城市积水问题的对策与措施

2011年 6月 23 日，北京遭受特大暴雨的袭击，受强降雨影响，部分立交桥下出 现严重积滞水现象，造成部分道路交通中断，地铁 13号线、亦庄线、1 号线维 持区间运行，对居民出行造成了一定影响，也引起了社会上的较大反响。城市雨水排除是一个复杂的系统，涉及技术、管理、体制等众多方面。从目 前的分析来看，造成部分城市严重内涝的主要原因是暴雨强度超过了排水的一般 能力，但是也暴露出我国城市排水系统存在的一些问题，主要包括：1. 对城市排水设施的建设重视不够，投入不足，城市建设存在重地上轻地下 的倾向。部分城市雨水管道系统不完善，无雨水管道或雨水管道下游无出路，造 成雨水排除不畅，地面形成积水。2. 排水设施维护管理水平偏低。排水设施得不到及时的养护和维修，造成降 雨时排水设施无法正常发挥作用。如有的城市雨水泵站供电保障率低，遇雷雨天 气造成供电中断，泵站无法正常运行。3. 应对超标准降雨的措施力度不够。在暴雨的预警预报、应急排水设施的建 设以及重点区域、设施的防护措施等方面还存在很大差距。4. 宣传教育不够，没有形成全社会公众参与的全方位防灾减灾体系。针对排水设施存在的问题，以下从加强和完善城市排水设施规划方面谈一谈 应对城市内涝的措施。一、逐步提高雨水系统规划设计标准在排水设施的规划设计标准中，重现期是一个重要参数，其表示设计暴雨强 度出现的周期。雨水系统的规划设计重现期是根据城市的经济发展和人民群众生 活水平、积水后的财产损失的严重程度等多方面因素决定的。在住建部颁布的室 外排水设计规范1987版和2006版及城市排水工程规划规范(GB50318-2000) 都对重现期的确定有明确的规定。室外排水设计规范 1987版提出“雨水管渠 设计重现期，应根据汇水地区性质(广场、干道、厂区、居住区)、地形特点和 气象特点等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现 期一般选用0.53a,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地 区，一般选用25a，并应与道路设计协调。注：特别重要地区和次要地区可酌 情增减。”室外排水设计规范 2006 版规定“雨水管渠设计重现期,应根据汇 水地区性质、地形特点和气象特点等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重 现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a,重要干道、重要地区或短期积水 即能引起较严重后果的地区，一般选用35a,并应与道路设计协调。特别重要 地区和次要地区可酌情增减”。城市排水工程规划规范(GB50318-2000 )关 于重现期的规定与室外排水设计规范2006 版基本相同，为“重要干道、重要 地区或短期积水能引起严重后果的地区，重现期宜采用 3-5 年，其他地区重现期 宜采用1-3 年。特别重要地区和次要地区或排水条件好的地区规划重现期可酌情 增减。”从以上规范中可以看出，国家规范对雨水管道重现期的选用有逐步提高 的趋势，2006版室外排水设计规范较1987 版在重要干道、重要地区或短期 积水即能引起较严重后果的地区重现期从 2-5 年提高到 3-5 年，城市排水工程 规划规范较2006 版室外排水设计规范在一般地区重现期从 0.5-3 年提高 到 1-3 年。目前我国城市雨水管道设计重现期一般采用 1-3 年，大部分城市普遍采用 1 年一遇重现期。如北京市目前采用的雨水管道设计重现期为一般地区 1 年一遇， 重要地区采用3 年一遇，奥林匹克公园中心区采用 5 年一遇重现期。发达国家雨水管道设计重现期一般比我国略高，如美国居住区 2-5 年，商业 区 2-10 年；欧盟居住区 2 年，商业区 2-5 年；澳大利亚 2-10 年；日本东京 3 年，京都、名古屋 5 年，神户、川崎 10年。我国与国外重现期的计算方法、取 样方法等不同，使得雨水管道流量计算结果有差异。但总体而言，国内雨水管道 设计重现期较国外发达国家略低，造成实际设计排水能力偏低。随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，逐步提高排水设施的设计标准 是必然趋势。对于北京这样的一个特大城市，又是我国的首都，政治地位十分重 要，可在规范规定的范围内选用重现期的高限，即 5年一遇，以保证重要地区和 重要设施的排水安全。限于投资和雨水管道利用效率问题，也不可能靠全面普遍 提高重现期的方法来抵御极端暴雨造成的内涝和积水问题，宜采用综合措施应对 极端降雨。二、完善排水设施的系统规划城市排水设施是一个完整的系统，从地面汇流到雨水口，从雨水管道到河湖 水域，中间还有水量调节设施和雨水提升泵站。在排水设施的规划中要保证系统 的完整和顺畅，协调好各设施之间在标准、规模等方面的关系。特别要注意雨水 管道出口处河道的排水能力与雨水管道的匹配，避免因河道排水能力不足造成对 雨水管道顶托。还要注意处理好河道景观水位与防洪排水的关系，汛期降雨时要 及时开启闸门，保证排水通畅。应该根据城市的地形、地貌等情况，梳理城市现 状排水系统，在梳理和分析的基础上，合理编制雨水排除系统规划，确定城市排 水河道、城市雨水管网和城市排水泵站等排水设施的布局、规模，并且在流量和 高程等方面衔接好各个设施之间的关系。三、加强雨洪控制与利用设施建设雨洪控制与利用既是解决城市防洪排水问题的一项重要措施，还能够充分有 效地利用雨洪资源，缓解城市水资源短缺危机，可谓一举多得。在北京这样水资 源严重短缺的城市，建设雨洪利用设施显得尤为重要。北京市关于城市雨洪控制与利用研究始于上世纪 80 年代末。2000 年，中德 合作“北京城区雨洪控制与利用”项目启动，结合示范区建设，进行系统研究，初 步建立城市雨洪利用技术框架。但是受到多种因素的影响，雨洪控制与利用设施 的建设在很多城市仍然没有得到足够的重视，其在控制降雨径流和补充水资源方 面的作用没能得到有效发挥。因此，建议制定相关法规，进一步强化城市雨洪控制与利用设施的建设，对 于新开发建设区，应按照低影响开发的理念采用透水铺装、低绿地、建调蓄水池 等方式，尽可能使得开发建设后该用地的径流量不增加（径流系数维持在开发建 设之前的水平），做到在源头削减径流量、减轻城市雨水系统的负担。对于城市开发建设项目，在传统城市雨水排除设施建设的基础上，应利用城 市中的开放空间，如绿地、广场等，安排雨水调蓄设施的建设。利用城市绿地建 设雨水花园，平时作为公园绿地为市民提供休息娱乐的场所，遇到超标准降雨时， 用于存储暂时无法排泄的雨水。利用广场和立交桥区建设地下蓄水池存储超标准 雨水，储存的雨水可用于绿化、洗车等城市杂用水。例如在北京奥林匹克公园中 心区配合场馆和公共空间建设了许多调蓄水池，用于调节和利用雨水。要做到这一点，需要建设单位更新观念，充分认识雨洪控制与利用设施在城 市防涝和雨水利用方面的作用，还需要有关部门在资金和政策方面给予支持。四、利用先进技术，科学规划排水设施长期以来，我国进行雨水系统的规划设计一直沿用原苏联的体系方法，基于 等流时线法，采用推理公式法进行规划设计，近 60 年基本没有大的变化和调整。 但是，随着城市的快速发展，雨水系统规划设计的范围日益加大，已经逐渐超过 了原有规划设计方法的适用范围，导致计算结果出现偏差，影响雨水系统的安全 性。因此，需要对原有的雨水系统规划设计方法进行必要的改进和完善。目前， 国外发达国家多采用模型辅助进行雨水系统规划设计，如欧盟规定：推理公式法 仅可以应用于汇水面积小于 200 公顷或汇水时间小于 15分钟区域，对于较大区 域和对排水系统排放或收纳水体有影响的区域，必须采用随时间变化的设计降雨 和计算机基础的流量模拟方法；美国设计规范要求小于 160 英亩（约 65 公顷） 的系统可采用推理法设计，对于大型排水系统，必须采用计算机水力模型辅助设 计。模型辅助计算既可以用于对现状雨水管道系统进行模拟分析，也可用于对采 用传统推理公式法规划设计的雨水管道进行模拟分析，通过模拟分析，可以使我 们能够判断该雨水管道系统是否能顺利排出设计重现期的降雨，找到系统的薄弱 环节，对现状和规划的雨水管道系统进行有针对性的调整与改造，同时还可以利 用超标准降雨的模拟分析，计算不同降雨强度地面积水的时间、范围和深度，为 制定防洪预案提供依据。五、强化防汛抢险预案的编制与实施城市雨水排除系统只能排除设计标准以内的降雨，遇到超过设计标准的降雨 需要依靠制定和实施应急预案来将降雨造成的影响和损失减轻到最小。各城市需 制定完整的、切实可行的应急保障预案，并在组织、人员、物资方面予以落实， 以确保在极端降雨天气下城市重要设施的的安全。气象部门要及时提供准确可靠的天气预报和汛情信息。防汛部门根据气象预 报和汛情信息，提前发布汛情戒备预警，预报汛情发生的范围、时间和规模等。 各部门应根据汛情预警信息，及时启动相应预案，水务部门和各单位防汛人员全 部上岗到位，提前部署，排水设施维护和抢险人员要加强对排水设施的巡查和养 护，保障排水设施的正常运转。总之，随着城市经济社会的快速发展、人民生活水平的提高，因暴雨造成城 市内涝和积水问题越来越受到人们的关注，鉴于这一问题的复杂性，需要城市规 划建设和管理部门共同努力，完善规划，加强管理，确保城市排水安全。