青島市中心城區(qū)防洪排澇對(duì)策研究

梁 春 ，劉建華 ，孫偉峰 ，張玉政 ，方 娟

（青島市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山東青島 266071；2.青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山東青島 266101）

0 前言

近年，北京、天津、長(zhǎng)沙、武漢、濟(jì)南等多個(gè)大城市因暴雨出現(xiàn)內(nèi)澇，特別是北京“7.21”特大暴雨事件，導(dǎo)致城市交通癱瘓，大量人員被困，78人遇難，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。頻發(fā)的城市內(nèi)澇災(zāi)害，給城市防汛工作再次敲響了警鐘，也警醒我們應(yīng)重新審視青島市的排水與防洪系統(tǒng)，未雨綢繆，防患于未然。

1 自然地理概況

1.1 城市概況

青島市依山傍海、風(fēng)光秀麗、氣候宜人，紅瓦綠樹(shù)、碧海藍(lán)天的城市風(fēng)景，具有典型歐陸風(fēng)格的多國(guó)建筑，是中國(guó)東部沿海著名的國(guó)際濱海旅游度假城市。

1.2 地形地貌

青島是海濱丘陵城市，嶗山西南向一支余脈，向城區(qū)延伸，跨越膠州灣，構(gòu)成海岸丘陵，老城區(qū)地勢(shì)東高西低。

1.3 氣候特征

青島屬北溫帶季風(fēng)區(qū)域，具有海洋性氣候特征，氣候溫和，空氣濕潤(rùn)，四季分明，具有春遲夏涼、秋爽冬長(zhǎng)的特點(diǎn)。

1.4 降雨特征

從多年（1980～2010年）的降雨資料來(lái)看，青島市城區(qū)多年平均降雨量為683.8 mm，汛期平均降雨量472.5 mm；年內(nèi)降雨量分布不均，汛期、非汛期差異明顯，年降雨量的69.1%集中在汛期4個(gè)月（特別是7、8月）；降雨量多年變化特點(diǎn)是豐、枯年交替出現(xiàn)，且降雨量變化幅度大。自上世紀(jì)50年代至今，對(duì)青島中心城區(qū)產(chǎn)生重要影響的前十位降雨，50 a一遇的降雨共2次，30 a一遇的降雨共2次，20 a一遇的降雨共1次，10 a一遇的降雨共5次。

2 排水與防洪現(xiàn)狀分析

2.1 雨水排放系統(tǒng)

根據(jù)自然地形、地貌，青島市中心城區(qū)可劃分為15個(gè)雨水排放系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。

圖1 青島市中心城區(qū)雨水系統(tǒng)分布圖

2.2 排水設(shè)施建設(shè)

青島城區(qū)排水系統(tǒng)早在1905年德國(guó)侵占時(shí)期就初具規(guī)模，多采用先進(jìn)的雨、污分流排水體制，以后的城市排水系統(tǒng)建設(shè)秉承了德國(guó)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，大都采用雨、污分流的模式建設(shè)，至今青島市雨、污分流所占比例仍居全國(guó)前列。

2.3 河道防洪設(shè)施

青島城區(qū)河道均自成流域體系，單獨(dú)入海，具有流域面積較小，流程較短，河道坡度較大，流速較快，易受潮水頂托的特點(diǎn)。青島城區(qū)主要過(guò)城河道有李村河、海泊河、樓山河、白沙河、墨水河、洪江河、祥茂河、鐮灣河等38條，總長(zhǎng)約254 km。目前，主要河道的中下游已基本完成治理，能夠滿足相應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。但是部分河道的上游段及其支流尚未治理，防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。

2.4 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1 雨水管渠

自2006年新版《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]頒布至今，青島市的雨水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基本取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的上限值。通過(guò)對(duì)多條道路雨水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)查，結(jié)果表明青島中心城區(qū)一般地區(qū)雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期采用1～3 a，重要地區(qū)為3～5 a，暗渠重現(xiàn)期為10～20 a（見(jiàn)表1）。2006年之前建設(shè)的部分雨水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)略低于以上標(biāo)準(zhǔn)，但通過(guò)近年較大規(guī)模的排水管網(wǎng)改造工作，大部分雨水管渠重現(xiàn)期都能達(dá)到規(guī)范要求，總體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)內(nèi)多數(shù)城市。

表1 2006年至今青島市中心城區(qū)雨水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

2.4.2 過(guò)城河道防洪標(biāo)準(zhǔn)

青島市中心城區(qū)河道具有匯水面積小，服務(wù)人口少的特點(diǎn)。目前，青島市中心城區(qū)過(guò)城河道規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)符合《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-94）[2]和《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ50-92）[3]，按照規(guī)劃實(shí)施的河段可滿足城市防洪要求。其中，白沙河、大沽河等大型河道的規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為50～100 a一遇；張村河、海泊河等中型河道的規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇；其它板橋坊河等小型河道的規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇。

2.5 存在問(wèn)題

（1）青島市防洪排澇重點(diǎn)放在“排除”上，雨水作為一寶貴的淡水資源卻一直未得到有效的綜合利用。目前，青島市透水地面尚未普及，雨水蓄水池和調(diào)蓄池的建設(shè)也較少，未能將雨水的排放、調(diào)蓄、利用作為一個(gè)綜合系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮。

（2）部分雨水管渠排水能力不足。由于部分雨水管渠建設(shè)年代較早，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀排水要求；另有部分建設(shè)年代較早的管道和暗渠淤積嚴(yán)重，急需進(jìn)行清淤維護(hù)。

（3）青島中心城區(qū)目前存在多處低洼區(qū)域（特別是下穿膠濟(jì)鐵路的多處橋涵），易在強(qiáng)降雨條件下積水。

（4）易受海潮頂托影響。由于青島特殊的地理位置，暴雨時(shí)如遇天文大潮或風(fēng)暴潮，排水設(shè)施末端受海潮頂托，雨水不能及時(shí)排出。

（5）缺少相關(guān)法律法規(guī)的支持。目前，青島市在雨水徑流系數(shù)及排放總量的控制、雨水收集利用、低洼地區(qū)雨水調(diào)蓄等方面，既無(wú)相應(yīng)的規(guī)劃依據(jù)可遵循，也無(wú)相應(yīng)法律法規(guī)來(lái)監(jiān)督實(shí)施，導(dǎo)致了島城綜合徑流系數(shù)與排水壓力不斷增大，部分區(qū)域雨天積水常態(tài)化等現(xiàn)象。

（6）城區(qū)排水設(shè)施維護(hù)管理有待提高。目前還存在向排水設(shè)施傾倒垃圾等現(xiàn)象，易造成管道堵塞。城市防汛預(yù)警、聯(lián)動(dòng)機(jī)制還不夠暢通，應(yīng)對(duì)極端天氣的能力有限。

3 洪澇防治對(duì)策與建議

對(duì)于青島城區(qū)防洪排澇不過(guò)分倚重排，而是通過(guò)“滲、蓄、滯、用、排”等方式的有效結(jié)合，采取多渠道、多途徑的方法，對(duì)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水進(jìn)行合理疏導(dǎo)，有效緩解城市內(nèi)澇。

3.1 推廣低影響開(kāi)發(fā)理念，實(shí)現(xiàn)雨洪源頭控制

在青島的城市規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)立足長(zhǎng)遠(yuǎn)、尊重自然、生態(tài)規(guī)劃，推廣低影響開(kāi)發(fā)（Low Impact Development，LID）設(shè)計(jì)理念，即通過(guò)源頭削減、過(guò)程控制、末端處理的方法，控制面源污染、防治內(nèi)澇災(zāi)害、提高雨水利用程度。對(duì)于城市降雨在不同類型下墊面所產(chǎn)生的徑流，在其匯入城市干管、河道前進(jìn)行控制和利用[1,4]。

3.1.1 推廣雨水滲透利用

雨水滲透利用可以有效削減雨水徑流量，涵養(yǎng)地下水源。

（1）結(jié)合城市綠地系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化雨水自然滲透過(guò)程。完善城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃，規(guī)范綠化工程建設(shè)，保證城市合理的綠地比例與布局，發(fā)揮綠地對(duì)雨水的吸納削減作用。建議結(jié)合城市綠化，根據(jù)城市綠地的功能性質(zhì)因地制宜的進(jìn)行下凹式綠地、植草邊溝等設(shè)施的建設(shè)，在削減綠地自身徑流的同時(shí)，吸納截流周圍地面徑流，控制雨水徑流污染[1,5,6]。

（2）重視人工滲透設(shè)施建設(shè)，降低城市地面硬化率。在城市人行道、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等人工地面，逐步推廣使用透水磚、草皮磚、多孔瀝青或混凝土等透水性鋪面，減少城市中硬化下墊面的比例，延緩徑流出流時(shí)間及減小徑流量，恢復(fù)雨水滲透的自然循環(huán)環(huán)節(jié)，補(bǔ)充涵養(yǎng)地下水源。加強(qiáng)雨水滲透利用意義的公眾宣傳，加快雨水滲透利用的普及推廣[1,6]。

3.1.2 發(fā)揮水體調(diào)蓄功能

城市化進(jìn)程的加快使得原有的自然排水系統(tǒng)破壞加劇，越來(lái)越多的河道、溝渠、水塘等被改道或填埋，改變了原有的天然排水系統(tǒng)，降低了對(duì)雨水的自然調(diào)蓄能力。青島市新區(qū)的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)遵循科學(xué)、合理、生態(tài)和自然的原則，規(guī)劃與建設(shè)要充分尊重自然地理環(huán)境，保護(hù)天然水體，讓城市與自然和諧共存。

在城市規(guī)劃建設(shè)中注重流域上游的水土保持工作，做好山洪的截流與疏導(dǎo)，加強(qiáng)流域水面工程的建設(shè)與維護(hù)，提高雨水?dāng)r蓄能力和效率，降低下游的洪峰，減輕城市排水系統(tǒng)壓力。同時(shí)，促進(jìn)雨水資源的利用和轉(zhuǎn)化，調(diào)節(jié)豐枯年（季）雨水資源。

結(jié)合地形地貌和景觀需求，因地制宜地規(guī)劃建設(shè)攔水壩或雨水調(diào)蓄池，儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)的高峰雨水徑流量，消減洪峰，既能降低下游防洪壓力，減少內(nèi)澇災(zāi)害，又能有效涵養(yǎng)補(bǔ)充地下水。

3.1.3 加強(qiáng)新建小區(qū)的雨水利用示范建設(shè)

對(duì)于新建、改建和擴(kuò)建的民用建筑、工業(yè)建筑與小區(qū)，應(yīng)按照《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB50400-2006）設(shè)置雨水利用系統(tǒng)[8]。如透水性地面、屋面雨水收集利用、雨水調(diào)蓄景觀水體等，在小區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)雨水徑流量源頭削減，將雨水收集利用作為提升小區(qū)品位的重要組成部分，控制雨水外排徑流量不大于開(kāi)發(fā)建設(shè)前的水平。

3.2 適當(dāng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

北京市為規(guī)范城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，編制了《城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)暴雨徑流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)中雨水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的上限[9]。青島市作為全國(guó)十五個(gè)副省級(jí)城市之一，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，尤其是關(guān)系到城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的地下管線方面，應(yīng)適當(dāng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建議雨水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的上限，還有必要盡快在全市的設(shè)計(jì)單位中統(tǒng)一雨水設(shè)計(jì)參數(shù)。

3.3 合理編制豎向規(guī)劃

豎向規(guī)劃是解決城市防洪問(wèn)題和保障城市安全的基礎(chǔ)。建議島城統(tǒng)籌協(xié)調(diào)多部門聯(lián)合編制豎向規(guī)劃、防洪排澇規(guī)劃及排水規(guī)劃，通過(guò)系統(tǒng)合理的規(guī)劃消減內(nèi)澇隱患。當(dāng)出現(xiàn)超重現(xiàn)期降雨時(shí)，充分發(fā)揮道路路面的防洪排澇功能，減少內(nèi)澇隱患。另外，建議城區(qū)中盡量不建或少建下沉式道路、下沉式立交橋，如確有必要建設(shè)，應(yīng)提高雨水泵站的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，加大泵站的排水能力，并配套建設(shè)調(diào)蓄水池，調(diào)節(jié)洪峰。

3.4 修訂暴雨強(qiáng)度公式

《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）（2011年版）3.2.3A節(jié)規(guī)定“根據(jù)氣候變化，宜對(duì)暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行修訂?！蹦壳埃鄭u市中心城區(qū)（黃島區(qū)除外）雨水工程設(shè)計(jì)普遍采用的暴雨強(qiáng)度公式為推理公式的簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式，完成于上世紀(jì)50年代末。1991年在青島市建委的組織下，中科院水利水電科學(xué)研究院對(duì)青島市暴雨強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了校核，至今已有20多年的歷史。建議市建委等相關(guān)部門應(yīng)對(duì)原有公式進(jìn)行校核與修訂，以適應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展。

3.5 制定地方性政策法規(guī)，促進(jìn)雨水資源化利用

目前，青島市在雨水利用方面既無(wú)相應(yīng)的法律法規(guī)可遵循，也無(wú)相應(yīng)法律法規(guī)來(lái)監(jiān)督實(shí)施，形成了島城雨水綜合利用工程較少的局面。因此，青島市應(yīng)借鑒雨水利用法律法規(guī)較為完善國(guó)家的先進(jìn)理念和國(guó)內(nèi)其它城市地區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，合理制定雨水資源綜合利用的地方性政策法規(guī)，如《雨水利用條例》、《雨水利用技術(shù)導(dǎo)則》等。同時(shí)，將雨水資源利用落實(shí)到水務(wù)、環(huán)保、綠化、城建、規(guī)劃等行業(yè)管理部門職能中，保障雨水資源利用的有效開(kāi)展。

3.6 建設(shè)城市防汛監(jiān)測(cè)與預(yù)警預(yù)測(cè)系統(tǒng)

目前，青島市應(yīng)加強(qiáng)城市防洪監(jiān)測(cè)與預(yù)警預(yù)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，借助現(xiàn)代化技術(shù)，構(gòu)建低洼地段監(jiān)測(cè)站點(diǎn)全覆蓋、信息傳輸實(shí)時(shí)化、信息顯示屏幕化的城市防洪減災(zāi)感知網(wǎng)絡(luò)體系，提升城市防洪減災(zāi)、洪水調(diào)度、城市管理的能力。同時(shí)，建立防汛與水文、氣象、市政、交通、公安等多部門聯(lián)動(dòng)的職能與控制調(diào)度系統(tǒng)，提升城市預(yù)警與防災(zāi)效率。

3.7 加強(qiáng)設(shè)施維護(hù)管理，建立應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)制

加強(qiáng)排水設(shè)施日常管理維護(hù)，全面排查排水設(shè)施，加強(qiáng)雨水收水設(shè)施清掏、排水管渠、河道疏浚等工作，確保汛期城市排水管渠暢通；對(duì)重點(diǎn)積水路段、河道、水庫(kù)等實(shí)施全面監(jiān)控；建立應(yīng)急防汛預(yù)案、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)制等預(yù)防超重現(xiàn)期的特大暴雨。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，青島市需抓緊統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、修編防風(fēng)暴潮、防洪排澇等相關(guān)專業(yè)規(guī)劃，適時(shí)修訂暴雨強(qiáng)度公式，同時(shí)在雨水的滲透、收集和利用、雨水調(diào)蓄池、城市防洪排澇數(shù)學(xué)模型的建立等方面，借鑒先進(jìn)國(guó)家、先進(jìn)城市的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合青島本地的實(shí)際情況，做好相應(yīng)的研究和規(guī)劃。

[1]GB50014-2006,室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2011年版）[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2011.

[2]GB 50201-94,防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,1994.

[3]CJJ50-92,城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,1992.

[4]王建龍,車伍,易紅星.基于低影響開(kāi)發(fā)的雨水管理模型研究及進(jìn)展[J].中國(guó)給水排水,2010,26(18):50-54.

[5]車伍,唐寧遠(yuǎn),張煒,等.我國(guó)城市降雨特點(diǎn)與雨水利用[J].給水排水,2007,33(6):45-48.

[6]王瑛,王延洋.上海地區(qū)綠地雨水利用的實(shí)踐[J].現(xiàn)代園林,2011(6):10-13.

[7]車伍,張燕,李俊奇,等.城市雨洪多功能調(diào)蓄技術(shù)[J].給水排水,2005,31(9):25-29.

[8]GB50400-2006,建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.

[9]王強(qiáng),張曉昕,韋明杰,等.北京市城市雨水排除系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].給水排水,2011,37(10):34-39.