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城市内涝成因与治理思路探讨

2016-08-11汪火金

大科技 2016年13期
关键词:内涝雨水建设

汪火金

(芜湖市弋江区农业水利局 安徽芜湖 241000)

城市内涝成因与治理思路探讨

汪火金

(芜湖市弋江区农业水利局 安徽芜湖 241000)

随着我国城市化进程的快速发展,强降雨导致城市内涝频发,暴雨成灾,洪水浸城,不仅扰乱了城市正常生产生活秩序,造成重大经济损失,更为严重地是对城市生命造成了极大威胁。本文通过对自然环境的人为改变、设计层面的制约影响以及工程建管和综合应对能力的不足等方面结合自己的工作实践分析了城市内涝频发的原因,并在此基础上提出了减轻城市内涝的治理思路,以期对从事此项工作人员能提供有价值的启迪和引导。

城市内涝;成因分析;治理思路

1 引言

2007年7月16,重庆市突降暴雨,沙坪坝气象站测得的降雨量达266.6mm,突破了该站自1892年有气象观测记录以来的历史上最大日降雨量,受灾较重的壁山县街区水深达2.0m。2007年7月18日,济南市3小时降雨量达180mm,是济南市有气象记录以来的最高值。2012年7月21日,北京市遭遇61年以来最大的强降雨,截止2012年7月22日2时,北京市平均降雨量164mm,其中最大降雨点房山区河北镇达到460mm。特大暴雨洪水造成的灾情统计见表1。

表1 济南、北京等特大暴雨洪水灾情统计表

城市内涝不仅扰乱了城市生产生活正常秩序,造成重大经济损失,更为严重的是它对城市居民的生命造成了极大威胁,与内涝现象伴生的水环境污染问题也不容忽视。

2 城市内涝灾害成因

2.1 沟塘填平、河道挤占,源头上削弱了滞涝调蓄能力

大多城市原始地貌水网密布、沟塘纵横,这些星罗棋布的河湖沟塘,具有天然良好的调蓄雨水、涵养渗流功能,与自然形成了相对平衡。

城市建设初期,受到经济和认识制约,加之土地资源紧张,致使城区许多沟塘被填埋,河沟变明渠、明渠改暗管,暗管堵塞或淤积,调蓄、过流能力锐减。南陵县城市建设过程中,著名市桥河穿城区而过,原河道宽达30~50m,水环境整治时,河道两侧砌筑了挡墙,修建了沿河路,美化了环境,但滞涝调蓄能力减少近1/3,急暴雨时,路面积水,甚至涝水进宅。该县城上游古亭河,在入城关处因工程建设泄洪蓄洪河道被挤占,致使该处近2万人的阳光花园安置小区直接受洪涝威胁,每逢汛期,不得不备足人力机械日夜监守,一遇突降暴雨,就强挖临时泄水通道,劳命伤财,担惊受怕,最后县政府痛定思痛,花大量财力物力进行改道扩建,这样的例子举不胜举。

1950年9月5日,吴努在议会发言时两次特别强调,像缅甸这样弱小的国家无论怎样扩充、加强国防力量都无法有效地保护自己,[85]所以只有和大国保持友好关系、保持中立和不结盟才能有效维护国家主权与安全。冷战时期,缅甸能够持久地坚持中立不结盟外交政策,关键就在于始终坚持了这一原则,即使当其与某个大国关系恶化、安全受到威胁之后,仍然通过与对方和缓关系的方式来解决问题,而不是贸然引入其他大国来解决安全困境。印度则是相反的案例。印度独立后最初虽然也积极倡导、实施和平中立、不结盟外交政策,但其在20世纪70年代与苏联结盟。

2.2 城市扩张,地表硬化,促使局部强降雨的发生

城市建成区原始地面被混凝土或沥青硬化覆盖,据有关资料统计:城市核心区地表硬化率达85%,其外围硬化率也达到60~70%。硬化结果破坏了原始地面自然渗透、吸纳、涵养水份的功能,其调节小气候、降温吸热和净化空气的功能几近散失。在高温夏季,形成了城市“热岛”效应,同时大量污染颗粒物为城市降雨提供了充足的凝结核,促使局部强降雨的发生,同时,城市产流机制改变,地表径流增加,汇流速度加快,加重了城市涝水灾情。

2.3 设计标准偏低,建设滞后配套不完善

我国城市排水系统设计主要借鉴苏联时期的浅埋管网系统,只有个别城市如青岛曾经采用了西欧的地下廊道系统。由于我国位于欧亚大陆东部,夏季暴雨强度大,采用浅埋的排水管道具有先天的局限性。

我国当前雨水管渠设计重现期和发达国家和地区相比,设计标准仍偏低,具体对比见表2[1]。

表1 我国管渠设计重现期与发达国家和地区对比表

受经济及人为对土地面积需求影响,往往忽视对排水系统高标准同步建设,对其发展预留空间的意识也不强,城区建成后,想再扩展,难度极大,代价倍增,最后往往想通过对泵站扩建增容来提高了排涝标准。然而排涝工程是一项系统工程,任何环节不到位,预期效益就不能发挥。如芜湖市城南桂花桥泵站,排区面积11.45km2,2002年改建后,装机8台套3600kW,设计流量40m3/s,设计排模达3.5m3/s/km2,这在当时排涝标准已经相当高了,但由于前期排水管渠建设各自为政,过水断面不足,即时遇强降雨,也无法满负荷运行,道路和低洼地区仍然积水。由于城区已建成,排水体系已定型,近期很难调整,政府部门曾讨论对其进行迁址重建,类似情况并不少见。

2.4 综合应急能力不足

目前,各地暴雨预测预警已比较成熟,但发生暴雨后的灾情应急处理却显得薄弱,频繁发生的城市道路积水阻碍交通,甚至发生人员遇难,说明我们城市应对暴雨洪水的综合应急能力不足,一旦发生车辆被淹等紧急情况,缺乏应对的专业技能和办法。

3 城市内涝治理思路

3.1 综合治理,采取渗、滞、蓄等措施进行源头综合治理

当城市内涝发生以后,社会各界的第一反应往往是管道排水能力不够,提高管道排水设计标准的呼声很强。然而忽略源头控制和雨水管理体系建设,单纯依靠提高管道设计标准来解决内涝问题是不现实的。据美国国家环保署的统计研究表明,同一区域在开发前后,径流量可能增加 2~5 倍[2]。

我国《室外排水设计规范》(GB50014-2006,2014年版)对城镇综合径流系数作了规定,从中可以看出建筑密集区综合径流系数是建筑稀疏区的2~3倍。

为了有效地应对由于土地性质改变而引起的径流量增加的内涝灾害,采取源头控制,尽可能削减和延缓暴雨进入城市管道的径流量,主要措施:

(1)渗:即让雨水降落之后尽可能渗入地下,城市建设应加大修建雨水渗透配套设施的力度,如扩大绿地面积,修建透水路面、水广场等,以减缓地面雨水径流速度,减少雨水骤积。

(2)滞:主要是通过建设湿地等手段,减缓洪峰形成时间,减少洪峰峰值。城市在建设发展过程中应保留足够多的湿地,以增强城市对涝水的调节能力。

(3)蓄:是指利用低凹地、池塘、湿地等收集雨水,以减轻防洪排涝压力。

(4)排:排水系统建设要高标准、高起点地和城市建设同步,让雨水能顺畅地通过沟、塘、管、渠、站排出城区。

3.2 规划建设,以不增加洪水风险为重要原则

发达国家和地区都有城市建设项目不能增加洪水风险等相关内容的法规,要求建设项目通过就地入渗、就地调蓄等措施把雨水留在当地消化利用,而不增加周边地区的洪水风险。

目前我国城市内涝或排水方面的规定,仅是技术层面上的标准、规范,还没有上升到法律层面,2008年施行的《中华人民共和国城乡规划法》中虽已规定了“水源地和水系”是城市及镇总体规划的强制内容,但对规划建设挤占天然水系,没有进一步明确,职能部门在监督时缺乏有效的法律依据。

对此,芜湖市做法值得借鉴,芜湖市人民政府于2012年颁布实施了“芜湖市地表水域保护管理办法”,该办法对除外江、外河、水库以外的水域,包括所有湖塘、沟渠、湿地等的保护和管理。水域保护实行蓝线管理和水面率控制制度,实行占补平衡,先补后占,等量等效,同时鼓励合理扩大水面,增加水体,改善水环境,对此,职能部门执法时做到有据可依,近年来,对地表水域管控取得了良好的效果。

3.3 协同管理,深层次提升城市整体排涝能力

城市的排水能力既有排水系统本身的功能问题,也涉及城市整体地形营造。由于城市建设涉及多个部门,需要由规划、水利、城建、市政等部门联合编制竖向规划、防洪排涝规划及雨水系统规划,统筹安排道路、防洪排涝设施及雨水系统建设,改变以往城市基础设施建设中,各自为政的局面,实现不同部门分管的规划建设工作有机统一,从而彻底解决城市基础设施建设中系统性差、不协调、投资浪费等问题,从源头上减少产生内涝的隐患。

3.4 预测预警,以快速应对深化救援机制

充分利用自动监测等技术,在易发洪涝灾害的地区布设实施监测设备;及时发布警示信息,避免车辆行人进入水淹路阻地段;提高内涝应急抢排能力,尽快疏通交通,减少内涝损失;增加快速救援设备,训练专业救援人员,增强生命救援能力。

3.5 加强管理,最大化发挥现有排涝设施潜力

自然灾害的发生,常常是人力所难以避免的,城市应针对特殊雨情、涝情、灾情,制定应急抢险预案,雨季来临,确保统一指挥、统一调度。

(1)汛前对排涝泵站进行维修养护调试,确保汛期安全投入运行;

(2)做好沟渠管网清淤疏浚清障工作,确保排水水路畅通;

(3)对地形高差较大的排区,设闸分片控制,统一调度,减缓站前排水压力;

(4)关注天气变化,在暴雨来临前开机排水,抢排腾空,增加调蓄;

(5)备好强排设施,抢险人员随时待命,同时加强巡查,快速反应、快速应对。

4 结语

在城市化快速发展过程中,城市环境安全是可持续发展的保障,城市内涝的原因较为复杂,但人为导致的因素占主导地位,客观的分析城市涝灾成因,采取针对性的综合防洪措施,是城市治理内涝的关键,保护生态环境,构建人类与自然和谐的生态系统,是提高治涝减灾的最有效途径。

[1]引自《室外排水设计规范》(GB50014-2006,2014年版).

[2]United States Environmental Protection Agency(U.S.EPA).2007.Reducing Stormwater Costs through Low Impact Development(LID)Strategies and Practices.Report No.EPA 841-F-07-006.Washington,D.C.

TU992

A

1004-7344(2016)13-0124-02

2016-4-20

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