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2024年11月24日
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近年來，我國多個城市發(fā)生不同程度內(nèi)澇災(zāi)害，受到各方廣泛關(guān)注。特別是今年7月21日北京市的洪水和內(nèi)澇災(zāi)害，造成交通大面積癱瘓，死亡人數(shù)79人的嚴(yán)重災(zāi)情，再次給我們敲響了城市安全的警鐘。
城市內(nèi)澇是常見且普遍的災(zāi)害。無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，都曾經(jīng)發(fā)生并且還會發(fā)生。但城市內(nèi)澇頻繁發(fā)生，對生產(chǎn)和生活造成了嚴(yán)重影響，出現(xiàn)了重大人員傷亡，就是很值得反思的問題。
防治城市內(nèi)澇，涉及規(guī)劃、建設(shè)、管理多個環(huán)節(jié)。就規(guī)劃而言，也有規(guī)劃編制和規(guī)劃管理之分。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能造成內(nèi)澇災(zāi)害。本文僅從規(guī)劃編制角度談一些粗淺認(rèn)識。
1 城市內(nèi)澇的成因
城市內(nèi)澇原因非常復(fù)雜。不同城市有不同的原因，同一城市不同地段的原因可能也有差別。但暴雨強(qiáng)度超標(biāo)、排水條件的不利變化、對城市排水重視不夠、應(yīng)急管理準(zhǔn)備不足是帶普遍性的問題。
1.1 暴雨強(qiáng)度超過城市排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
城市排水有一定的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高低，取決于社會經(jīng)濟(jì)條件、受淹后造成的損失等多種因素。我國排水規(guī)范幾經(jīng)修改，排水標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。
現(xiàn)行城市排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是：城市一般地區(qū)1-3年一遇，重要地區(qū)3-5年一遇，特別重要的地區(qū)還可更高。在排水管網(wǎng)設(shè)計方面，我國排水標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家相比差距不大，并且現(xiàn)行的排水規(guī)劃規(guī)范正在修訂。
按照一定排水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的城市排水系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生小于或等于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的暴雨時，城市不會積水；當(dāng)發(fā)生大于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的暴雨時，就可能發(fā)生積水。積水的范圍、深度、持續(xù)時間不但與暴雨超標(biāo)幅度有關(guān)，而且與城市的地形、水系、洪（潮）水位等排水條件有關(guān)。
我國近年來在北京、天津、上海、廣州、濟(jì)南、杭州等城市發(fā)生的內(nèi)澇，首先是因為暴雨強(qiáng)度超過了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。以北京為例，重現(xiàn)期為1年、3年、5年對應(yīng)的最大1小時雨量分別是36毫米、50毫米和56毫米，而近幾年發(fā)生的幾次內(nèi)澇，最大1小時雨量都在50毫米以上。例如，2011年6月23日暴雨，個別地段1小時最大降雨量高達(dá)128毫米，按照北京市的暴雨強(qiáng)度公式推算，其重現(xiàn)期遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過100年。今年7月21日暴雨，有20個雨量站最大1小時雨量超過70毫米，重現(xiàn)期超過20年。
需要說明的是，城市排水設(shè)施的設(shè)計重現(xiàn)期與水利部門計算江河流域洪水采用的重現(xiàn)期有很大差別。在城市內(nèi)，每個與河流、湖塘等受納水體連接的排水出口，其匯水面積一般不會太大。因此，城市排水設(shè)計關(guān)注的是短歷時暴雨強(qiáng)度。在統(tǒng)計分析中，暴雨是在5-120分鐘之間分9個時段選樣。而水利部門計算江河洪水時，由于匯水面積一般較大，選擇的降雨歷時都在120分鐘以上，通常是考慮24小時、1日、3日甚至更長。根據(jù)概率統(tǒng)計原理，不同選樣方法統(tǒng)計分析出的概率（或重現(xiàn)期）是不可比的。
1.2 排水條件發(fā)生了一些關(guān)鍵性的不利變化
最近三十年，是我國城市化高速發(fā)展時期，城市建設(shè)用地成倍增長，排水條件發(fā)生了許多變化。其中，對城市排水影響最大的是下墊面和排水通道變化。
1.2.1 下墊面變化
在天然狀況下，平原地區(qū)徑流系數(shù)一般小于0.2，而變?yōu)槌鞘泻螅C合徑流系數(shù)一般大于0.5。也就是說，城市化后同樣的降雨，徑流提高了一倍以上。當(dāng)然，這種變化在城市排水管網(wǎng)設(shè)計時已經(jīng)考慮。對城市排水影響最大的是大量水面及洼地被占用。我國長三角、珠三角等沿海地區(qū)，地形十分平緩，天然狀態(tài)下水網(wǎng)發(fā)達(dá)，變?yōu)槌鞘薪ㄔO(shè)用地后，水面率普遍降低，給城市排水造成徑流量增加、調(diào)蓄能力下降的雙重壓力。這是近年來城市內(nèi)澇頻繁發(fā)生的重要原因。
1.2.2 排水通道變化
城市內(nèi)部和周邊的天然水系、人工明渠是承接城市排水管網(wǎng)雨水的后續(xù)排水通道，其排水能力大小、水位高低對城市排水極為重要。在城市化過程中，天然水系被不同程度占用。保留的水系，要么不進(jìn)行任何整治，任其作為生活垃圾、建筑垃圾、采石廢料等的堆放場所；要么在河流上建設(shè)閘門、橡膠壩等控制設(shè)施攔截河水提高水位。有的城市甚至占用行洪斷面搞開發(fā)建設(shè)。所有這些變化都會導(dǎo)致相同降雨條件下排水通道水位抬高。
對于自流排水的城市管網(wǎng)系統(tǒng)，如果后續(xù)的排水通道水位過高，出口受阻，必將影響管網(wǎng)排水能力甚至完全喪失排水能力。用近年來出現(xiàn)的超標(biāo)暴雨進(jìn)行雨水流量過程計算后不難驗證，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的城市排水管網(wǎng)，如果排水出口順暢，城市積水的范圍、深度、持續(xù)時間不會太嚴(yán)重。積水范圍大、持續(xù)時間長的城市內(nèi)澇，往往都存在受納水體水位過高而導(dǎo)致的排水出口不暢問題。
1.3 對城市排水重視不夠
城市排水設(shè)施多數(shù)屬于地下工程，“重地上，輕地下”是各個城市建設(shè)過程中的普遍現(xiàn)象。在資金有限的情況下，建設(shè)重點(diǎn)往往放在看得見、能夠提升城市形象的地面工程上。而對包括排水工程在內(nèi)的地下工程，在建設(shè)時序、工程質(zhì)量管控、日常維護(hù)管理等方面還沒有得到足夠重視。以維護(hù)管理為例，目前不少城市連現(xiàn)狀地下管線信息都不清楚，更談不上從中發(fā)現(xiàn)問題，找出薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地及時解決問題。曾經(jīng)發(fā)生的多起施工過程中地下管線被破壞的事故，就與管線位置不清有直接關(guān)系。
1.4 應(yīng)對超標(biāo)暴雨準(zhǔn)備不足
排水工程按照一定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計就會有超標(biāo)情況發(fā)生。但在超標(biāo)情況下，不能把所有損失都視為正常，而應(yīng)該積極應(yīng)對，將損失減小到最低程度。目前我們在應(yīng)對超標(biāo)暴雨方面，明顯存在準(zhǔn)備不足的問題。
在規(guī)劃階段，當(dāng)發(fā)生不同級別的超標(biāo)暴雨，各個排水分區(qū)有多少雨水不能及時排出，應(yīng)該暫存在什么地方不會造成損失或損失最小，很少受到重視。規(guī)劃階段缺乏預(yù)控和引導(dǎo)，超標(biāo)暴雨發(fā)生時，多余的雨水只能沿地面由高處向低處匯集。如果重要道路、建筑、物資正好處于低洼地段，必然造成嚴(yán)重影響和損失。
此外，應(yīng)急階段的預(yù)判和組織協(xié)調(diào)能力也至關(guān)重要。最近發(fā)生在北京的“7.21”洪澇災(zāi)害，是對應(yīng)急能力的一次全方位檢驗。有經(jīng)驗也有教訓(xùn)。
實際上，對超標(biāo)暴雨準(zhǔn)備不足，才是我們與發(fā)達(dá)國家之間的明顯差距。
2 規(guī)劃對策
2.1 做好規(guī)劃基礎(chǔ)工作
2.1.1 盡快修訂城市暴雨強(qiáng)度公式
我國許多城市的暴雨強(qiáng)度公式是上世紀(jì)八十年代制定。當(dāng)時能夠獲得的暴雨資料年限一般不超過30年，只能基本達(dá)到統(tǒng)計分析的要求。時隔30年，絕大多數(shù)城市的暴雨強(qiáng)度公式一直沒有修訂。
根據(jù)概率統(tǒng)計原理，資料年限越長，樣本越多，統(tǒng)計分析結(jié)果的準(zhǔn)確性越高。最近十多年，極端天氣頻繁發(fā)生，如果將這些極端天氣的暴雨資料參與暴雨強(qiáng)度公式的統(tǒng)計分析，同一重現(xiàn)期相同降雨歷時的暴雨強(qiáng)度可能有顯著變化。
暴雨強(qiáng)度公式之所以長時間沒有修訂，主觀原因是對這項工作重視不夠，客觀原因是這項工作非常繁瑣。要從幾十年若干場降雨資料中分9個時段，每年挑選出1個最大或多個排在最前的暴雨進(jìn)行統(tǒng)計分析，的確是一項費(fèi)時費(fèi)力的艱苦工作，需要相關(guān)部門的大力支持，專業(yè)人員的積極參與。
另一個可能的原因是對城市雨水流量計算方法的質(zhì)疑。實際上，現(xiàn)行的城市雨水流量計算，從原理上看完全符合水文學(xué)的基本原理，計算過程中的概化處理也在合理范圍。在沒有更好的方法之前，現(xiàn)行計算方法至少在目前是可行的。當(dāng)然，我們應(yīng)該鼓勵探索新的方法，但任何新方法都應(yīng)當(dāng)從科學(xué)性和實用性方面進(jìn)行驗證后，才能在工程實踐中推廣應(yīng)用。
2.1.2 盡快啟動城市地下管網(wǎng)普查
城市地下管網(wǎng)不清，既影響日常的維護(hù)管理，又影響規(guī)劃質(zhì)量。如果不掌握管線的具體位置、斷面尺寸、埋設(shè)深度、管材、建設(shè)時間，在規(guī)劃過程中很難對現(xiàn)狀管網(wǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析判斷，找出存在的問題，提出合理的解決方案，也很難就新建管線與現(xiàn)狀管線之間的銜接做出合理的安排。與暴雨強(qiáng)度公式修訂一樣，城市地下管網(wǎng)普查也是一項量大面廣的工作，同樣需要相關(guān)部門的大力支持。
2.2 積極推進(jìn)城市排水專項規(guī)劃編制
按照目前的城市規(guī)劃編制體系，法定的城市排水規(guī)劃是城市總體規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃中的排水專業(yè)規(guī)劃。在總體規(guī)劃階段，排水專業(yè)規(guī)劃的主要任務(wù)是確定排水體制和排水標(biāo)準(zhǔn)、劃分排水分區(qū)、提出排水工程布局方案。在詳細(xì)規(guī)劃階段，排水專業(yè)規(guī)劃的主要任務(wù)是落實總體規(guī)劃提出的排水設(shè)施具體位置，完善排水管網(wǎng)系統(tǒng)，計算流量及管徑。
從編制內(nèi)容和深度看，總體規(guī)劃階段的排水專業(yè)規(guī)劃雖然覆蓋面大，但深度不夠；詳細(xì)規(guī)劃階段的排水專業(yè)規(guī)劃雖然細(xì)，但系統(tǒng)性差。要在總體規(guī)劃階段深化排水專業(yè)規(guī)劃，又受到時間進(jìn)度、資料條件、專業(yè)協(xié)調(diào)等多方面限制。為了解決這些矛盾，一些城市在總體規(guī)劃編制過程中或總體規(guī)劃之后單獨(dú)組織編制了排水專項規(guī)劃，取得了良好效果。在水污染防治和內(nèi)澇防治形勢嚴(yán)峻的城市應(yīng)該積極推進(jìn)排水專項規(guī)劃編制。
2.3 加強(qiáng)重點(diǎn)問題的分析研究
2.3.1 城市排水條件
地形和水系直接影響排水方案，是最為重要的排水條件。編制城市排水規(guī)劃，必須掌握水系的走向、流域范圍、匯水面積、不同頻率洪水位及其與城市建設(shè)用地的高差關(guān)系、高水位的持續(xù)時間、城市內(nèi)部水系的河底高程等資料。沿海城市還應(yīng)該掌握當(dāng)?shù)氐暮３背毙汀⒊辈睢⒉煌l率的高潮水位及其與城市建設(shè)用地的高差關(guān)系。要通過這些資料的分析研究，判斷城市建設(shè)用地是否存在排水困難的低洼區(qū)以及低洼區(qū)范圍；提出水系的規(guī)劃控制方案和城市建設(shè)用地的布局建議。
2.3.2 排水分區(qū)
由于地形和水系分割以及建設(shè)時序的要求，一個城市往往要劃分成若干個排水分區(qū)。排水分區(qū)是否合理，直接關(guān)系到內(nèi)澇風(fēng)險和工程投資，必須認(rèn)真對待。事實上，城市內(nèi)澇問題或多或少都與排水分區(qū)不合理，低洼區(qū)排水負(fù)擔(dān)過重有關(guān)。從防治城市內(nèi)澇的角度考慮，最大限度地做到“高水高排，低水低排”，是劃分排水分區(qū)最重要的原則。具體到每個城市該如何劃分，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)嘏潘畻l件確定。一般而言，在地形變化較大并且沿江地勢低平的山地丘陵城市，地勢低平的地段與地勢較高的地段不能劃在同一排水分區(qū)；城市周邊的山洪，要合理安排出路，不能進(jìn)入城市地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)。平原水網(wǎng)地區(qū)的城市，要盡可能將城市排水系統(tǒng)同周邊的農(nóng)田排水系統(tǒng)分開，防止周邊雨水進(jìn)入城市。
2.3.3 低洼區(qū)排水
低洼區(qū)是指地勢低平、地面高程與江河水位高差較小、排水困難的地區(qū)。編制城市排水規(guī)劃，必須對低洼區(qū)排水進(jìn)行專門研究，提出解決方案。解決城市低洼區(qū)排水，大體有填方、調(diào)蓄、強(qiáng)排三種措施，并且這三種措施通常都是綜合使用。科學(xué)合理的低洼區(qū)排水方案，需要根據(jù)地下水位高低、土方量大小、土方來源及單價、設(shè)置調(diào)蓄水面的用地條件、建設(shè)泵站的投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等多種因素綜合比較確定。
2.3.4 排水通道
編制城市排水規(guī)劃，不但要關(guān)注由排水管網(wǎng)構(gòu)成的小系統(tǒng)，而且必須重視由河湖水系構(gòu)成的大系統(tǒng)。城市內(nèi)部及周邊的河道在暴雨期間是否暢通、水位變化過程，直接關(guān)系到城市排水管網(wǎng)排水能力的發(fā)揮。要根據(jù)每條河道的匯水面積計算不同頻率的洪水流量，根據(jù)河道的縱橫斷面、現(xiàn)有和規(guī)劃的控制設(shè)施計算排水能力。對于排水能力不足，嚴(yán)重影響城市排水的河道，要提出應(yīng)對措施。
2.3.5 超標(biāo)暴雨應(yīng)對
編制城市排水規(guī)劃，不但要確定排水標(biāo)準(zhǔn)，按照排水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)排水設(shè)施，而且還要考慮超標(biāo)暴雨可能造成的災(zāi)害，提出對策。首先，要分析計算各排水分區(qū)發(fā)生不同級別超標(biāo)暴雨時，有多少水量依靠正常的排水設(shè)施不能排出？這些多余的水量會在哪些地段形成積水？積水的深度和持續(xù)時間大致是多少？其次，要分析積水可能的風(fēng)險，即可能的經(jīng)濟(jì)損失、社會影響甚至人員傷亡。如果存在較大風(fēng)險，要提出降低風(fēng)險的對策措施。例如，提高排水標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整用地布局等。
2.4 采取綜合措施降低洪澇風(fēng)險
2.4.1 合理選擇城市建設(shè)用地
今年北京7月21日發(fā)生在房山區(qū)的嚴(yán)重災(zāi)害再次顯示了某些自然現(xiàn)象的無情與威力，反過來也說明無論標(biāo)準(zhǔn)多高的工程設(shè)施在某些災(zāi)害面前都可能不堪一擊。因此，在城市總體規(guī)劃中，必須分析包括洪澇災(zāi)害在內(nèi)的各種自然災(zāi)害風(fēng)險，避開高風(fēng)險區(qū)。
2.4.2 合理安排建設(shè)用地
在規(guī)劃建設(shè)用地范圍內(nèi)，自然災(zāi)害的風(fēng)險程度通常存在差異。城市用地布局要考慮發(fā)生災(zāi)害后可能造成的損失和影響，合理利用這種差異，將重要建筑和設(shè)施布置在風(fēng)險相對較低的地段，將風(fēng)險相對較高的地段用于綠化，低洼地段還可開辟人工水面。城市豎向規(guī)劃設(shè)計要妥善處理好各種用地的豎向關(guān)系，重要程度不同的場地要保持一定高差。如果用地布局合理、豎向處理得當(dāng)，發(fā)生超標(biāo)暴雨時城市某些地段可能受淹，甚至可能長時間受淹，但不一定造成災(zāi)害。
2.4.3 從源頭上控制徑流量
在徑流控制方面，國外倡導(dǎo)的低沖擊開發(fā)模式、雨洪利用理念值得借鑒。這些理念體現(xiàn)在總體規(guī)劃中，主要是控制用地結(jié)構(gòu)。城市綠地、水面等徑流系數(shù)很小或具有調(diào)蓄作用的用地應(yīng)該保持適度比例。在詳細(xì)規(guī)劃中，要落實總體規(guī)劃的相關(guān)規(guī)定，從便于雨水收集、下滲的角度處理好各類用地的豎向關(guān)系，提出建筑屋頂、室外場地、配套雨水調(diào)蓄設(shè)施等方面的建設(shè)要求。
研究表明，從源頭上控制徑流量，對緩解水資源供需矛盾、控制初期雨水污染、改善城市排水條件都具有顯著作用。在改善排水條件方面，如果每公頃建設(shè)用地配套100立方米蓄水設(shè)施（洼地、人工蓄水池等），相當(dāng)于截留了10毫米徑流量或20毫米左右降雨量。以北京為例，減少10毫米徑流量大致相當(dāng)于現(xiàn)有1年一遇的排水管道可以承受5年一遇的暴雨。
總之，城市內(nèi)澇防治是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。以上僅僅是做好城市內(nèi)澇防治在規(guī)劃編制方面的一些思考。規(guī)劃措施的落實，規(guī)劃目標(biāo)的實現(xiàn)，在其他環(huán)節(jié)還有許多工作要做。
