城市積水原因分析及防治對策

王金成

摘要：如何對城市地區(qū)地面積水的發(fā)生區(qū)域及形成過程進(jìn)行預(yù)測，以有效地分析澇情可能造成的后果，及時(shí)可靠地制定城市排澇減災(zāi)對策和措施是日前城市防汛研究和實(shí)踐的重要課題。本文在深入分析積水成因的基礎(chǔ)上，提出幾個(gè)相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：城市積水;原因;對策

前 ?言

近20年來，隨著我國城市化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，城市地區(qū)由于人口密集，物資和財(cái)產(chǎn)密度不斷加大等特點(diǎn)，高強(qiáng)度暴雨積水形成的洪澇災(zāi)害對城市化地區(qū)產(chǎn)生的威脅和帶來的損失愈來愈大。災(zāi)害一旦發(fā)生，不僅給人們的日常生活帶來不便，嚴(yán)重的話還可能危及人民和集體的生命和財(cái)產(chǎn)安全，破壞城市整體形象。通過對暴雨積水形成原因的分析，可以找出防汛工作中的薄弱點(diǎn)與空白點(diǎn)，由此加以改進(jìn)，減輕災(zāi)害帶來的損失。

一、城市積水原因

1. 土地硬質(zhì)化

社會發(fā)展與經(jīng)濟(jì)活動的增加，以及城市不斷擴(kuò)張，使工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)和居民區(qū)等不滲水的面積越來越大，而樹木、農(nóng)作物、草地等滲水面積逐步減小;同時(shí)，在城市化的過程中也使相當(dāng)部分的流域被不透水地面所替代，不僅使徑流總量增大、滯留容量急，而且使匯流時(shí)間大大縮短，雨水匯流速度大幅度提高。洪峰流量增大、洪峰出現(xiàn)時(shí)間提前是城市化對暴雨徑流的影響特征。洪峰流量增加后，使排水明溝、管渠、橋涵、河道等的過水能力明顯不足，引起城市下游洪水泛濫，造成交通中斷、地下通道淹沒、房屋和財(cái)產(chǎn)受破壞和損失，給生活和工作帶來不必要的麻煩。硬質(zhì)地面的增加，不僅增加徑流量，而且使地區(qū)的入滲量減小，地下水補(bǔ)給量相應(yīng)減少，枯水期河流基流量也相應(yīng)減小。同時(shí)由于地下水的過量開采，造成城市地面下沉。

2.排水設(shè)施抵御暴雨能力不足

2.1 較多老城區(qū)的設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)偏低，當(dāng)遭遇超標(biāo)準(zhǔn)暴雨時(shí)，容易造成暴雨時(shí)積水。

2.2 一些系統(tǒng)泵站和主干管線雖已建成，但收集支管由于種種原因尚未完善，造成實(shí)際排水能力達(dá)不到系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)中一些地區(qū)管道處排水系統(tǒng)的末梢，或下游管道管徑偏小造成瓶頸導(dǎo)致積水。

2.3 排水系統(tǒng)的改造，使得原有系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域范圍發(fā)生變更，存在泵站與管道系統(tǒng)排水能力不相配套的情況。

3.缺乏城市排水管網(wǎng)的有效管理

主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 管理法規(guī)和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善。缺少排水管理規(guī)范，市政排水管理無章可循。市政排水設(shè)施經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)得到了極大的改善，但仍沿用過去幾十年陳舊不變的粗放型管理機(jī)制，普遍存在著重建設(shè)輕管理的現(xiàn)象。

3.2 對城市現(xiàn)狀排水系統(tǒng)的排泄能力、影響因素未做到心中有數(shù)。缺乏完善的城市現(xiàn)狀排水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)資料及現(xiàn)有管網(wǎng)的負(fù)荷能力，無法確定不同降雨條件下管網(wǎng)的薄弱點(diǎn)及瓶頸位置，致使排水管網(wǎng)的運(yùn)行養(yǎng)護(hù)、更新改造時(shí)，只能采取局部性措施解決眼前的問題，無法明確產(chǎn)生問題的具體原因，缺乏全盤管理、解決措施及排水管網(wǎng)改造優(yōu)化方案。

3.3 缺乏排水系統(tǒng)的專項(xiàng)規(guī)劃。排水設(shè)施建設(shè)滯后于城市開發(fā)建設(shè)，排水系統(tǒng)規(guī)劃與城市總體發(fā)展規(guī)劃相脫離。存在著現(xiàn)狀不明，規(guī)劃滯后的尷尬境界。

3.4 缺乏排水管網(wǎng)數(shù)字化資料。排水管網(wǎng)數(shù)字化工作不普及，目前在全國還只是少數(shù)城市開展了城市排水管網(wǎng)數(shù)字化的工作，絕大部分城市還停留在保留紙質(zhì)資料檔案的階段，管網(wǎng)數(shù)字化的工作并未全面展開;對于已經(jīng)建立管網(wǎng)數(shù)據(jù)資料，同樣也存在著排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確，對排水管網(wǎng)資產(chǎn)狀況掌握不全面的現(xiàn)象，而且排水管網(wǎng)數(shù)字化管理水平低，缺乏完善可靠的排水管網(wǎng)數(shù)字化管理技術(shù)規(guī)范，各個(gè)城市排水管網(wǎng)數(shù)字化管理水平和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異較大;大部分城市排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)資料管理方式分散不系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲方式多種多樣等狀況，無法應(yīng)用高效的查詢分析方法以體現(xiàn)復(fù)雜排水管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特征和上下游關(guān)系，使得分析決策水平還停留在主觀判斷和簡單推理的層次，缺乏排水管網(wǎng)的水力分析、調(diào)度分析、布局優(yōu)化分析、事故應(yīng)急處理分析和管網(wǎng)動態(tài)分析的科學(xué)依據(jù)。

3.5 缺乏有效的管網(wǎng)狀態(tài)評估和運(yùn)行監(jiān)測手段，不能及時(shí)掌握管網(wǎng)排水負(fù)荷和運(yùn)行狀況的變化，以及基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)的全管網(wǎng)系統(tǒng)分析和動態(tài)模擬分析。

4.人為因素

4.1 市區(qū)面積逐年擴(kuò)大，且市區(qū)不透水面積比例迅速提高;下滲量減小，產(chǎn)流增大，匯流加快，形成暴雨洪水。

4.2 長期超采地下水引起地面沉降，形成一些排水不暢、地勢低洼區(qū)，容易造成暴雨積水。

4.3 城市發(fā)展，施工建設(shè)管理不善造成建筑垃圾或居民生活垃圾堵塞或淤積管道，造成排水不暢，局部地面積水成災(zāi)。

4.4 突發(fā)因素的影響，如泵站故障停泵導(dǎo)致的積水。

二、防治對策

1.加強(qiáng)城市規(guī)劃

加強(qiáng)城市綜合規(guī)劃，盡可能使高樓、街道、綠地、河道、湖泊合理布局，做到城市發(fā)展和減災(zāi)同步。進(jìn)行排水系統(tǒng)現(xiàn)狀普查，編制城市排水專項(xiàng)規(guī)劃，使規(guī)劃的排水系統(tǒng)與現(xiàn)有排水系統(tǒng)合理、有機(jī)結(jié)合。通過管網(wǎng)水力模擬，分析管網(wǎng)系統(tǒng)在不同狀況下水力負(fù)荷狀況，以及管網(wǎng)的臨界負(fù)荷。遵循開發(fā)建設(shè)的時(shí)序性，堅(jiān)持整體規(guī)劃、分期建設(shè)的原則，制定近期和遠(yuǎn)期排水規(guī)劃。同時(shí)，在雨水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、用地規(guī)劃和地面覆蓋上考慮雨水滲透。充分、合理地利用雨水涵養(yǎng)地下水源，緩和城市水資源危機(jī)，增加土壤中的含水量和調(diào)節(jié)氣候，以減少雨水管渠的容量，降低雨水管渠的投資和運(yùn)行費(fèi)用。

2.完善管理

在采用降雨徑流控制措施的同時(shí)，不斷完善雨水管理的政策法規(guī)，完善自然水體的保護(hù)和利用措施，加強(qiáng)城市排水系統(tǒng)的管理及養(yǎng)護(hù)機(jī)制，制定合理、科學(xué)的管理體系。掌握現(xiàn)有排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，建立并完善城市排水系統(tǒng)數(shù)字庫，為城市排水管網(wǎng)水力分析、實(shí)時(shí)在線分析、布局分析、管網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化分析、事故應(yīng)急處理分析和管網(wǎng)動態(tài)分析提供科學(xué)依據(jù)，為排水管網(wǎng)更新改造和管理提供理論指導(dǎo)，為節(jié)省管網(wǎng)投資建設(shè)提供服務(wù)。根據(jù)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和城市暴雨量情況，適當(dāng)提高城市雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，全面掌握城市雨水排水系統(tǒng)科學(xué)改造和擴(kuò)建城市地下排水系統(tǒng)。

3.設(shè)計(jì)綠化帶排水

城市道路由機(jī)動車道、非機(jī)動車道、人行道和綠化帶等部分組成。長期以來人們采取各種措施保證車行道、人行道的排水通暢，但對于綠化帶部分的排水卻未引起足夠的重視。隨著城市對綠化指標(biāo)的不斷提高，文獻(xiàn)中也對城市道路綠化率提出了相應(yīng)的要求。在公路上，綠化帶排水已逐漸引起重視并采取了一定的排水措施，取得了良好的效果。在文獻(xiàn)中并未對綠化帶排水提出要求和規(guī)定，大部分城市道路設(shè)計(jì)中也未考慮綠化帶排水。為了使城市道路經(jīng)久耐用，滿足交通需求，保證交通安全，在保證路基、路面排水的同時(shí)還應(yīng)該充分做好綠化帶排水。

三、結(jié)束語

就目前所知，我國沿海還沒有這樣的城市，至少情況還沒有那樣嚴(yán)重。但是我國確有些沿海的城市如天津、滄州、上海等地，地下水位在下降，導(dǎo)致城市地面下沉;另一方面，海平面也在上升。這種趨勢如任其發(fā)展而不加控制，那末，幾十年后，也會發(fā)生類似的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]方增強(qiáng).受城市化影響地區(qū)的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算[A]全國城市水利學(xué)術(shù)研討會論文集，南京：河海大學(xué)出版社，2001，119-122.

[2]李養(yǎng)龍，趙凱，金林，全國強(qiáng).城市化發(fā)展面臨的水文問題[J].山西水利科技，2001，4：86-88.

[3]耿艷芬.城市雨洪的水動力耦合模型研究[G].大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文，2006.

[4]劉樹人，周巧蘭.上海市暴雨積水災(zāi)害成因及防治對策研究[J].城市研究2000，2：18-21.

[5]石紅.改善上海市區(qū)暴雨積水區(qū)對策研究[J].中國市政工程，2003，3：46-47.