摘要:暴雨引发城市内涝在国内外都普遍存在,通常归咎于路面吸水太慢、地下排水管网的截面积太小,但许多城市、尤其是周边河湖水位较高城市的已有实践表明:大力建设海绵城市或排水管网的效果并不明显。按照雨水流向进行全程讨论,需要综合建筑、市政、水务等方面的多种因素,明晰内涝的本源机制,才能在有针对性的前提下实现高效治理。
关键词:城市内涝;综合治理;方案
一、河湖疏浚调节措施
1、流域综合治理
欲加大下泄流量、保障城市周边河湖具有雨水调蓄容量,根本的办法是进行全流域综合治理,降低土壤侵蚀、增加河湖或湿地面积。在风化、沙化严重区域,应大面积采用植物固土措施,并选种适宜的弱酸性农作物促使土壤胶结;工程上兴建挡渣和反滤设施,注重环境的水土保持;在城市周边倡导以渔代耕、退库退湖,并改善生态。减少水土流失将使河湖水清、水道通畅,增加水面和周边湿地将明显扩大雨水的调蓄空间,这些方案是城市的“内涝外治”,属于“治本”举措,然而涉及地域太广、耗资耗时太大,尚需国家有关部门统筹安排才能实施,但对相关技术先行研究无疑是应当鼓励的。
相对而言,属于“治标”但见效较快的河道整治工程,主要是在城市上游两岸避免滑塌、拦污挡土,在河床中疏浚清淤。这些项目在我国已经施行了数十年,已有较多研究成果,本文不再赘述。值得注意的是,小型水库滞留泥沙具有很好的效果,这固然会逐渐减少其库容,但在改善下游河道及流量调度方面显然对防止城市内涝大有益处,建议开展相关的权衡和损益评价研究。
2、河湖滞蓄调度
具备了前述雨季排涝的必备条件(总排水量对应的水位≤河湖控制水位),还需要根据水文规律和气象预报及时调整城市周边河湖的水位,才能使暴雨时城市的排水通畅无碍,但调节手段受限于河湖的上下游工程。若城市排水对应的河湖在上下游均设有节制建筑物(如水库、水电站、水闸、引水设施等),城外调度就能有效调节暴雨总水量中的主体部分,即河湖的上游來水和下游泄流量。
抬高水位的水量=来水量-泄流量,考虑到我国城市的排水设计标准普遍较低、而1-3h暴雨预报的准确度较高、计算机调洪演算高速便捷的现状,初步提出城外调度设想:在即将出现城市暴雨之前以及降雨过程中,都应当及时联系流域上游和下游降雨较少、河湖暂时处于较低水位的节制建筑物管理部门,按降雨期调洪演算结果酌情减少上游闸阀的开度、增大下游闸阀的开度,以便尽可能减少上游来水、尽可能增加向下游的泄水量,为城市降雨排水预留出较多的调蓄空间。
城外河湖的水位调节可能涉及到多个地区或部门的利益,但鉴于重点城市内涝将造成显著的财产甚至生命损失,建议发挥我国“执行力强”的优势,由国家防总授权各流域水利委员会,依据气象水文条件和城市暴雨情况,统筹调度河湖的各级水位。
3、雨水分流
除了前两种城外防涝措施,还应当在城市周边对截断来水、通畅出流各方面进行全面检查,采用一切可能的手段分流雨水,尽量使排水出口处于较低的河湖水位。
充分重视周边径流入城的危害,尤其是海拔高于城内地面的坡地,大雨和暴雨将产生严重汇流和并可能造成泥石流。应当在城市周边设置截水槽和排水沟,必要时可专门兴建城外排水网,有效防范周边径流汇入城市。
以往城市排水管网的出口往往只关注较大的江河湖泊,而这些河湖的来水、泄水构成均较为复杂,本地水位在很大程度上并非仅仅由降雨量控制,故其调度效果常常不如人意。城市周边通常还有一些小河,重要的特征是其在较远的下游才汇入大江大湖,其在城市附近的水位明显低于大江的水面。由水力学原理可知,这类小河的河床坡度陡于大江、流速更快,故可作为城市排水管网的补充出口。
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在经济条件较为宽裕的情况下,还可考虑拓宽上述小河,进一步扩建成引向较远下游的排水渠道。这种工程对正常生产和生活的扰动不大,不仅能显著改善城市暴雨排水的外部条件,还增加了渠道周边的农田灌溉面积,并可在汛期主动分流大江本地段的水量,从而在杜绝江水倒灌城内洼地的同时降低河湖的防汛压力。
二、城市内涝问题及治理方案
1、管网改造困难
对已建城市的雨水管网进行改造是解决城市内涝的困惑之一。改革开放至今,国内主要大中城市基本实现了中心城区排水管网的全覆盖,由于管网设计经验及计算均从前苏联模式而来,将寒冷地区的计算经验用在大部分处于温热气候的中国,导致采用的管道排水设计标准偏低,且已成既成事实。排水管网是城市的一项基础设施,通常是在城市开发建设前期的“三通一平、五通一平、七通一平”阶段,已将开发土地的道路、供水、供电、通信、煤气(天然气)、排雨水、排污水等市政管线设施建设工作完成。而我国的排水管渠系统基本以重力流为主,敷设过程中充分考虑各类市政管线,因此,在已建城市区域的地下管线中,雨水排水管通常都敷设较深。如果仅仅通过扩大雨水管道管径的方式将其设计标准提高,则重新对雨水管道进行重新核算及敷设,要对城市道路或场地进行二次开挖,工程投资较大,施工期间也会直接影响城市局部区域的日常生活和交通环境等。更重要的是在地下有限的空间内,一条雨水管线的改动很有可能牵连其他管线也随之改动,可谓是“牵一发而动全身”,结果必将增加建成区管道提标建设工程的人力、物力、财力的投入成本。然而,针对新建城区,可通过提高排水系统设计标准来增加排水系统的排水能力;但对于经济欠发达城市的建成区、旧城区,能否承受因提标而引起的工程投资的重负,是必须进行深思熟虑的现实问题。可见,仅通过提高排水管网的设计标准来防治城市内涝不但投资巨大、实施困难,且成效不一定显著。
2、雨洪管理理念陈旧
针对我国城市的雨涝问题,目前多是通过修建排水管网、泵站等“灰色”排水工程来解决。这种传统的做法使得城市的大部分降雨不能滞蓄下渗,以快速排除为目标进入河道。而在城市化的进程中,城市内具有调蓄雨水、调节径流的湖泊、洼地、沟塘等被城市建设用地挤占;蓄水坑塘骤减,硬化路面增大,可渗水地面面积逐渐减少,由此导致雨水地表产流系数增大,地表径流增加。城市化改变了地表生态环境的结构和功能,严重影响雨水滞留、下渗和蒸发等环节,改变了水环境的自然循环,更加剧了城市洪涝灾害风险、雨水径流污染、雨水资源流失等问题,破坏了生态环境的循环与平衡。
另一方面,我国对待城市雨水的态度基本上是把它当作一种“废水”尽快排放,一方面将宝贵的雨水资源白白浪费,另一方面造成了雨水面源污染对接受水体生态环境的破坏。在面对城市内涝问题愈演愈烈,地下管网改造难度大、城市水资源短缺、地下水资源枯竭等一系列问题时,需要我们转变对待雨水的传统观念,将对雨水的控制从单纯采用工程措施,只注重“快排”的观念基础上,开拓出雨洪生态化管理的新途径,将雨水作为一种宝贵的资源“内蓄”在城市内部,实现雨水的排洪、减涝与集蓄、利用的结合,既达到控制雨洪、缓解内涝、改善环境的目的,又解决水资源短缺、水污染等生态环境的问题。最终走出一条雨洪资源化利用的经济效益、环境效益和社会效益多重利好的可持续发展之路。
结束语
城市内涝防治是一个复杂的系统工程,不能孤立地就排水论排水,就管道论管道。排水防涝规划和很多专业规划相关,要做好河道、管网、道路、绿化等多专业的协调衔接,协调城市排水用地和其他用地的关系。如城市用地布局和道路规划要考虑雨水排水的出路,城市竖向设计和道路竖向设计要保证排水渠道畅通和雨水的综合利用,城市绿地规划要考虑接纳附近的雨水。排水(雨水)防涝综合规划不仅要考虑管网,还要考虑设计降雨、地表、河道等要素,多专业协调联动,综合排水、生态排水才是解决城市内涝问题的根本出路。
参考文献
[1]夏军,石卫,王强,等.海绵城市建设中若干水文学问题的研讨[J].水资源保护,2017,33(1):1-8.
[2]贾绍凤.我国城市雨洪管理近期应以防涝达标为重点[J].水资源保护,2017,33(2):13-15.
论文作者:陈楚乔
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签:城市论文; 雨水论文; 内涝论文; 管网论文; 水位论文; 下游论文; 暴雨论文; 《基层建设》2018年第19期论文;