重庆主城区地下空间利用之深层排水隧道规划探讨

刘婷

（重庆市规划设计研究院，重庆 400020）

0 引言

近年来，随着城镇化进程的加快，城市地面硬化比例不断提高，国内多个城市发生了不同程度的内涝灾害。以重庆为例，根据相关统计，重庆城区近十年遭遇了三次严重内涝，即2007年7.17、2009年8.4、2013年6.9等强降水事件， 城市积水严重，造成交通瘫痪，人民的生命财产面临着极大的威胁。

重庆属于典型的喀斯特地貌，存在地形坡度大、土地开发强度大、土壤蓄水层较薄不适宜存水，地表水下渗难等不利因素。伴随城市路面硬化比例不断提高，原有天然雨水滞留能力逐渐消失，现有城市排水能力薄弱，当遭遇超过其排水系统能力应对的暴雨天气时，极易引发内涝灾害，传统城市排水系统面临着严峻的考验。

1 国内外内涝防治之深层排水隧道发展及应用

目前，国内大多城市防治内涝灾害的重点主要放在提高雨水管网的设计标准上，在易积水区域和重要区域增设泵站、建设调蓄池等。对于已建老旧城区，单凭通过管道清淤改造，容易造成“头痛医头、脚痛医脚”的被动局面，难以对城市内涝实现有效控制。

利用地下深层空间建设大型排水隧道来解决排水问题成为国外许多发达城市的选择。深层排水隧道(简称“深隧”)是有别于传统排水管渠的浅层地下排水工程，埋设在深层地下空间（地面以下超过30m深度的空间）的大型排水隧道，直径一般为3～10m。从功能上可分为雨洪排放隧道、污水输送隧道、合流调蓄隧道和复合功能排水隧道四种。新加坡、日本东京、中国香港等地下空间被高度开发的城市，采用建设深层排水隧道有效解决城市内涝问题[1]。目前，北京和广州已开展深层排水隧道的研究，广州规划在老城区建设国内首个地下40m修建“一主七副”8条深层隧道排水系统网络，北京规划在城市东西两侧各开挖一条从地铁线下方纵穿，深度约40m，直径约10m的地下排水隧道。按照国内外已建成的深隧运行情况，深隧主要可以解决以下问题：一是可以提高区域的末端排水能力，降低水浸风险；二是可以大幅度削减初期雨水和溢流污染；三是可与交通或其他市政管线在空间上实现共享。

2 重庆主城区应对内涝灾害的现有措施及问题分析梳理

大排水系统规划空白。主城区现有排水规划更多地侧重于管道、泵站等小排水系统的布置，没有大排水系统的概念。传统的小排水管道系统一般只解决小重现期的暴雨径流，要解决高重现期暴雨内涝问题，解决超管渠设计标准的雨水出路问题，必须构建大排水系统[2]。

暴雨强度公式修编后续标准有待完善。重庆主城区于2013年完成了暴雨强度公式的修编工作，如何衔接新公式与过去的系统等问题未制定相应标准，公式修编对改善排水及提高防涝的功效无从体现[3]。

老旧城区管道提标改造实施难度大。重庆主城区在新建城区逐步推广海绵城市建设理念，同时提高浅层排水管网设计标准，而老旧城区由于缺乏城市地下空间开发经验与低影响开发设计理念，城市空间拥挤无序，地面建筑密集、地下管线复杂拥挤，对已建排水系统的扩建或改造，必将造成耗资巨大、实施困难、拆迁、耗时等多方面难题。

综上所述，针对山城分散的内涝区域，整治思路应逐步转移到绿色基础设施的广泛应用以及其与大排水系统的共同作用，管道提标改造并非整治内涝的核心手段。

3 主城区地下空间利用现状及规划概况

主城区现状地下空间总体开发利用强度呈现明显的级差递减趋势，内环以内地区地下空间强度较高，现状地下空间大部分建设在地下20m以内，以浅层开发为主，布局有中层开发。

重庆主城区构建以轨道线网为依托，与多中心组团式城市形态相适应，点线面相结合的地下空间开发利用网络[4]。竖向分层方面，结合地形高差，因地制宜布局地下和半地下空间，以浅层（地下0～20m）地下空间开发利用为主，并稳步向中层（地下20～40m）、深层（地下40m以下）拓展，深层开发以远期预留预控为主。优先发展的功能主要包括交通、市政和综合防灾功能。

如图1所示，浅表层（地下0～6m），适宜布局地下管线和“海绵城市”相关设施。浅层（地下0～10m），适宜布局地下人行系统、地下商业服务设施、地下停车、市政综合管廊。次浅层（地下10～20m），适宜布局地下停车、地下道路、地下市政设施以及人防设施。中层（地下20～40m），适宜布局城市轨道交通、人防设施。深层（地下40m以下），适宜布局穿城交通干线、深层隧道排水系统。

图1 主城区地下空间开发利用深度控制图

深层隧道排水系统为大深度地下空间利用的主要功能之一，也是城市大排水系统的重要组成部分[5]。主城区地下空间鼓励大深度开发预留预控，从地下空间开发、工程地质条件来看，具备建设深层隧道排水系统的本底条件和技术条件。

4 山地城市大深度开发之深层排水隧道规划研究

图2 主城区50年一遇内涝风险评估

图3 主城区易涝点分布及深隧规划图

结合主城区历年内涝分布情况和内涝风险评估模型的评估结果（图2），重点分析50年一遇内涝等级为严重内涝和风险等级为高风险的区域，对严重内涝的城市密集区进行深隧系统的探索性规划研究。

规划在自身排水流域面积大，周边无泄洪主通道，上游雨洪转输流量大，内涝风险等级为高风险的区域。内涝程度为严重内涝、积水深度大的城市建设密集区，研究布局6条雨洪深隧系统，分别为回兴系统、梁滩系统、盘溪-溉澜溪系统、九龙系统、南坪系统及交通学院系统 （图3），排水隧道埋深在地下20～40m，合计长度大约为30km。

以南坪流域为例，地处重庆市南岸片区，东临长江，西至南山，属哑巴洞流域，流域面积17.6km2，建成区面积15.8km2，所属区域属于老重庆城密集区，排水系统修建年代久远，除少量新建道路和居住小区有雨、污分流管道以外，其余均为合流制排水管沟。该流域基本上属于建成区，流域内多条溪流已经被涵洞化。该流域紧邻的南山流域，流域面积为14.5km2，建成区面积4.4km2，整个流域唯一排水出路为涂山湖水库，但水库逐渐被侵占，大部分雨量转输至下游哑巴洞流域，造成下游排水系统负荷加重。根据历年内涝分布情况来看，哑巴洞流域易涝点分布较密集，且内涝风险为严重内涝，多为局部低洼区域。针对该系统现状及存在的问题，提出了浅层改造方案和深层隧道系统排水方案的设想。通过在对该流域重要节点管网改造、局部低洼地增设调蓄措施的基础上，考虑沿流域山脊线规划雨水排放隧道，在半山区域上游拦截雨水直接排入长江，以减轻对下游城区的影响，实现高水高排（图4）。

当然，深层隧道系统是城市密集建成区浅层排水系统的补充和提升，不能完全解决城市内涝问题，必须有与之配套的“绿色基础设施”，利用海绵城市低影响开发减缓水力峰值，同时与局部浅层改造相结合，实现多层次多功能的分流分滞雨洪控制系统。有关研究数据表明，各类雨水设施的削减情况为屋顶花园存雨5%，建筑体的绿化5%，土地的蓄滞20%，地表及河湖调蓄30%，管网排出30%，深隧调蓄10%[6]。

图4 深层隧道排水系统示意图

5 结语

（1）对于主城区中心区域部分低洼地区频繁受涝、排水管网改造难度大的老旧城区，采用深层隧道不失为一种解决方案，但单一的地下排水设施不能解决内涝问题，径流源头消减、管网薄弱环节的改造、局部低洼地调蓄和增设大排水系统设施等多种排水防涝系统互为补充，协同联动，才能有效降低内涝风险。通过合理论证，经济比较，因地制宜将浅层排水系统、深层隧道排水系统与其他低影响城市发展技术协同结合，实现主城区立体多层次多功能的雨洪控制系统。

（2）深层排水隧道系统断面尺寸大，系统性强，涉及地下深层开发空间，必须与交通、综合防灾等其他功能及规划充分对接与协调，对地下空间资源的诉求要科学合理，适度超前。

（3）内涝防治只是城市雨洪管理系统的一个分支，不能仅靠大小排水系统解决所有的雨洪问题，还应重视基于LID的源头控制、绿色雨水基础设施和水敏感性城市设计综合系统的建立，在缓解城市内涝的同时，控制径流污染，恢复自然水文循环和生态平衡。