佛山市城市规划勘测设计研究院 广东佛山 528000
摘要:本文分析珠三角平原地区佛山市的排水防涝体系特点,结合海绵城市——低影响开发雨水系统构建,基于新的思路就总规、控规、修规三个阶段提出排水防涝规划控制重点与对策,为其他类似的平原地区解决排水防涝问题提供参考。
关键词:城市规划;海绵城市;排水防涝
近年来,由于极端气候变化及城市化规模迅速扩大,珠三角灾害性城市暴雨事件频发。2015年5月初至中下旬,暴雨袭城,造成佛山市部分片区内涝,水浸点多达61处,多条干道交通瘫痪,部分商业中心、学校、地下车库等中心城区重要地区被淹,严重影响了城市正常生产生活,同时也对人民生命财产安全造成了严重威胁。
海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设为解决城市水浸问题提供了新思路。
本文以佛山市为例,分析珠三角平原地区的排水防涝体系特点,结合海绵城市——低影响开发雨水系统构建,基于新的思路就总规、控规、修规三个阶段提出排水防涝规划控制重点与对策,为其他类似的平原地区解决排水防涝问题提供参考。
1 佛山市排水防涝体系概况
1.1 基本概况
佛山位于广东省中南部,东临广州,西接肇庆,南连中山、江门,北通清远,地理位置优越。佛山现为地级市,辖禅城区、南海区、顺德区、高明区、三水区5区,总面积3797平方公里。近几十年,佛山地区发展较快,目前已成为全国工业化与城镇化快速发展的城镇密集地区之一。
佛山内有西江、北江及其支流贯穿贯穿,属典型的三角洲河网地区,大致呈“入”字型。
佛山属亚热带季风性湿润气候,地处华南多雨期,雨量充沛,多年平均降雨量在1600~2000mm间,雨量集中在每年4~9月份,约占全年降雨量的80%。
1.2 现状排水防涝体系
佛山市排水防涝体系由两大系统组成,即“小排水”和“大排水”系统。“小排水”指城市雨水管网系统,“大排水”指除城市雨水管网系统之外的排涝系统,主要包括城市内河、滞洪区、排涝闸泵等。佛山市现状人口451.49万人,建成区面积937.17km2,排水管网长度3028km,23%小于一年一遇,29%为1~3年一遇,大于5年一遇的仅占5%。现状主干内河涌共计519条,约1377km,水闸共计212座,排涝泵站共计272座。暴雨时,地面雨水通过排水管网散排至内河涌,再通过内河涌与外江河交界处的排涝泵站,抽排至外江河。
1.3 佛山市排水防涝现状问题
图1 佛山市易涝点分布图
佛山市现状易涝点集中在中心城区,尤其是老城区,几乎是逢雨必涝。究其原因,主要是佛山市排水防涝规划、建设等方面存在以下问题:
1、“小排水”系统建设标准低、且淤积严重
现状排水管网设计标准普遍偏低,无法满足需求。佛山市现状部分市政雨水管渠的实施年代较早,建设标准较低。随着城市建设的土地大量开发利用,硬底化路面不断扩大,地表渗流和调蓄能力下降,地表径流量大为增加,再加之极端暴雨天气的出现,早期市政雨水管网采用的设计参数相对于现状城市的排水需求来讲,所用暴雨重现期低,仅0.5~1年,管渠尺寸严重偏小。
另外,旧城区内河涌两侧地块的排水系统绝大多数都是采用合流制,旱季污水夹带的杂质不断沉积,使排水管渠的淤积越来越严重,大大降低了其原有的排水能力。
2、地势低洼平坦,“大排水”系统排水条件差,内河涌淤积,闸站建设滞后,水面率严重不足
佛山市地势低洼平坦,暴雨时主要依靠大排水系统将涝水抽排至外江河,排水条件差。且大部分内河存在 “窄”、“淤”、“污”问题。另外,站闸的建设滞后,部分骨干排涝闸站尚未建成,现状排涝能力尚未满足近期目标规划标准。站前涌来水能力相对不足。水面率方面,佛山市的距离建议值不宜低于4%(不含外江及围内渔塘)仍有一定的差距。
3、城市开发模式的问题
快速的城市化进程及粗放型的城市开发模式迅速地改变了城市的地形和地貌,使得地面的不透水面积显著增加,地面的径流系数不断增大,市区的综合径流系数大于0.7,局部区域综合径流系数甚至达到0.9以上。径流系数的显著增加,意味着下垫面条件和地区水文水力状况的重大变化,进入市政排水管网径流量的显著增加,从而增加了管网的负荷和发生内涝的风险。
另一方面,城市土地利用规划方面,为追求土地最大化,对现状河涌采取填埋处理,对排涝规划确定的规划新建或改道河涌,在土地利用规划里并未落实,现状河涌日益减少,涝水行泄通道急剧缩减。
4、应急排水防涝设施不足
由于排水管网的设计标准较低,当出现超标暴雨时,应急系统显得尤为重要,直接涉及居民的生命、财产安全。除了应急预案等非工程性措施以外,在工程方面,目前国内外一般采用“应急调蓄”、“应急强排”、“应急挡水板”等应急排水防涝设施,如在“7.21”内涝灾害事件发生以后,北京市在城区环路立交桥和远近郊区等雨季积水严重桥区规划建设了20座大型调蓄池工程。佛山市目前应急调蓄能力不足,强排手段和能力也较为缺乏。绝大部分城区采用重力自排、就近入河的原则设置,无法满足佛山市整体防汛排涝工作的需求。
5、不同相关部门之间的联动机制不健全、相互配合缺乏协调性
佛山市排水管网主管部门随着行政改革,也发生过多次变化。部门更替时,现状管网资料移交不顺,保存不够完善。
另外,由于在排水防涝工程中客观存在着不同组织部门之间职能分工的分割或交叉,造成了在排水排涝的过程中,一项措施要落实到位,可能需要数个部门之间的协调调度。而部门之间的协调往往需要大量的沟通工作,经常会造成相应措施难以及时实施,进而影响防汛排涝工作的迅速有效开展。
2 排水防涝规划新思路
排水防涝规划应遵循引入源头削减、过程控制、末端处理的办法进行,控制面源污染、防治内涝灾害。提高雨水利用程度,推行海绵城市建设——低影响开发雨水系统构建。城市建设,规划在先,应在排水防涝工程中,体现规划的科学性和权威性,发挥规划的控制和引领作用。
2.1 总规阶段
1、“大排水”与“小排水”系统的统一
大排水与小排水系统分属于水利、市政两个行业,在城市总体规划阶段,须从技术上将两者有效结合起来。小排水系统计算根据《室外排水设计规范GB50014-2006(2014年版)》,暴雨强度公式基本采用年多个样法确定重现期,大排水系统采用年最大值法确定重现期。在不同的选样方法下,对于同一暴雨强度,年多个样法样本排序的次序必然大于或等于年最大值法排序的次序,而同一暴雨强度对应的重现期仅与排序有关,所以同一暴雨强度前者推算出来的频率通常大于或等于通过后者,即小排水系统的重现期通常大于或等于大排水系统。有关人员选用集水面积2.94km2的片区,分别用两个公式法计算了片区的涝水流量,排涝标准与排水标准的衔接关系,见表1。
表1 某片区排涝与排水流量比较
为了发挥“大排水”系统和“小排水”系统的最大排水效果,同一系统必需采用两者相适应的标准,同时考虑到排水工程的技术经济性,可以针对地区的经济条件制定相适应的标准。
2、落实主要行洪河道、滞洪区河配套闸站,保护水生态敏感区
应将河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区纳入城市规划区中的非建设用地(禁建区、限建区)范围,划定城市蓝线,并与低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统相衔接。
3、排水系统和竖向规划的统一
结合暴雨径流的特点及城市功能布局,在城市总体规划阶段重视竖向规划,主要表现在竖向分区控制。一般可将竖向分区为自排区、强排区。自排区即完全可以通过排水系统达到排涝要求;强排区即排水系统需借助强排设施达到排涝要求。
4、引入水域面积率、绿地率、透水铺装率等相关指标,合理控制地表径流
水面率的大小直接影响排涝规划方案,在城市总体规划阶段应引入水面率指标,结合城市功能分区确定水面率的最低限制数值,从而保证城市对雨洪的滞蓄能力,保障城市安全。合理设定不同性质用地的绿地率、透水铺装率等指标,防止土地大面积硬化。确定优先采用雨水花园、湿塘、雨水湿地等低影响开发设施控制径流雨水的原则。
5、明确低影响开发策略和重点建设区域
应根据城市的水文地质条件、用地性质、功能布局及近远期发展目标,综合经济发展水平等其他因素提出城市低影响开发策略及重点建设区域,并明确重点建设区域的年径流总量控制率目标。
2.2 控规阶段
1、落实主干河涌蓝线和配套闸站设施黄线
主干河道和配套闸泵设施是城市防洪排涝体系的主要组成部分。落实主干河道蓝线即在空间上确定主干河道走向和河道宽度。合适的闸泵配套将大大提高了主干河道的行洪能力,因此,在控规阶段需划定闸泵设施黄线。此外,城市用地布局在落实主干河道蓝线和配套闸泵设施黄线的同时应尽量避免主干河道横穿居住区块和闸泵设施设置与居住区块,将大量涝水引入居住区,带来区块排涝隐患。
2、确定竖向控制指标
竖向控制主要包括场地竖向控制和道路竖向控制两个方面。场地竖向控制主要为了避免区块洪涝水入侵,建议控制指标在水利规划的涝水位基础上进行确定。道路竖向控制除了防止洪涝水入侵外还能在大暴雨时期引导雨洪排放。结合竖向控制指标确定雨水管网布置,贯彻“低水低排、高水高排”的原则,避免高地雨水排至低洼地段。
3、明确各地块的低影响开发控制指标。
在城市总体规划或各专项规划确定的低影响开发控制目标指导下,根据城市用地分类的比例和特点进行分类分解,细化各地块的低影响开发控制指标。地块的低影响开发控制指标可按城市建设类型(已建区、新建区、改造区)、不同排水分区或流域等分区制定,优化并明确地块的低影响开发控制指标。
4、合理进行排水分区
统筹协调开发场地内建筑、道路、绿地、水系等布局和竖向,使地块及道路径流有组织地汇入周边绿地系统和城市水系,并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统相衔接,充分发挥低影响开发设施的作用。
5、统筹落实和衔接各类低影响开发设施
根据各地块低影响开发控制指标,合理确定地块内的低影响开发设施类型及其规模,做好不同地块之间低影响开发设施之间的衔接,合理布局规划区内占地面积较大的低影响开发设施。
2.3 修规阶段
修建性详细规划阶段主要用于地块规划,并直接指导下一阶段地块的实施,是规划许可的主要依据。此阶段应按照控制性详细规划的约束条件,绿地、建筑、排水、结构、道路等相关专业相互配合,落实具体的低影响开发设施的类型、布局、规模等,确保地块开发实现低影响开发控制目标。
1、重视小区及建筑屋顶的绿化建设
小区绿地应设计可消纳屋面、路面、广场及停车场径流雨水的低影响开发设施,并通过溢流排放系统与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。对于建筑设计,应全面采用屋顶绿化,尽量截留雨水,减缓雨水出流时间。
2、重视道路规划设计
道路横断面设计应优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等,便于径流雨水汇入绿地内低影响开发设施。路面排水宜采用生态排水的方式。路面雨水首先汇入道路绿化带及周边绿地内的低影响开发设施,并通过设施内的溢流排放系统与其他低影响开发设施或城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统相衔接。路面宜采用透水铺装,透水铺装路面设计应满足路基路面强度和稳定性等要求。
3、重视小区雨水集蓄回用
建议采取雨落管断接或设置集水井等方式将屋面雨水断接并引入周边绿地内小型、分散的低影响开发设施,或通过植草沟、雨水管渠将雨水引入场地内的集中调蓄设施。。当建筑层高不同时,可将雨水集蓄设施设置在较低楼层的屋面上,收集较高楼层建筑屋面的径流雨水,从而借助重力供水而节省能量。应限制地下空间的过度开发,为雨水回补地下水提供渗透路径。
4、重视地块的年净流量控制
根据控规确定的各地块绿地率、建筑密度等规划控制指标,初步提出各地块的低影响开发控制指标,可采用下沉式绿地率及其下沉深度、透铺装率、绿色屋顶率、其他调蓄容积等单项或组合控制指标;计算得到各地块低影响开发设施的总调蓄容积后,确定各地块低影响开发雨水系统的设计降雨量及的年径流总量控制率,核算地块年径流总量控制率小于控规要求。
3 结论
佛山是河网密布的沿海平原城市,地势平坦,内河水流速度缓慢,排水防涝压力较大。考虑到排水标准的提高,对于已建区域再开挖道路扩建雨水管网代价很高,因此在城市开发的过程中,应转变思想,从源头削减雨水量,推行海绵城市——低影响开发雨水系统构建,利用海绵城市充分对雨水进行截流。
本文以佛山为例,通过分析该地区排水防涝体系的问题及特点,基于新的思路就总规、控规、修规三个阶段提出排水防涝规划控制重点与对策,为佛山及其他类似城市或地区解决排水防涝问题提供参考。
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论文作者:贺娟
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/7
标签:雨水论文; 城市论文; 径流论文; 佛山市论文; 系统论文; 设施论文; 管网论文; 《基层建设》2016年23期论文;