天津中心城区防汛排水存在问题及解决措施浅析

2020-11-04宋悦

海河水利 2020年5期

宋悦

（天津市排水管理事务中心，天津 300202）

天津市地处海河流域最下游，总面积1.19万km2，东临渤海，北依燕山，是海河5大支流漳卫南运河、子牙河、大清河、永定河、北运河的汇合处和入海口，流域内洪水从北、西、南3面向天津市汇集，承担着海河流域75%的洪水宣泄任务，素有“九河下梢”之称。经过多年建设，影响天津城市防洪安全的永定新河、独流减河、海河干流、新开河、金钟河以及来水频率较高的北运河、青龙湾减河、潮白新河（里自沽闸以上段）实现达标治理。天津境内建有大型水库3座，包括于桥水库、北大港水库和团泊洼水库，总库容22.39亿m3；中型水库10座，小型水库14座，总库容26.46亿m3。影响天津防洪安全的主要河流有北三河系的潮白新河、泃河、州河、蓟运河，永定河系的永定新河，大清河系的独流减河以及海河干流。

天津洪涝灾害有以下特点：①年降雨分布极不均匀，多年平均年降水量为550 mm左右，6—9月降水量占全年的80%，并且集中在几场降雨，由于地势低洼，极易发生内涝；②海河流域河道上大下小、源短流急，洪水突发性强、预见期短、预测预报难度大；③海河流域75%的洪水集中在天津入海，由于尾闾不畅，稍有大洪水即泛滥成灾；④洪水往往与北部山洪、市区内涝、沿海强潮遭遇，海潮顶托泄洪不畅加重灾害。特殊的地理位置和雨情水情特点，决定了天津市“上防洪水、中防沥涝、下防海潮、北防山洪”的立体防汛格局。

1 防汛排水现状

按照《天津市排水专项规划（2013—2020年）》，天津中心城区共分为9大雨水系统，其中海河系统汇水面积225 km2，占71%；其余8个系统汇水面积94 km2，占29%。外环线以内共有149个排水分区，其中泵站排水系统123个，规划总排水能力1 806 m³/s；自流排水系统15个，主要分布在河道沿线；当地调蓄系统11个，主要为公园、湖面等。天津中心城区排水分区情况，详见表1。

表1 天津中心城区排水分区统计

现状天津市区有雨水主干管道1 856 km、合流管道386 km，管网普及率达91.87%，而地道、下沉路、隧道有62处。

天津中心城区排管处管辖二级排水河道有15条，包括津河、卫津河、复兴河、月牙河、护仓河、张贵庄河、北塘河、南运河（部分）、小王庄河、四化河、长泰河、陈台子河、津港运河、纪庄子河、先锋河，总长度126 km。另有南丰产河、北丰产河、月西河、东场引河、南运河（上游段）、外环河由其他水务部门负责管理，总长度89 km。

目前，天津中心城区基本形成包括双林、津沽、咸阳路、北仓、赵沽里、张贵庄6大污水排放系统和海河干流、新开河、北运河、子牙河、南运河、永定新河、陈台子河、北塘排水河、外环河9大雨水系统在内的防汛排水系统。

2 防汛排水存在问题

由于部分地区排水设施不完善、设施老化、河道河口泵站外排能力不足、自动化系统技术相对落后等多方面原因影响，天津市未能全部发挥部分地区排水设施的功能，影响了部分地区的防汛排水，制约了全市排水工作的发展。

2.1 部分地区排水设施不完善

按照目前中心城区排水规划，天津雨水系统泵站建设缺口为16座；另有8座泵站因标准偏低不能满足排水要求，急需改扩建。

天津中心城区二级河道河口泵站外排能力不足。在中心城区21条二级河道中，除15条二级河道河口闸站规模满足规划标准外，津河、复兴河、月牙河等6条河道河口泵站排水能力明显不足，与规划流量相差98 m³/s，直接影响了40个泵站雨水系统向二级河道排放。

地道排水设施不完善，强降雨后天津中心城区共有18座地道积水严重，主要原因有3个方面：①客水涌入。13座地道未设置驼峰或现有驼峰不能有效拦截客水涌入，导致泵站实际收水区域过大，部分超过设计能力10倍以上。②排水设施标准低，现状地道泵站设计重现期为2～5 a，不能满足新规范设计重现期30～50 a要求。③地道泵站无独立出水管。8座地道泵站无独立出水管，导致地道排水与地区排水顶托，排水受阻。

2.2 排水设施老化

随着城市基础设施建设的步伐加快，大批排水设施陆续建成，由于建设手续不完备、竣工资料不齐全、设施功能和质量存在缺陷等原因，不符合设施移交条件。加之建设单位履责不力，造成设施失管失养，功能难以发挥，影响了防汛排水效果。

天津市排水管理事务中心管辖的中心城区排水设施量巨大，特别是老旧城区内仍有一大批建设年代久远、超期服役或带病运行的排水设施存在着排水不畅、雨后积水、严重影响防汛能力等一系列突出问题，与天津市现代化建设的需要还有一定差距。

天津市排水管理事务中心现有排水管道3581km，其中1980年以前建设的排水管道763 km，占管网设施总量的21.3%。特别是因设施塌陷破损、严重影响排水、急需改造的老旧管道约有151 km，占总量的4.18%。由于设施塌陷破损、影响防汛，老旧排水管道的改造翻修关系到排水系统的正常运行，关系到积水片区能否及时排涝。所以，完善雨水系统，畅通排水出路，切实解决天津中心城区积水片和排水空白区的排水问题，可以保障城市排水安全。

2.3 应急物资储备不足

2016年以来，天津中心城区加大了防汛抢险设备的储备力度，应急抢险排水能力从2015年底的28 m³/s提升至目前的54 m³/s，但距离防御超强降雨的需求仍有一定差距。抢险辅助车辆、抢险设备备品备件不足和防水子堤等辅助设备缺乏不能形成快速抢险配套体系，影响了城市应急排水效果。

2.4 防汛调度指挥系统技术落后

2.4.1 信息采集监测点位覆盖率低，不满足防汛调度需要

目前，天津中心城区已建成积水视频监测点位60处、电子水尺监测点位43处，共计103处。按照每个地区建1～3个监测点计算，并考虑电子水尺与积水视频监测点位可一一对应要求，目前天津中心城区缺口较大。另外，天津中心城区二级河道216 km，需建设河道液位监测点位60处，目前已建成28处，占需建总量的47%。

2.4.2 现有信息系统老化、标准落后，不满足当前防汛信息化需求

天津中心城区信息系统建设起步早，存在产品老化、传输方式落后、显示效果不佳、数据不稳定、系统功能需整合等问题，近几年系统故障率高、运维问题突出，急需升级改造和更新换代。

2.4.3 监测功能不全，不满足河道信息监测“五位一体”管理要求

按照河道信息监测“五位（即视频监测、流量监测、水位监测、雨量监测、水质监测）一体”的建设要求，目前，部分河道仅在水位、雨量、视频方面建设了部分设施，流量监测和水质监测尚属空白。水质在线监测信息系统在部分河道建有水质监测基站，因长期缺乏运维费用，未能有效发挥功能，亟待投入资金恢复运行。

2.4.4 泵站自动化程度不高，运行管理水平有待提升

天津中心城区现有泵站246座，通过近年加大资金投入，已有104座泵站实现自动化，自动化率占42%。由于建设改造年限不一和技术水平参差不齐，部分泵站功能尚不健全，与精细化、数字化、智能化的目标还存在相当的差距。

3 排水设施建设及提升改造的对策和措施

3.1 系统泵站建设

雨水泵站负责一个系统的雨水排水，其能力直接决定片区系统的排水能力，因此泵站管网系统的完善是排水系统健全的根本。按照排水规划，天津中心城区需新建16座雨水泵站，提高雨水排放能力，共计247 m³/s，设计服务范围共计4 003 hm2；改造扩建雨水泵站8座，其现状流量为49.22 m³/s，改造扩建后的流量为111.8 m³/s，增加排水能力62.58 m³/s，涉及服务面积1 643 hm2；新建1座地道泵站，实施改造5座地道泵站。

天津市地处华北平原，河道水系连通，河底高程变化不大，因此河口泵站的建设决定整个城区水系的流通。实施建设7座河口泵站，可以新增排水能力80 m³/s，为城区雨水排入河道提供空间。

3.2 补齐设施短板

天津城区内存在部分老旧管网，其建设年代最早追溯到1920年。2019—2021年天津城区老旧管网改造计划长度共计23 984 m，其中2019年完成8 800 m、2020年计划完成8 030 m、2021年计划完成7 154 m，主要施工方式为明开施工、内衬修复。同时，进行泵站设备更新，包括安装刮篦机、改造出水闸、变电室及35 kV变电站、加装温控除湿设备、更新除臭设备及购置泵站备用泵等。

3.3 增加物资储备

利用3 a时间购置大型移动泵车30台，配备相应数量的保障车辆和抢险配套设施，形成100个完整的应急排水抢险单元，作为排水抢险“主力部队”；逐年增储小型移动泵50台套作为排水抢险“预备部队”，同时购置抢险辅助车辆60台，整体提升排水抢险机动作战能力，形成“主力部队”攻坚、“预备部队”支援的应急排水作战体系。