基于市政排水视角下的城市内涝防治对策研究
陆一谨
中都工程设计有限公司华南分公司 广东 广州 510000
摘 要:近年来,我国城市内涝频发,对生活、经济、社会造成不同程度的损失。本文从分析城市内涝的主要原因着手,并从市政排水工程的视角提出了对应的城市内涝防治对策,以期减轻和缓解城市内涝问题,并给内涝地区排水工程提供参考。
关键词:排水视角;城市内涝;内涝成因;防治对策
1.引言
城市内涝是指强降雨或连续性降雨超过城镇排水能力,导致城市内产生积水灾害的现象[1-2]。近年来,城市内涝问题已经成为备受关注的“城市病”之一。城市内涝不仅会对市民出行、交通安全造成威胁,还会对经济造成严重损失,如财产泡水、房屋地基被淹、施工停工等,
甚至对人民生命安全产生威胁。其次,内涝会导致雨、污合流而产生溢流污染,破坏水体环境质量。
据报道,2020年5月22日,广州市黄埔区、增城区遭遇特大暴雨,暴雨“强度大、范围广、面雨量大”,致使多地出现“水浸街”现象,区域严重内涝,交通几近瘫痪,人民生命财产安全受到严重威胁,甚至造成数例人民群众伤亡的严重后果;2021年7月20日,郑州遭遇持续性极端特大暴雨,致地面严重积水,尤其是地铁5号线五龙口停车场及其周边区域,最终积水冲入地铁正线,使一列列车被困,14名乘客不幸遇难。
本文对城市内涝产生的原因进行分析,从市政排水视角出发,提出解决城市内涝问题的对策与措施。
2.城市内涝主要成因分析
2.1气候变化
气候变化引发极端超标暴雨,导致城市内涝频发。当前,全球气候变暖、城市化建设进程加快,水循环发生变化,“城市热岛”、“雨岛”和“混浊岛”等效应相继出现[3],从而使小范围、高强度的局部暴雨发生日趋频繁,进而产生严重内涝。
2.2排水体系不完善、排水管渠设计标准偏低及排水能力不足
城市规划赶不上城市化步伐,大部分老旧的排水设施前期缺乏系统的排水规划,导致排水管道的设计和施工标准较低,同时部分现状雨水管径较小,排水坡度不足,雨、污水管道错接严重,道路最 低点未设置雨水口,雨水口数量不足,排水性能不强,排水设施尚不完善,且缺乏强排泵站。随着城市飞速发展,汇水面积逐渐增大,老旧的排水设施难以满足城区排涝要求。除此,现状排水系统日常维护、管理不足,致使管网老旧、堵塞和雨水口破损、堵塞等,降低了管网排水能力,影响排水。另外,市政部门排水标准和水利部门排涝标准不匹配。
2.3地表调蓄能力下降
在城市规划、发展和建设的过程中,原本的山塘、洼地、水库、湖泊、水沟等被人为地填埋,自然蓄水调洪功能遭到破坏,致使雨水调蓄分流功能降低;原有的土地、农田、土路迅速被硬底化,植被和土壤被不透水面替代,不透水面积迅速扩大,减弱了地面的蓄、滞、渗水能力,使地表径流系数增加,洪峰提前,雨水流量增大,大量雨水形成了地面积水。
2.4外江洪水、潮水顶托
城市的快速发展和城市主要河道的排泄能力不匹配,同时河道水闸、堤坝等构筑物的增加,使之具有一定阻水作用,导致内水外排不畅。当遭遇持续性暴雨时,外涌水位变高,内涌洪水不能及时排向外涌。除此,设计时对雨水出口水位考虑不足,使得部分雨水在外河高水位顶托时形成淹没出流,排水能力受到抑 制,即使在有压流情况下仍不能满足设计流量要求。
3.主基于市政给排水视角下的具体内涝防治对策
3.1新建、改造和完善排水系统
科学、合理地规划、设计和建设城市排水系统是解决排涝的关键。排水管线布置应充分利用现状和地形,尽可能做到高水高排,低水低排,避免高水对低洼地的影响,注意雨水排出口与河涌标高的衔接,避免暴雨时出现河水倒灌的现象。在道路最 低点,合理增加雨水口数量,使排水顺畅。对于涝点,应根据实际踏勘和调查,找出涝点存在的问题点,有针对性地做好雨水收集和排放。总之,应按照当地实际情况对雨水排水进行分区,分片排涝、适度集中、统一调度。
对有改造条件的老城区实施雨污分流管网改造,对新城区新建雨、污分流管网,实现雨、污分流以防止污水排放占用排水管道,减轻污水对排水管网可能造成的淤积和排水压力。对不满足新的雨水管渠设计标准要求的部分管网进行改、扩建,全面提高管网建设标准,增强排水能力,减少内涝发生。
对暂时无条件改造且溢流污染较为严重的合流排口,可在合流排口前新建智能分流井和截污管,将晴天污水以及雨天一定截流倍数的雨污混合水接入污水管中,同时可在该地区新建调蓄池,将雨天超过截流倍数的雨污混合水收集到调蓄池进行缓存调蓄,晴天排入污水处理厂中。通过采用智能分流井+调蓄池的解决方案,保证晴天污水不下河,混合水少溢流,河水不倒灌、城市不内涝、避免较干净的中后期雨水进入污水系统,稀释污水处理厂进水浓度,彻底解决晴天问题。
3.2设置强排泵站
排水系统主要依靠重力自排,但有些洼地需要依靠强排方式才能解决积水问题。根据实际情况,因地制宜地设置两级强排系统,第一级是在外江建设排水泵站;第二级是在各涝点建设强排泵站,将积水抽到附近的河涌里。
3.3兴建、扩建行泄通道
行泄通道是雨水输送和排放的通道,构建多层次、多形式的综合行泄通道有利于减少内涝灾害。结合城市竖向、水系布局建设行泄通道,利用行泄通道将涝水排入江河、湖泊或调蓄空间。行泄通道建设主要有:新建明渠;新建梯级滞洪带;新建、完善截洪沟;新建、扩建箱涵等。通过建立多层次、多形式的行泄通道,将涝水快速顺利排放。
3.4修建、扩建调蓄设施
水库、人工河、景观湖是、调蓄池等调蓄设施在拦蓄雨水中起着重要作用。在有实际地形条件的情况下,可修建、扩建一些蓄水设施,例如调节水塘、水库、人工河、景观湖等。在主汛期到来之前,进行科学调度,适时调节调蓄设施的蓄水位,腾出库容,做好接纳雨洪水的准备。如此可减少城市暴雨洪水峰值,延缓洪水汇流时间,甚至就地消化雨洪。
3.5建设生态排水体系
生态排水体系主要是湿地、绿地,湿地和绿地具有强大的吸纳地表径流和生态净化作用。在湿地种植水生植物,在绿地植树造林、栽花种草,增加雨水入渗面积,逐步达到降雨径流零增长,补充地下水源,根本上实现了雨水不外排,且缓解了城市管网和排水泵站的压力。
3.6加强海绵城市建设
海绵城市是以“蓄水”代替“排水”的海绵体,可实现雨水径流的“渗、滞、蓄、净、用、排” [4],其在降雨时可像海绵对雨水进行吸、存、渗与净,在干旱时对雨水释放与利用,而剩余部分的雨水径流通过管网、泵站外排,从而有效提高城市排水系统的标准。对于必须硬化的道路可使用平沿石或穿孔路沿石使雨水可以进入绿地,路侧可布置植草沟,分散疏导雨水,进入雨水滞蓄、净化、收集设施;人行道、停车场等可采用透水铺砖,增加地面的透水透气能力;在满足基本功能条件下,河湖泊岸可多采用生态草皮防护,少采用浆砌块石护岸,增加透水性。在具备一定规模的绿地中布置雨水花园、下沉式绿地、植被缓冲带等,形成可分散、疏导雨水的绿地空间。总而言之,海绵城市建设通过提高地面吸纳雨水的能力,来减轻城市排水和局部内涝的压力。
4.结论与建议
市政排水系统是排洪防涝的重要市政基础设施,合理布置排水系统是解决城市内涝的关键。想要彻底解决城市内涝问题除了从工程建设方面入手,还需加强非工程措施方面,如提高城市统筹管理能力、加强排水设施的维护和管理、明确各部门防洪排涝的职责、加强低洼易涝地区的排水巡护、开展城市内涝预报模型研究、开展城市内涝防治标准及设计暴雨计算方法的研究、建设智慧化内涝监测预报预警及调度系统等,多方面协调配合,如此才能尽快摆脱内涝问题的困扰,改善城市发展环境。
参考文献:
[1] 王伟武, 汪琴,林晖,等.中国城市内涝研究综述及展望[J].城市问题, 2015(10):5.
[2] 叶超凡, 秦建新. 北京市内涝成因及防治对策[J]. 科技视界, 2017(9):2.、
[3] 周宏, 刘俊, 高成,等. 我国城市内涝防治现状及问题分析[J]. 灾害学, 2018, 33(3):5.
[4] 李亮, 何旭, 张舒,等. 海绵城市对城市内涝防治的作用探究[J]. 居舍, 2020(07):11-11.
来源:《城镇建设》
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