宋啟元,蘇功軍
(天津市市政工程設計研究院,天津 300457)
改革開放以來,我國城市面貌發(fā)生了翻天覆地的變化,隨著城市化進程的不斷加快,由于一些城市現(xiàn)狀排水設施不能滿足發(fā)展需要,造成汛期暴雨后發(fā)生內(nèi)澇災害,如北京、上海、杭州、西安、濟南等城市也一度成為內(nèi)澇頻發(fā)的“名城”。從上世紀90年代以來統(tǒng)計的水災資料,澇災在水災損失中所占比例呈增長趨勢,為洪災損失的2倍,這一特點在平原地區(qū)的一些城市表現(xiàn)尤為突出。
分析造成城市積水的原因,大體主要有以下幾個方面:
(1)由于城市用地面積擴大,建筑、不透水鋪裝路面增加,徑流系數(shù)增大,地面滲透能力降低,雨水徑流時間縮短,雨水量增大,使原有的排水設施負擔加重。尤其一些城市因建設需要將原有的河道、湖塘、水渠、洼地填墊,使區(qū)域雨水調(diào)蓄能力降低。特別是有些城市河道填墊后改為涵管,使一些區(qū)域的排水出路出現(xiàn)問題,汛期排水不暢造成積水。
(2)有些城市排水管網(wǎng)普及率低,一些區(qū)域沒有排水設施,或排水設施設計標準低。特別是一些老城區(qū)排水系統(tǒng)為雨污合流制,管網(wǎng)老化年久失修,有的管道已經(jīng)延用了近半個世紀甚至近百年。有些城市泵站機電設備陳舊、排水能力不足,因系統(tǒng)改造難度很大,日常排水沒有問題,一旦遭遇大雨排澇能力不足難逃“內(nèi)澇”噩運。
也有些城市雖然有較完善的排水設施,但是由于養(yǎng)護管理不到位,管道堵塞、河道淤積、泵站機電設備維修不善,汛期排水設施不能充分發(fā)揮作用。還有些城市因?qū)κ姓O施管理不嚴,分流制的雨污水系統(tǒng)混接亂接現(xiàn)象嚴重,分流制的兩套系統(tǒng)成了兩個污水系統(tǒng),使本應排入河湖的雨水,因為水質(zhì)差汛期向河湖排放受到限制造成積水。
還有一些城市對防汛工作不夠重視,特別是近些年來,北方地區(qū)降雨量偏小,對洪澇災害缺乏警惕性,沒有建立防澇預報預警系統(tǒng)和防澇預案措施,汛期大雨降臨措手不及造成積水。也有一些城市雖然建立了防澇預報預警系統(tǒng),但是由于預警不及時,部門聯(lián)動不力等問題也是造成一些城市汛期積水的原因之一。
(3)有些城市在開發(fā)建設中,一些工程項目排水設施建設滯后,人為造成排水空白區(qū)。也有些城市在資金、工期比較緊張的情況下,排水工程沒有完全按照排水系統(tǒng)規(guī)劃設計實施,如在新建道路工程中修建了排水管道,但是因為各種原因排水出路問題沒有解決,汛期雨水管道沒有排水出路造成積水。還有些城市建設用地擴大后,按照規(guī)劃設計區(qū)域排水管道需修建新泵站提升強排,但是管道建成后仍使用原農(nóng)業(yè)或舊泵站排水,由于原有泵站規(guī)模小與新建區(qū)域管網(wǎng)不配套,汛期排水不暢造成積水。
(4)有些城市在道路工程建設中新修建的道路高于現(xiàn)狀地面,新開發(fā)或改造重建區(qū)域的地面也隨之填高,這就使周邊一些老城區(qū)地面逐漸變低,汛期降雨造成這些區(qū)域積水,如2008年6月26日一場暴雨使位于天津古文化街的天后宮院內(nèi)積水深達40 cm。其原因是古文化街改造以后,四周新建了許多建筑比天后宮的地勢高,使天后宮地面逐漸成為“鍋底”造成汛期積水。
(5)有些城市立交地道除因設計標準低、地道收水設施阻塞造成積水外,還因在立交地道建設中,地道兩側(cè)的道路與地道坡道沒有明顯的分水嶺,即地道坡道沒有設置“駝峰”或“駝峰”過矮,而造成地道坡道比周邊地區(qū)低很多。當降雨量較大時,地道以外區(qū)域出現(xiàn)積水就會涌入地道,由于地道排水設施不能及時將這些“客水”排除造成地道積水。
另外,有些城市地道雨水就近排入周邊排水管道系統(tǒng),當周邊排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題后,使地道泵站出水受阻造成地道積水被淹。
造成城市積水的原因較多,以上僅從5個方面進行了分析。內(nèi)澇積水已經(jīng)成為我國城市通病,給人民正常生活和城市功能的發(fā)揮帶來很大影響,已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展進程因素之一。結(jié)合上述問題提出以下對策與同仁探討。
(1)應樹立城市發(fā)展建設與防澇減災并舉的觀點,將防止洪澇災害列為城市發(fā)展規(guī)劃的一部分。每個城市(不論大小,包括新城鎮(zhèn))應從城市可持續(xù)發(fā)展角度,結(jié)合本地區(qū)的特點編制排水專項規(guī)劃。為緩解我國城市水資源緊缺現(xiàn)狀,排水規(guī)劃應將城市防澇、雨水資源利用、城市生態(tài)環(huán)境保護統(tǒng)籌考慮,在防止洪澇災害的同時使雨水得到有效利用。
各級政府、主管部門要把城市防澇作為關系到社會經(jīng)濟發(fā)展,社會穩(wěn)定和人民安居樂業(yè)的大事來抓,為規(guī)劃管理建立強有力組織和法律保障體系,在城市所有項目建設中應在有關部門監(jiān)督下嚴格按照排水規(guī)劃實施。
(2)排水規(guī)劃是工程建設的依據(jù),排水工程設計是城市建設的重要步驟,在工程設計中應結(jié)合不同城市、不同地區(qū)、不同項目的具體情況合理確定設計標準和設計參數(shù)。根據(jù)規(guī)劃結(jié)合排水范圍內(nèi)的地形、地貌、排水設施現(xiàn)狀、河湖水系等情況優(yōu)化設計方案。雨水系統(tǒng)排水出路至關重要,為保證區(qū)域汛期正常排水要求應認真選擇排水出路,需要采用泵站強排的區(qū)域一定要修建泵站,根據(jù)工程情況在滿足區(qū)域排水要求的前提下,可不采用泵站強排的區(qū)域盡量不采用強排方式以減輕洪峰壓力。
排水工程是一項系統(tǒng)工程,應根據(jù)規(guī)劃整體設計,以保證排水系統(tǒng)的完整性和排水需求。在條件允許的情況下工程建設應按設計要求盡可能一次建成,當工程需要分期實施,為避免汛期積水應保證分期實施后的排水設施有可靠的排水出路。
為逐步改善老城區(qū)、地勢低洼地區(qū)汛期積水問題,應多層次、多渠道籌集資金,結(jié)合排水規(guī)劃進行改造,在工程實施過程中應處理好新老城區(qū)、新舊排水系統(tǒng)銜接等問題。在搞好設計工作的同時,應抓好排水工程施工、監(jiān)理等各個環(huán)節(jié)確保工程質(zhì)量,為工程實施后正常使用創(chuàng)造條件。
(3)在工程設計中一般泵站設計流量均按照管網(wǎng)設計流量確定,但是一些項目實施后區(qū)域有時仍出現(xiàn)積水,分析其原因是汛期隨著降雨量不斷增大管道水位逐漸升高,當降雨強度超過設計標準,泵站水泵即使全部投入運行,泵站進水管道水位仍高于管頂降不下來,是因為泵站不能及時將超標準的雨水排除,泵站成為區(qū)域排水瓶頸。為最大限度發(fā)揮排水設施的作用,在工程設計中可采取以下措施,一是在維持原排水管網(wǎng)系統(tǒng)不變的條件下,可適當加大泵站裝機規(guī)模提高泵站排水能力;二是雨水(合流)泵站在有條件的情況下設置溢流管,當河湖水位較低時通過溢流管直接排入受納水體。
(4)立交地道是城市交通樞紐,應適當提高設計標準,為保證雨季地道正常通行,地道應修建獨立的排水系統(tǒng)。地道總體設計應采取措施盡量縮小地道收水范圍,地道排水設計應堅持低水低排、高水高排的原則,將地道以外的雨水盡可能的排入?yún)^(qū)域排水系統(tǒng),嚴格控制地道以外“客水”進入地道。雨水出路應結(jié)合周邊水系情況盡量直接排入河湖等水體。為避免地道積水地道泵站宜設備用水泵,以提高地道泵站抗沖擊能力。
(5)為提高城市防澇減災能力,在多渠道采取工程措施的同時,要建立完善的防澇預報預警系統(tǒng)和立體的防護防澇體系及預案措施,加強管理統(tǒng)一調(diào)度。為提高養(yǎng)護管理水平,應加強養(yǎng)護管理隊伍建設,結(jié)合本地區(qū)的情況認真分析排水設施現(xiàn)狀及存在問題,通過有計劃、有步驟地防澇措施最大限度發(fā)揮現(xiàn)有排水設施的作用,汛前應及時將現(xiàn)有排水管道、河道、泵站進行清通疏浚和維修保養(yǎng),以確保排水設施的正常運轉(zhuǎn)。在條件允許的情況下,汛前應盡可能將現(xiàn)有排水管道提前騰空,河道水位盡可能降低。在使用傳統(tǒng)養(yǎng)護管理設備的基礎上,應加大資金投入引進吸收國內(nèi)外先進養(yǎng)護管理經(jīng)驗和設備,在此基礎上研制適合本地區(qū)特點的養(yǎng)護設備,最大限度地減少洪澇災害損失。
為提高城市防澇減災能力要結(jié)合本地區(qū)具體情況對城市排水、洪澇控制、雨水資源利用、徑流污染控制、園林景觀等基礎設施進行綜合規(guī)劃,有計劃、有步驟地進行實施,以使我國城市建設能夠健康有序地發(fā)展。
在城市總體規(guī)劃布局中應保留或規(guī)劃一定的水面儲存調(diào)蓄雨水,加大綠化面積減少不透水面積的比例以補充地下水,在區(qū)域建設中修建雨水收集和處理設施,從源頭減少雨水排放量。同時為減輕排水系統(tǒng)下游河湖水系的排洪壓力,應加大資金投入,采取工程措施提高河湖水系的蓄洪行洪能力。