “瓶颈管段”（如 DN400 及以下管径）进行扩容，例如，将主干道下的 DN500 管网扩容至 DN800，支管从 DN300 扩容至 DN500，使管网输送能力提升 2-3 倍；同时，对坡度不足的管段进行改造，将坡度调整至 0.3‰-0.5‰，提升水流速度（从 0.5m/s 提升至 0.8m/s 以上），减少雨水滞留。

某老城区通过管网扩容改造，将核心区域 20 公里管网的设计重现期从 2 年一遇提升至 5 年一遇，2024 年汛期遭遇 3 年一遇降雨时，管网液位最高仅为 70%，未出现满流倒灌现象，改造效果显著。在改造过程中，可采用 “非开挖技术”（如顶管法、胀管法），减少对道路与居民生活的影响 —— 某城市采用胀管法对老城区 DN400 管网进行扩容，施工周期较传统开挖缩短 60%，道路恢复时间从 15 天缩短至 3 天。

（二）管网结构优化：消除输送瓶颈

针对管网布局紊乱问题，通过 “打通断头管、纠正错接混接、优化管网走向”，构建 “主次分明、衔接顺畅” 的管网体系。全面排查老城区 “断头管”，逐一打通接入干管，例如，某城市排查出 18 处断头管，通过新建连接管将其接入周边干管，新增雨水输送能力 1500m³/h，强降雨时支管满流问题减少 70%。

严格推进雨污分流改造，杜绝雨水混入污水管网 —— 某城市通过 3 年改造，完成老城区 80% 的雨污分流，污水管网在降雨时的进水量减少 40%，两类管网的满流风险均显著降低。同时，优化管网走向，避免 “迂回输送”，例如，某片区原管网需绕行 2 公里才能接入干管，通过重新规划，新建 1.2 公里直连干管，雨水输送距离缩短 40%，输送效率提升 35%。

对于地势低洼、易倒灌区域，采用 “分压排水” 布局，建设 “专用排水干管”—— 例如，某低洼地段（地面标高低于周边 1 米）新建 DN1000 专用排水干管，直接连接至下游泵站，绕过中间拥堵管段，强降雨时雨水通过专用干管快速排出，倒灌次数从每年 5 次减少至 0 次。

（三）系统衔接优化：实现 “管网 - 河道 - 泵站” 协同

优化管网与泵站的衔接，确保泵站能快速抽排管网内雨水，避免管网满流。在泵站进水口设置 “液位联动控制”，当管网液位超过设计值 70% 时，自动启动备用泵组，提升抽排能力 —— 某城市的 15 座排水泵站通过该改造，抽排能力提升 50%，强降雨时管网液位下降速度加快 30%。同时，扩大泵站服务范围，通过新建压力管将周边低洼区域管网接入泵站，例如，某泵站新增 2 条 DN800 压力管，服务面积从 5 平方公里扩大至 8 平方公里，周边区域管网满流风险降低 60%。

优化管网与河道的衔接，避免河水倒灌。将管网出水口高程提升至河道 5 年一遇洪水位以上，或在出水口设置 “止回阀”“防洪闸”—— 某城市对 23 处管网出水口加装止回阀，汛期河水倒灌现象从每年 8 次减少至 1 次；对 5 处易受洪水影响的出水口，建设防洪闸，洪水位上涨时关闭闸门，防止河水倒灌至管网。此外，在河道沿岸建设 “雨水排放口”，当管网内雨水无法排入河道时，通过应急排放口将雨水引入河道，缓解管网压力。

三、增设调蓄设施：构建雨水 “缓冲水库”

增设调蓄设施是应对极端降雨的关键补充，通过 “错峰调蓄”，将强降雨时超出管网输送能力的雨水暂时储存，待降雨结束后再缓慢排入管网或处理，从根本上解决 “雨水集中涌入” 导致的满流倒灌问题。调蓄设施需结合城市空间条件，采用 “地下调蓄池、绿色调蓄设施、河道调蓄” 等多种形式，实现 “因地制宜、多元互补”。

（一）建设地下调蓄池：高效利用地下空间

地下调蓄池适用于建筑密度高、地面空间有限的老城区，可建设在道路下方、公园绿地地下、地下停车场下方等区域，实现 “空间复用”。调蓄池容积需根据汇水面积、降雨强度科学计算，通常按 “能调蓄 5-10 年一遇降雨的 15%-20%” 设计 —— 例如，某老城区主干道下方建设的地下调蓄池，容积为 5000m³，服务面积 3 平方公里，强降雨时可分流管网 30% 的雨水，管网满流液位从 90% 降至 65%。

地下调蓄池需与管网形成 “智能联动”，通过阀门控制实现 “雨天蓄水、晴天排水”：降雨初期，当管网液位超过设计值 60% 时，自动开启分流阀门，将雨水引入调蓄池；降雨结束后，当管网液位低于 40% 时，开启排水阀门，将调蓄池内雨水缓慢排入管网，由泵站抽排至污水处理厂或河道。某城市的 8 座地下调蓄池通过智能联动控制，每年可减少管网满流倒灌事件 10-12 次，调蓄雨水回用率达 30%（用于道路清洗、绿化灌溉）。

在建设过程中，需注重调蓄池的 “应急功能”，部分调蓄池可兼作 “应急避难所” 或 “临时储物间”，提升设施综合效益 —— 某城市在 3 座地下调蓄池内设置应急避难区域，配备通风、照明、应急物资，汛期既可调蓄雨水，又可在极端情况下作为避难场所。

（二）推广绿色调蓄设施：实现 “渗蓄结合”

绿色调蓄设施（如透水铺装、绿色屋顶、生物滞留设施）通过 “渗透、滞留、蓄积” 雨水，减少地表径流，从源头降低管网进水负荷，适用于新建城区与老城区改造。透水铺装可将 30%-50% 的降雨渗透至地下，减少地表径流 —— 某城市在主干道人行道、停车场采用透水砖铺装，总面积达 20 万平方米，强降雨时地表径流减少 40%，周边管网进水流量降低 25%。

绿色屋顶通过植被与土壤层滞留雨水，调蓄量可达 50-100L/m²—— 某城市在 100 栋公共建筑屋顶建设绿色屋顶，总面积 5 万平方米，每年可调蓄雨水 2.5 万 - 5 万立方米，有效减少屋面雨水直接排入管网。生物滞留设施（如植草沟、雨水花园）可建设在道路两侧、公园绿地，通过植物、土壤、填料的协同作用，滞留并净化雨水，调蓄量可达 100-200L/m²，某新城建设的 15 公里植草沟，强降雨时可分流周边管网 20% 的雨水，管网满流风险显著降低。

绿色调蓄设施需与管网协同设计，在设施下游设置 “溢流管”，当降雨量超过设施调蓄能力时，多余雨水通过溢流管接入管网，避免设施积水倒灌 —— 某城市的雨水花园均设置 DN200 溢流管，接入周边支管，确保极端降雨时设施不积水，同时避免雨水直接漫流至路面。

（三）利用河道与湿地调蓄：构建 “自然调蓄系统”

结合城市河道、人工湿地等自然水体，构建 “河道 - 湿地” 调蓄系统，利用自然空间储存雨水，提升区域调蓄能力。对城市河道进行 “生态疏浚” 与 “拓宽改造”，增加河道行洪与调蓄能力 —— 某城市对 5 公里河道进行疏浚，清除淤泥 20 万立方米，河道调蓄容积增加 30 万立方米，同时将河道宽度从 20 米拓宽至 30 米，行洪能力提升 50%，强降雨时可接纳周边管网 40% 的雨水，大幅缓解管网压力。

在河道沿岸建设 “人工湿地”，湿地不仅可调蓄雨水，还能净化水质 —— 某城市在河道下游建设 10 万平方米人工湿地，调蓄容积达 50 万立方米，强降雨时管网排出的雨水先进入湿地调蓄，待水质净化后再排入河道，既减少了管网满流风险，又保护了河道生态环境。此外，利用城市湖泊、坑塘等水体，通过 “筑坝扩容” 增加调蓄容积，例如，某城市对 3 处城市湖泊进行筑坝扩容，新增调蓄容积 80 万立方米，强降雨时可分流周边管网 35% 的雨水。

“河道 - 湿地” 调蓄系统需建立 “水位联动控制” 机制，汛期前提前降低河道、湿地水位，预留调蓄空间 —— 某城市每年汛期前将河道水位降低 0.5-1 米，湿地水位降低 0.3-0.5 米，新增调蓄容积 50 万立方米，有效应对了多次强降雨。

四、实施保障：确保优化策略落地见效

市政排水管网布局优化与调蓄设施增设是系统性工程，需通过 “规划引领、资金保障、技术支撑、制度协同” 四大保障措施，确保策略落地，避免 “重规划、轻执行”。

（一）规划引领：统筹布局 “排 - 蓄” 系统

将管网优化与调蓄设施建设纳入 “城市排水防涝专项规划”，明确总体目标、阶段任务与责任主体。规划需结合城市地形地貌、降雨特征、管网现状，科学划定 “高风险区、中风险区、低风险区”，针对不同区域制定差异化策略 —— 高风险区优先实施管网扩容与地下调蓄池建设，中风险区重点推广绿色调蓄设施，低风险区优化管网衔接。某城市通过专项规划，明确 5 年内完成 50 公里管网扩容、建设 10 座地下调蓄池、推广 50 万平方米绿色调蓄设施的目标，为工程实施提供了方向。

同时，规划需与 “海绵城市建设”“城市更新” 等规划协同，避免重复建设 —— 例如，在老城区更新过程中，同步实施管网改造与透水铺装建设；在新城建设中，将调蓄设施与道路、公园同步设计、同步施工，提升规划协同性。

（二）资金保障：多元筹措建设资金

建立 “政府主导、社会参与、市场运作” 的多元投融资机制，解决资金短缺问题。政府加大财政投入，将管网优化与调蓄设施建设资金纳入年度财政预算，优先保障高风险区项目；同时，申请国家专项债（如城市防洪排涝专项债），某城市通过专项债筹集资金 10 亿元，用于 20 公里管网扩容与 5 座调蓄池建设。

引入社会资本，通过 “PPP 模式”（政府与社会资本合作）吸引企业参与调蓄设施建设与运营 —— 某城市采用 PPP 模式建设 3 座地下调蓄池，社会资本承担 70% 的建设资金，运营期 20 年，通过雨水回用收费与政府补贴获得收益，既减轻了政府财政压力，又确保了设施长期稳定运行。此外，鼓励社会捐赠、企业投资等方式，补充建设资金。

（三）技术支撑：提升规划与运维的科学性

依托先进技术工具，为管网布局优化与调蓄设施建设提供精准支撑，避免 “经验化决策” 导致的资源浪费。管网水力模型是核心技术手段，可通过模拟不同降雨场景下的管网运行状态，识别瓶颈管段与调蓄需求 —— 例如，某城市通过 SWMM（暴雨管理模型）模拟 5 年一遇、10 年一遇降雨，精准定位 12 处管径不足的瓶颈管段，为管网扩容提供数据依据；同时，模型可模拟调蓄设施的分流效果，确定调蓄池的最优容积与位置，某新城通过模型计算，将原规划的 8000m³ 调蓄池优化为 6000m³，既满足调蓄需求，又减少建设成本 20%。

物联网（IoT）技术可实现管网与调蓄设施的智能化运维。在管网关键节点安装液位、流量传感器，实时监测管网运行状态；在调蓄池内部署水位、水质传感器，联动阀门与泵站实现 “自动蓄水、自动排水”—— 某城市的 10 座地下调蓄池通过 IoT 技术，实现降雨时自动开启分流阀门，液位达 90% 时自动报警，降雨结束后按设定流量缓慢排水，运维人员仅需远程监控，无需现场操作，运维效率提升 60%。此外，利用无人机巡检管网检查井、卫星遥感监测城市绿地覆盖，可快速排查管网故障与绿色调蓄设施的建设情况，为后续优化提供数据支撑。

BIM（建筑信息模型）技术助力管网与调蓄设施的全生命周期管理。在设计阶段，通过 BIM 构建管网与调蓄设施的三维模型，直观呈现管线走向、设施布局，避免与其他地下管线（如燃气、电力）冲突；在施工阶段，利用 BIM 模拟施工流程，优化施工方案，减少返工 —— 某城市在地下调蓄池建设中，通过 BIM 模型发现调蓄池与周边燃气管道距离过近，提前调整设计方案，避免施工后整改造成的 300 万元损失；在运维阶段，将 BIM 模型与 IoT 监测数据结合，实现 “模型可视化 + 数据实时化”，运维人员可通过模型快速定位故障点位，提升维修效率。

（四）制度协同：打破部门壁垒，形成治理合力

市政排水管网优化与调蓄设施建设涉及住建、城管、水利、财政等多个部门，需建立 “协同工作机制”，避免 “各自为政”。成立 “城市排水防涝工作领导小组”，由市政府牵头，各相关部门负责人为成员，定期召开联席会议，协调解决项目推进中的问题 —— 某城市通过领导小组协调，解决了管网改造中 “住建部门负责建设、城管部门负责运维” 的衔接问题，明确项目完工后 1 个月内完成移交，避免运维真空。

建立 “部门联动考核机制”，将排水防涝工作纳入各部门绩效考核，确保责任落实。例如，住建部门的考核指标包括管网改造完成率、调蓄设施建设进度；水利部门的考核指标包括河道行洪能力提升、河水倒灌防控效果；城管部门的考核指标包括管网运维完好率、积水事件处置效率。通过考核倒逼各部门主动作为，某城市通过联动考核，将管网改造项目的平均推进周期从 18 个月缩短至 12 个月。

完善 “应急联动机制”，确保极端降雨时各部门快速响应。制定《城市内涝应急处置预案》，明确暴雨红色预警时的部门职责：气象部门及时发布降雨预警；城管部门组织人员巡查管网，疏通堵塞检查井；水利部门调控河道水位，预留调蓄空间；交通部门对积水路段实施交通管制。某城市在 2024 年一次暴雨红色预警中，通过应急联动，30 分钟内完成 23 处易积水路段的交通管制，1 小时内疏通 15 处堵塞管网，未出现大面积长时间积水。

五、效果评估与持续优化：构建长效提升机制

管网布局优化与调蓄设施增设并非 “一劳永逸”，需通过科学的效果评估，发现问题并持续优化，确保应对极端降雨的能力不断提升。

（一）构建多维度效果评估体系

从 “防洪排涝效果、生态环境效益、经济社会效益” 三个维度，建立评估指标体系，量化项目实施效果。防洪排涝效果指标包括：管网满流倒灌次数（目标：较改造前减少 80% 以上）、地面积水时长（目标：单次降雨积水时长≤2 小时）、积水深度（目标：主干道积水深度≤375px）；某城市在管网扩容与调蓄设施建设完成后，年度管网满流倒灌次数从 18 次减少至 2 次，地面积水时长平均缩短至 1 小时，达到预期目标。

生态环境效益指标包括：雨水调蓄量（目标：年调蓄雨水≥10 万立方米）、雨水回用率（目标：调蓄雨水回用率≥20%）、地表径流削减率（目标：强降雨时地表径流削减率≥30%）；某新城通过绿色调蓄设施与地下调蓄池结合，年调蓄雨水 15 万立方米，回用率达 25%，强降雨时地表径流削减率 35%，有效减少了雨水对自然水体的污染。

经济社会效益指标包括：积水造成的经济损失（目标：较改造前减少 90% 以上）、市民满意度（目标：市民对排水效果的满意度≥85%）；某老城区改造后，年度因积水造成的经济损失从 1000 万元降至 50 万元，市民满意度从改造前的 60% 提升至 92%，社会效益显著。

（二）结合实际运行数据持续优化

定期收集管网运行数据、调蓄设施使用数据、降雨数据，分析现有策略的不足，进行针对性优化。例如，某城市通过分析地下调蓄池的运行数据，发现部分调蓄池在降雨强度超过 50mm/h 时，分流阀门开启延迟，导致调蓄池未能及时接收雨水，通过优化阀门控制逻辑，将开启延迟时间从 10 分钟缩短至 2 分钟，提升了调蓄效果。

结合气候变迁调整策略，随着极端降雨强度增大、频次增加，需适时提升管网设计重现期、扩大调蓄设施规模。某城市近 5 年极端降雨强度较之前增加 40%，原按 5 年一遇设计的管网已无法满足需求，通过评估，将核心区域管网的设计重现期提升至 10 年一遇，同时新增 5 座地下调蓄池，进一步增强应对能力。

借鉴先进城市经验，优化本地策略。例如，学习德国 “海绵城市” 建设经验，在老城区推广 “雨水罐”（居民楼或小区内的小型雨水调蓄设施），补充区域调蓄能力；参考荷兰 “弹性城市” 理念，在河道沿岸建设 “临时蓄洪区”，极端降雨时作为临时调蓄空间，某城市通过引入 “雨水罐”，使老城区小区的地表径流削减率再提升 15%。

六、结语

应对极端降雨，提升市政排水管网的承载能力，需从 “输” 与 “蓄” 双管齐下 —— 通过管网扩容改造、结构优化、系统衔接，提升雨水输送效率；通过建设地下调蓄池、推广绿色调蓄设施、利用河道湿地，增强雨水调蓄能力。而规划引领、资金保障、技术支撑、制度协同的实施保障体系，以及效果评估与持续优化机制，是确保这些策略落地见效、长效运行的关键。

随着气候变化加剧，城市排水防涝工作将面临更严峻的挑战。未来，需进一步融合智慧技术（如人工智能、大数据），提升管网与调蓄设施的智能化水平，实现 “降雨精准预测 - 管网智能调度 - 调蓄设施自动运行” 的全流程智慧管控，推动城市排水系统从 “被动应对” 向 “主动防控” 转变，为建设 “韧性城市” 提供坚实的排水安全保障。