摘要:现代城市街区的排水系统一旦出现问题,就会导致由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象,这种灾害现象被称为“内涝”,严重影响城市生活。本文在对城市水文治理进行研究的过程中,针对广东省广州市花都城区的内涝现象进行了全面的分析。分析内容主要集中在城区内涝的成因方面,通过城区特征、排水设施情况,得出结论。在与水文治理理论相结合后,给出了几个方面的内涝治理意见。
关键词:花都城区;城市内涝;水浸灾害;水文治理;排水管理
前言:
城市出现城区内涝灾害的原因是多个层面的,其中既有气候特征和天灾的影响,同时也是对城市水文治理以及城市基础设施建设的一大考验。广东省作为我国南部地区沿海省份,受到大陆季风和海洋季风的共同影响,年降水量位居全国首位,因此广东省城市需要通过大规模的排水设施兴建,来应对降水导致的内涝问题,避免出现严重的内涝险情。
一、广州市花都城区的内涝成因分析
(一)地理及气候因素
广州市花都区地处珠江三角洲广花平原、珠江流域北江下游,地势以平原、丘陵为主。花都中心城区地势为东北面略高,西南面略低,花果山为城区最高点,城区地面较为平坦,起伏不大,无明显分水界限。主要水体有:西面有天马河、大陵河;南面有新街河和秀全公园内的人工湖;东面有田美河和铁山河。受平坦地形客观条件的限制,城区内现有排水管道的坡降大都在0.001左右。当下暴雨或特大暴雨时,由于水流速度慢且管线较长,水浸点的水需要较长时间才能到达出水口,加上外围河涌的顶托,使得城区内各大排水渠在降雨时只能起到“蓄水”的作用,无法在短时间内将水排出,即使打开砂井盖强排也难以发挥作用,甚至低洼地区有部分排水管还会涌水出来。
花都地处南亚热带,属典型的海洋季风性气候,全年雨量丰沛,降雨多集中在4~9月份,其中以5、6月居多,约占全年降雨量的40%。根据统计年限较长的新华镇雨量站资料综合分析,在新街河流域内,花都区多年平均降雨量达1700mm以上,远高于全国平均水平;且暴雨强度大、频次高,降雨在该地区分布不均,降雨量由西南向东北递增【1】。
(二)花都城区的自然灾害影响
花都新华城区“水浸街”现象近年来十分严重,有统计表明:2008年城区发生大面积水浸8次、2009年大面积水浸3次、2010年大面积水浸5次。花都城区所出现水浸现象,最为严重的当属2010年。特别是2010年5月7日和2010年9月3日至4日,城区内发生大面积水浸现象,水浸较深的地方有:云山大道与花城路交界、建设北路东亚酒店门口、福宁路与商业大道交界等,平均水深有60~80厘米,最深的地方达1米多,此外城区3条过铁路隧道全部淹没,“水浸街”不仅严重影响了交通出行,甚至危害到了人民群众生产生活和财产安全。如图1和图2所示:
图1:花都城区宝华隧道水浸图
图2:花都城区新街隧道水浸图
在2010年,广东省遭遇了五•七特大暴雨灾害,在相关的统计数据当中可以看出,广东省绝大部分地区降水量超过了大暴雨限值50mm,部分地区超过100mm,城区平均降雨达到128mm,已经高于特大暴雨标准。广东省最大降水出现在广州市白云区的耙齿沥水库,峰值接近240mm[1]。如表1所示:
表 1 五•七特大暴雨观测数据
同年9月,花都城区再次出现大规模降雨,此次降雨使得花都城区交通完全瘫痪,以新华街为主的主要道路均出现严重水浸,其中,大陵村出现内河漫顶现象,村民被迫转移。
(三)总体建设滞后,排水设施不足,管网和泵站设施陈旧
(1)总体建设滞后,排水设施不足
随着花都区经济建设较快发展,城区建设面积不断增大,花都中心城区建成区面积由2005年的33.81平方公里增加到2010年的51.24平方公里。城市化进程快,排水等公共基础设施建设未能同步建设,排水管网覆盖率不足,管网建设不完善,制约着花都城区的现代化建设水平。
(2)管网和泵站设施陈旧
除了近年来为配合城区主干道建设沿道路新建有排水主干管外,中心城区的其余排水管网大部分修建于八十年代,雨水管径大部分在D600mm以下,虽然经过多次局部改造,但现有排水设施总体较为陈旧,且管道老化,淤积、破损严重,已不能适应现在城区大雨时的排水需要。
花都新华城区目前主要建有2座排涝泵站、7座雨水泵站,由于建造时间久远,泵站设施老化严重,不能满足排涝要求。2009年横潭泵站及大塘边泵站进行了升级改造,其中横潭泵站和大塘边泵站进行了全面升级改造,抽排能力分别达到了12m3/s和6m3/s;农新泵站则更新了抽水设备,目前安装了2台155 kW、1台130 kW的提升泵,抽排能力约7m3/s。经了解,农新桥泵站一般雨季时开启两台水泵,上游发生水浸时尽管这个泵站的设备全部启动,仍无法降低集水池水位,排水能力不能满足水浸时的要求,而且泵房老旧,已经不符合现行泵站规范的相关要求;而横潭泵站由于设计进水渠、集水池和水泵启泵水位偏高,致使雨季时出现上游花城路部分区域尽管已发生水浸,但泵站却尚未达到启泵水位的情况,无法有效发挥其雨季排涝作用[1]。
此外,花都城区内的排水体制设置也存在一定问题。根据我国颁布的《城市排水工程规划规范》(GB50318-2000)的相关规定,城市排水应当结合城市特点采用分流制,在面对自然降雨时,可以采用初期雨水节流的方法,实现分流排水。但花都城区基本上为合流制排水体制,长期以来城区内雨水、污水直接排到大陵河、新街河、天马河等河道中,造成周边水环境污染严重,由于污水中夹杂了大量垃圾、泥沙等杂物,造成河道淤塞,排水不畅,影响河道排洪。
(四)周围排洪河道弯曲窄小、淤积严重,雨季排水不畅
花都区主干排涝河涌均存在不同程度的淤积和河道缩窄现象,致使河涌的涌容减小,调蓄能力下降,河涌断面的过水能力弱化,排水不畅。
新工业区、物流区、商业区、房地产、交通等建设挤占河道、水面的情况已十分普遍,甚至填埋、迫使河道改道的情况也有多处,严重影响了排涝和行洪的安全。分析造成这种情况的原因主要有三个方面:一是由于历年来,滨水区域缺乏明确有效的管理区域和控制手段,滨水区域的建设开发无法律约束力;二是由于土地资源紧张,加之人们对挤占河道和可能造成的后果认识不足,新工业区、物流区及商业区开发中大规模圈占河段较为普遍;三是由于滨水地区得天独厚的优美环境,滨水而居成为人们的一种喜爱,因此,在水库周边、河流沿岸等滨水区域的房地产开发十分普遍。
作为中心城区主要排放水体的新街河、大陵河及其上游三华河涌,河道弯曲窄小、淤积严重、河床抬高,大大降低了过水能力。汛期,这些河水上涨对城区市政排水管渠产生了明显的顶托作用,甚至部分河水直接倒灌入市政排水管渠,严重影响城区雨季排水。不对这些淤塞河涌进行综合整治,就难以保证上游城区排水管渠改造的成效。
由于这些原因,造成了花都区这样典型的平原地区,在城区雨水管网布设不完善的情况下,容易出现“落雨大、水浸街”的现象。花都城区内涝点共有17个,2011年至今通过工程改造已缓解了12个“水浸黑点”,改变了缝大暴雨必浸的现象。其中4个内涝点整治工程目前正在施工,将于2018年底完成;另外1个内涝点整治工程正在推进前期工作,预计2019年6月前完工。如图3所示:
图3:花都城区现状主要水浸点分布图
二、应对花都城区内涝的措施
在面对目前阶段花都城区的内涝现状,本文对排洪内涝工程建设提出了以下几个方面的建议。
(一)合理规划排涝标准
目前花都城区的排涝标准不足以应对五•七特大暴雨级别的暴雨灾害,在吸取了此次教训之后,市政府、区政府应当积极进行城区排涝标准的改革,通过对城市性质、汇水地区类型的分析,联合气象部门共同进行雨水重现期的规划。对于新老城区,应当提升标准,以五年一遇的排水标准组织建设,促使城区排水系统能够满足不同规模的降水要求[2]。
(二)合理选择排水体制
通过上文的论述可以看到,目前花都城区的排水体制无法应对大规模的暴雨灾害,同时排水设施的基础建设相对落后。因此本文结合广州市办法的《广州市污水治理总体规划》提出了改变排水体制的建议。
首先,对于采用合流制排水的主要城区和地块,应当选用截流式与合流式相结合的排水方法,在一定程度上优先控制排水。花都城区中,新华街、新街河以及田美河流域范围内,为合流制排水的主要区域,为了改变传统排水方案,应当采用管网投资的方式,通过1.5倍数值的截流,优先完成先期改造,再循序渐进地进行分流制改造。在市政规划中本文发现,合流制排水渠的保留规划范围为10平方公里左右,此区域为长期规划的主要方向。
而在一些已经完成了分流制预埋设的工业区、生活区,则应当加速分流制排水改革。在2014年之后,花都城区的中心地块已经完成了分流排水设备的埋设,但是干管系统尚未完全成型,无法与雨水排水系统完成接通。根据广州市政关于污水处理的规划要求,在结合了花都区的新区条件、自然环境、河道特征后,在短期内,需要完成雨水污水分流设计,并以城区中心为起点,逐渐向外开展分流制系统改造。预计完成改造的分流区排水范围将超过250平方公里,占整个污水处理服务区的95%。
例如在广州车辆厂周边水浸整治工程方案的设置中,就采用了先进的雨水收集分流方案。在分流区内部,通过依托大凌河设置的四条渠箱与已经完成的雨水管铺设相结合,共同进行雨水处理。大凌河渠箱主要以1.6*1.5米性质为主,同时也有7*2.8米性质,而路宽达到40米的道路则通过双侧布设雨水排水管的方式,二者相互结合最终达到了雨水收集的目的。
(三)规划应急排涝机制
除了要完成分流制排水系统的改革之外,花都城区还应当建立起完善的排涝应急机制,避免因不可抗力所造成的措手不及。本文认为,花都城区应当适当引进国外的先进技术,加强管理能力,提升管理水平。具体来说,花都区应当与广州市完成两级联防的部署,成立市区两级的分馆机制,通过闲时管理和应急管理相结合,保证城区排水能够应对不可抗的自然灾害[3]。在闲时管理中,市区两级政府应当成立专项工作的工作小组,通过对路面清洁的管控、管道的清淤保养,保障路面、地下形成良好的“备战”态势,同时积极引入机械化清淤,为暴雨天气做好准备。与此同时,还应当开展普及宣传教育。通过传统电视媒体、互联网新媒体等,播放公益广告,向市民宣传爱护城市公共排水设施教育。在应急管理中,则要确立应急指挥部门,市政部门需要明确责任,并抓好水浸黑点的应急排水工作。适当采用责任人制度,对已经发生的涝灾险情第一时间完成行动委派,并迅速清理排水口、完成水闸、泵站等重要设施的检查,保证排水畅通无阻。
三、结论
综上所述,花都城区作为广州市的重要城区,在面对大规模的暴雨灾害时,应当具有先进的排水措施和排水管理手段,从基础设施建设和应急管理两个方面不断提升,避免因自然灾害所造成的城区内涝灾害,从而避免因灾害所带来的人身财产等损失。
参考文献:
[1]《花都区城区及周边农村防洪排涝规划》.中山市水利水电勘测设计咨询有限公司,广州市市政工程设计研究院,2012.
[2]田艳. 我市截污治污三年攻坚计划有实效[N]. 南宁日报,2015-11-20(002).
[3]张苑卉. 四会城区多条道路水浸[N]. 西江日报,2015-10-06(001).
论文作者:晏静
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签:城区论文; 内涝论文; 泵站论文; 水浸论文; 河道论文; 雨水论文; 暴雨论文; 《基层建设》2018年第22期论文;