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浙江省城市防洪排涝问题与对策

2012-04-14李月明郑雄伟

水利规划与设计 2012年3期
关键词:城市防洪防洪浙江省

李月明 郑雄伟

(浙江省水利水电勘测设计院 杭州 310002)

浙江省位于我国东南沿海,太平洋西岸的亚热带季风区,是一个洪涝台灾害易发、多发的地区,梅雨洪水、台风雨和局部地区的短历时强降雨,常导致城市发生暴雨洪灾和内涝。近年来,全球气候变暖,极端性天气与气候事件频繁发生,加上城市化进程快速推进,城市规模急剧扩大,城市群造成的“热岛效应”以及对城市空间的不合理开发,在一定程度上加剧了城市的洪涝灾害。目前浙江省城市洪涝灾害呈现频次高、强度大的趋势。2007年“罗莎”台风造成杭州、宁波、温州、台州等城市受淹;2009年义乌城区遭受“0621”局地强降雨,给生产生活造成巨大损失。2009年9月29日和2010年7月26日,温岭市连续遭遇暴雨侵袭,城区积水深达2m,城市公共交通全线中断,地下车库、地下室进水受淹,成千辆汽车浸泡水中。城市防洪排涝安全已成为目前经济社会发展必须面对和着力解决的问题,是浙江省“十二五”时期加快构建完善的防灾减灾体系之重要组成部分。

1 浙江省城市概况

1.1 城市规模

浙江省现有县级及以上城市69 个,分别为杭州、宁波2 个副省级城市;温州、绍兴、湖州、嘉兴、金华、衢州、台州、丽水、舟山9 个地级市;36 个县、22 个县级市。

2010年末浙江省常住人口5443万人,其中居住在城镇的人口3150万人,占总人口的58%。在全省69 个城市中,建成区面积在200km2以上的有2 个,分别是杭州和宁波,占2.9%;建成区面积在50~200km2的有8 个,占11.6%;其余59 个城市的建成区面积在50km2以下,占85.5%。从城市建成区面积看,1990年全省城市建成区面积为507km2,2000年为964km2,到2010年达到2532km2,20年间城市建成区面积扩大了4倍,特别是 2001~2007年城市建成区面积快速扩张,7年间增长了1202km2。

1.2 城市分类

浙江省地形复杂,主要山脉呈西南东北走向,西南山高坡陡,多为河流的发源地,中部为低山丘陵,东北为冲积平原,地势平坦。根据浙江省城市所处的地理位置与遭受的洪涝灾害特点,可分为滨海城市、平原城市、大江大河沿岸城市和中小流域山丘区城市四种类型,其中部分城市同时具有几种属性。

2 浙江省城市防洪排涝现状

2.1 城市防洪工程体系现状

根据水情、地形差异及各地经济社会发展状况,各类城市因地制宜地采用了多种形式的防洪(潮)工程措施。经过多年的努力,2000年规划的城市防洪工程体系已基本建成,有3 座城市防洪能力达100年一遇;24 座城市防洪能力达50年一遇;25 座城市防洪能力达20年一遇;20座城市防洪能力在10年一遇和10年一遇以下。

近10年,城市化进程加速推进,城区范围已大大超出原有规划范围,城市防洪工程体系建设未能同步跟上,城市防洪工程建设任务依然很重。

2.2 城市排涝工程体系现状

城市排涝工程体系由排水管渠、泵站和调蓄设施等组成。目前,浙江省城市老城区和新城区排水管渠设计重现期多为0.5~1年一遇,部分重点区域为2~3年一遇。

城区防洪排涝基础设施普遍存在设计标准低、容量小、管网建设相对零散、不成体系、排水效率低、排水能力不足、设施老化等问题。同时管网管理工作未能做到日常化、制度化、规范化,影响排涝实效。一些已规划的雨水泵站建设还没有及时跟上,造成已建泵站超负荷运行。此外,城市河道、水库、人工调蓄池等设施调蓄能力不强。

排涝设施设计标准偏低和排涝体系不完善是目前浙江省城市排涝体系中存在的两大主要问题。

3 城市洪涝灾害成因及存在的问题

浙江省洪涝灾害主要发生在5~9月,多由梅雨暴雨、台风暴雨和短历时暴雨引发,这期间也是城市易遭受洪涝灾害袭击的时期。浙江省城市洪涝的成因主要是特殊的气候和地形、地理条件所致,但也与人类活动密切相关。

3.1 城市化发展迅速,地面设施硬化严重

浙江省虽已初步建成了城市防洪排涝工程体系,但仍跟不上城市发展的脚步,以前的郊区或者近郊农村区现在已发展成为城市区。多数县市在2000年以后完成了新一轮的城市规划修编工作,规划城市范围进一步扩大。如杭州市主城区的建成区面积由1984年的58km2增长到2009年的350km2;义乌市城区建成区的面积从1981年的3.72km2扩展到2009年的75km2,增长了19倍;湖州市规划2007年中心城市规划用地面积为67km2,至2020年将达到98km2,比原规划用地规模增加46%;兰溪城市总体规划调整后,城市规模比原来扩大近一倍。原来的郊区、农村逐渐变成了都市区,使得已建成的农村堤防难以保障新城区的防洪排涝安全。

城区面积的成倍扩张,城市建筑、道路等建设将城市地面大面积硬化,城区不透水面积大大增加,改变了地区原有的雨水渗流系统,导致雨水下渗量减少、径流量增大、洪峰增加。硬化后的人工下垫面(建筑面顶部、地表)的粗糙度比自然地表小得多,使得降雨后地面汇流时间缩短,城市河道洪水高峰流量形成快,同时城市雨水管道系统加速了雨水向城区河道、低洼区域及地下设施的汇集。雨水汇流快、洪水流量大,由此人为造成了城市径流加大,汇流时间缩短及洪峰流量增加,加重了城市排涝体系的压力。

3.2 城市规划及开发不当,规划中防洪排涝考虑不足

全省的城市总体规划中,普遍存在着轻视城市地下排涝管网建设、忽视城市防洪总体建设、防洪排涝研究论证过于单薄的现象,难以起到指导城市发展中防洪排涝基础设施建设的作用;城市规划未深入论证防洪安全,有些城市新区在规划布局和建设过程中未能充分考虑防洪排涝安全因素,城市新区规划选址就在城市周边低洼易涝区,建设中又未能采取有效的防治措施;新城区开发和老城区的改造规划中,城市建筑侵占河道、湖泊、洼塘;道路、房屋建设规划中,“水泥硬化”使得城区不透水地面面积增加;部分市政管网的布置改变了原有降雨汇流格局,暴雨汇流方式从河网沟壑汇流变成为市政管网汇流;城市地下工程项目选址的防洪排涝方案未进行充分论证;交通道路、电力、供水等市政设施建设均能同步实施,但防洪排涝设施建设却严重滞后等等,导致了城市对洪涝灾害的自我调蓄能力的降低甚至丧失。

3.3 城市排水系统建设标准偏低,城市内涝问题突出

目前浙江省城市建设排水系统依据GB50014-2006《室外排水设计规范》,采用的设计重现期普遍为0.5~3年,且多数按低限设计,最高不超过3年,设计标准明显低于目前实测城市短历时降雨。如杭州市城区建设一般地区采用1年一遇标准,能抵御约36mm/h 的短时强降雨;重点区域采用3年一遇标准,能够抵御约46mm/h的短时强降雨。2010年9月“莫兰蒂”台风期间,杭州市滨江短历时降雨达到80mm/h,尽管该地区按3年一遇排涝标准设计建设了排水系统,仍然不可避免地造成了“水漫金山”的后果。

此前,城市防洪工程建设主要侧重于大江大河的堤防以及相应配套设施,以防御外江大洪水、外海高潮位为主。原有城市防洪规划中安排的城市排涝工程大部分没有列入城防建设内容。各地对城市内涝问题尚未引起足够重视,加上内涝问题需开河或增加调蓄容积,在城市内部由于占用宝贵的土地较多,应兴建的工程迟迟得不到实施,加上城市排水工程未与排涝布局进行合理、科学的衔接,导致防御外江洪潮、城市排涝与排水系统建设存在较为严重的脱节现象,内涝问题逐渐暴露出来。

3.4 全球气候变化,极端天气事件增加

随着全球气候变化,热带气旋中生成台风的比例升高,登陆或严重影响浙江的强台风频率呈上升趋势,登陆浙江台风的要素屡破历史纪录。浙江省60min、6h、24h 的暴雨极值均是在2004年后产生的。暴雨强度增加,在台风影响期间,若天文大潮与台风增水叠加形成特高潮位,对浙东沿海和钱塘江河口地区将构成极大威胁。

4 对策措施和建议

浙江省委、省政府历来重视城市防洪工程的建设,从1998年开始着力进行了沿海千里标准海塘建设和城市防洪工程建设,至2002年已基本建成防洪工程体系。

“十二五”期间是浙江省全面实施“创业富民、创新强省”总战略,加快推进经济转型升级,人均GDP 从7000 美元向10000 美元跨越的经济高速发展期,会产生许多新问题。目前传统的城市防洪排涝模式已难以适应这些变化,针对浙江省城市防洪排涝面临的新形势和挑战,须提出新的措施。

4.1 科学进行城市规划建设

(1)科学选址,合理布局。到2020年,浙江省城市化水平将提高至72%,城市化水平仍保持快速增长。因而,在城市发展中,需根据区域特点,合理控制特大城市中心城区规模。城市规划布局与选址应进行洪涝灾害风险评估,避免在低洼易涝区等洪水危害高风险区布局城区,给洪水留有必要的出路。在城区布局时要充分考虑城市内部自身的调蓄能力,给城市涝水留出充足的调蓄空间。

(2)统筹城市建设。处理好城市防洪排涝规划与城市建设发展规划间的关系。在城市发展规划中重视防洪排涝问题,明确城市防洪建设的标准、总体布局、建设规模及主要治理措施。防洪排涝设施与市政建设同步规划、同步实施。其中,新城区开发和老城区改造中必须考虑对防洪能力的补偿,配套建设好排水设施,内、外排水要统筹考虑。市政道路在规划建设中如果抬高地势,要考虑周围旧村“锅底”的排水问题,预留出水口或配套建设排涝泵站。做好城市开发区建设过程的水土保持和临时排水。

(3)借鉴先进经验。发达国家在城市建设中往往采取多种措施,以减少城市的雨洪灾害。例如在城市广场、停车场建设中尽量建设碎石路,减少地面硬化,增加天然地面下渗。在确实不能增加天然下渗面的情况下,也要求建设一定的雨水储存系统,减少地面径流产生。例如日本政府规定,在城市开发过程中,每公顷土地必须建设有500m3的雨洪调蓄池。在城市地面雨水收集系统中,增加曲折下渗等方式,减少雨洪产生。例如德国城市建设中推广一种“径流零增长”的设计理念,建设带有一定调蓄的、孔洞的雨水收集排送管道,确保雨水短期贮存,并尽可能增加下渗。该系统的优点不仅在于大大减少了因城市化增加的雨洪暴雨径流,延缓了雨洪汇流时间,对防灾减灾起到了重要作用,同时由于及时补充了地下水,防止了地面沉降,从而使城市水文生态系统形成良性循环。在浙江省的城市建设中应借鉴先进、合理的应对措施来减少城市化带来的防洪问题。

4.2 加强城市防洪排涝工程建设

(1)确定合适的防洪排涝标准。随着城市规模和品质的不断提升,暴雨造成的城市内涝灾害日趋严重。随着城市地下设施和城市电力、燃气、通讯等管网系统的高度发展,内涝造成的损失也急剧增加。因此提高城市防洪排涝标准已成为城市安全管理中的重要任务。由水利、城建、气象等部门共同研究,根据城市规模和所处的地理位置、自然条件、遭受洪涝灾害的特点等,确定合适的城市防洪排涝标准。

(2)加强城市排水能力建设。一是加快开展对原有排涝设施的整改,以城市主要道路的雨水管网对接改造为重点,进一步加大现有老旧管网的改造力度,理顺雨水管网系统,着力通过翻建旧管、下水道清淤等办法,增强城市排水能力,确保排涝系统的顺畅运转。二是有序推进城市防洪排涝基础设施建设,依照规划要求推进排涝泵站、排水管渠、地面雨水调蓄设施等市政基础设施建设。三是大力发展城市雨洪资源利用工程,提高城市自身的洪涝调蓄能力。

4.3 加强城市防汛科学研究

(1)城市暴雨洪水规律研究。研究城市洪涝灾害的成灾模式、机理、演变规律致灾暴雨标准及洪涝灾害损失评估标准,建立城市洪涝预报模型。研究适合浙江省的城市排涝标准,对城区排水系统排涝标准重新复核,尤其要注意城市规模扩大导致径流系数的变化,进一步摸清城区内河承担排涝的具体任务,重新核定内河排涝能力。

(2)数字化城市排涝系统研究。建立城市地下管线信息管理系统,开展城市雨洪信息管理系统、城市暴雨内涝灾害仿真系统等技术的研究和推广工作。同时,积极探索应用“万米单位网格”、GPS 定位技术和地理信息系统等管理模式,将防洪排涝纳入网格化、数字化、实时化管理。

(3)防汛排涝指挥系统现代化建设研究。防汛指挥系统从信息管理系统上升到决策支持系统的层次,应是今后发展的重点。可在有条件的城市建立防洪排涝智能应急响应系统,为救灾决策和快速反应措施的制定提供技术支持,为指挥抗洪救灾提供通讯保障。城市防洪排涝智能应急响应系统充分利用空间信息技术、计算机网络技术和现代通讯技术。

(4)城市防洪减灾技术的研究和示范推广。城市防洪减灾技术包括城市河道综合治理技术,市雨洪蓄滞、渗透等工程处理技术,城市建筑耐水化的处理技术,城市各类生命线系统的防洪应急保护技术,城市发展与防洪减灾相结合的综合规划技术,城市防洪工程体系的优化调度技术等。

5 结语

城市是人类文明和社会发展进步的结晶,是地区政治、经济和文化的中心,是交通、信息和网络的枢纽。城市化是传统的农业社会向现代社会转变的历史进程,是人类社会经济结构发生根本性变革并获得巨大发展的空间表现。城市化在加速推进经济快速发展和社会快速进步的同时,也滋生了较为严重的城市病。城市洪涝灾害日趋严重,极大地威胁人们生命财产的安全,严重影响着人与自然的和谐发展,阻碍了和谐、健康、品质、宜居城市的构建。必须加强城市防洪排涝工程体系建设,逐步构建适应城市发展趋势,保障城市经济社会发展的防洪排涝安全体系。

1 虞洁夫.2009年浙江省洪涝台灾害特点与防御工作思考[J].中国防汛抗旱,2009,(6).

2 国家防汛抗旱总指挥部办公室,中国水利学会减灾专业委员会.中国城市防洪[M].北京:中国水利水电出版社,2008.

3 GB50014—2006《室外排水设计规范》[S].

4 浙江省住房和城乡建设厅.浙江省城镇体系规划(2011~2020)[R].杭州:浙江省人民政府,2011.

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