关于城市“看海”之雨水工程规划设计的思考
2021-03-11饶紫麟
饶紫麟
(云南城规勘察设计有限公司,云南 昆明 650000)
近年来,极端性强降雨的频次上升,直接导致了城市内涝问题。根据住建部2010 年对32 个省351 个城市内涝情况调研的情况,2008 ~2010 年共有213 个城市发生了不同程度的内涝,占调查城市数的62%;内涝灾害一年超过3 次以上的城市就有137 个,占调查城市数的39%。据水利部相关数据,2010 ~2016 年,我国平均每年有超过180 座城市进水受淹或发生内涝。城市淹积水问题发生范围广,积水深度大,积水时间长。
我国人口迅猛的增长,围湖造田,乱砍滥伐等人为破坏不断地改变着地表状态,同时,也改变了汇流条件,加剧了洪灾程度。降雨丰亏由天,调水理水由人。在降水多的年份,洪水是否会造成灾害以及洪水灾害的大小,又离不开人为调节的因素。逢雨必淹逐渐变为我国城市的问题所在,而人们首先声讨的是城市排水系统。
城市淹积水由排水系统中的雨水工程系统排出至水体。雨水工程由宏观到微观、由浅到深其实就是从城市总体规划到有关雨水的专项规划最后到市政排水管网建设的过程,其中,专项规划又包括雨水专项规划、排涝专项规划、防洪专项规划、海绵城市专项规划等。雨水工程规划设计主要步骤包括了确定规划目标与原则、现状分析、划定城市排水规划范围、确定排水体制、排水分区和排水系统布局、预测城市排水量、确定排水设施的规模等。下面从解决城市淹积水的角度,对划定城市排水范围、预测城市排水量、管渠使用维护及海绵城市建设四个方面进行探讨。
1 划定城市排水范围时,应与城市专项规划相协调
防止雨水径流危害城市安全的主要工程设施是城市防洪系统及排涝系统。城市防洪工程是为了解除外来雨洪的威胁,而城市排涝工程是为了解决外来径流注入以及超标雨量,雨水工程无法排出而建造的较大规模的排水工程。如果城市防洪、排涝系统不完善,仅靠城市排水工程解决不了城市遭受雨洪威胁的可能。因此,排水系统应与防洪系统及排涝系统等相关专项规划相互协调,充分发挥其作用。
在实际工程中,很多县城没有完整的规划资料,更不用说专项规划资料,甚至连用地性质都无法确定,这导致无法准确地计算出排水量,也无法统筹规划排水方向等一系列问题。而防洪、排涝工程的缺失,会加重城市淹积水的概率。排水工程本就是系统性工程,即使只设计某条道路任需要全局考虑,哪些雨水作为转输流量将会汇入该段道路,该段雨水是否能就近排入排洪沟或河道等问题,而完整的排水专项规划,会对这些问题做出一定的控制。
而现在,一个片区的道路多由几个设计院先后分多次共同完成,设计过于碎片化,设计思路难免有所不同,再根据当时经济状况、发展需求、考虑地块填挖方、拆迁等问题,致使未设计道路计划排水方向可能发生改变。若再碰到一些不负责任的设计院,可能导致已建排水管段超量容纳雨水,后果可想而知。所以,一份完整的规划资料是城市不淹积水的重要基础,与此同时,提高规划设计人员的专业素质也十分重要。在规划设计中,划定城市排水范围时,应与城市专项规划相协调,并对现状雨水管渠汇水范围进行复核,若现状管段不能满足流量要求的,应向主管部门汇报,力寻解决方案。
2 预测城市排水量时,应适当提高设计标准
根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006(2016 年版))中国大陆2016 年一般地区设计暴雨重现期为1 ~3 年,重要地区3 ~5 年,特别重要地区10 年。而2011 年版规范数据,2011 年北京一般地区采用的重现期仅为1 ~2 年,上海1 ~3 年,深圳2 年,天津、杭州1 年,而南京、扬州、乌兰浩特等只有0.5 ~1 年。目前,现行规范雨水管渠设计重现期最低要求为2 年,有较大提高。而日本、美国等国投入更多的金钱在城镇内涝防治设施上,城镇雨水管渠一般采用5 ~10 年的设计重现期,但日本还在不断地将重现期提高。相较于发达国家,我国设计标准仍偏低。
在实际工程设计中,对于新建道路,设计师大多数都是根据现行规范选择重现期,但由于甲方、现状、造价等原因基本都选择了规范重现期低限;而一些现状道路,可能会出现不满足现行规范重现期的管渠,或是由于规范要求的提高,或是由于城市发展的扩大,导致汇水增加致使现状排水管渠不能满足要求,不论是哪一种原因都应逐步改扩建雨水管渠,降低城市淹积水的概率。
在预测城市排水量时,适当提高设计暴雨重现期,采用现行规范的中间值或者高限,将会扩大雨水管径,短期来看增加了造价,但从长期发展来看,反而减小了雨水管渠改扩建的几率,减少了道路反复开挖的工程量,实则更节省造价。雨水管渠的重新设计、系统的完善是个浩大的工程,耗时、耗钱、耗力,但任需积极改造,缓解城市淹积水的问题,故设计时建议适当提高设计标准。
3 管渠使用过程中,应定期进行管渠养护
当排水管渠水量不足,坡度较小,初期雨水裹挟大量泥沙或是设计、施工质量不良等原因而发生沉淀、淤积,从而影响通水能力,甚至管网堵塞。根据李海燕等对北京城区部分排水管道调查的研究表明:近80%的管道存在不同程度的沉积(如表1)。
在实际设计调研中,许多县城的排水管渠都存在管渠维护问题,而管渠维护不到位也是导致淹积水的一个重要因素。无论规划设计做得多么完善,管道不定期进行维护,时间一长,沉积物增加,过水断面减少,一旦遭遇多年一遇的大暴雨,淹积水变产生了。按照《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》(CJJ 68-2016),排水管渠每年应该按照管径或截面积进行次数不等的清淤疏通。
表1 排水管渠养护频率
4 加速推进海绵城市的建设
海绵城市,是新一代城市雨洪管理概念。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并进行利用。海绵城市的建设主要根据“六字”方针,通过建筑、绿地、道路、广场等方面具体项目实施。
自2015 年海绵试点城市的建设起,全国范围内大力推行海绵城市的建设。而目前试点城市还未体现出海绵城市的优越性,主要是由于海绵城市建设覆盖不全,未形成完整的“海绵”体系。海绵城市的建设更侧重于水生态环境及水资源方面,若从解决城市内涝的角度来看,可采用新建下凹式公园绿地、新建植草沟、采用透水铺砖等工程措施缓解淹积水。加速推进海绵城市全面建设,可以在一定范围内减缓洪涝灾害的发生,促进城市的可持续发展。
5 结语
城市路面淹积水是只重视发展地面高楼大厦的“面子”工程造成的,城市排水系统缺乏长远的规划发展格局,造成了雨季的不堪。本文对排水管渠规划设计及养护过程中可能造成淹积水的四个因素进行了分析并提出相应建议。随着经济的快速发展、城镇化的不断加快、人们生活水平的不断提高,对市政排水系统要求也越来越高。因此,排水系统的设计不但要有远瞻性,也要尽可能节约资源,提高资源利用率,同时,保护好生态环境。