重慶主城區(qū)地下空間利用之深層排水隧道規(guī)劃探討

劉婷

（重慶市規(guī)劃設(shè)計研究院，重慶 400020）

0 引言

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，城市地面硬化比例不斷提高，國內(nèi)多個城市發(fā)生了不同程度的內(nèi)澇災(zāi)害。以重慶為例，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，重慶城區(qū)近十年遭遇了三次嚴(yán)重內(nèi)澇，即2007年7.17、2009年8.4、2013年6.9等強降水事件， 城市積水嚴(yán)重，造成交通癱瘓，人民的生命財產(chǎn)面臨著極大的威脅。

重慶屬于典型的喀斯特地貌，存在地形坡度大、土地開發(fā)強度大、土壤蓄水層較薄不適宜存水，地表水下滲難等不利因素。伴隨城市路面硬化比例不斷提高，原有天然雨水滯留能力逐漸消失，現(xiàn)有城市排水能力薄弱，當(dāng)遭遇超過其排水系統(tǒng)能力應(yīng)對的暴雨天氣時，極易引發(fā)內(nèi)澇災(zāi)害，傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)面臨著嚴(yán)峻的考驗。

1 國內(nèi)外內(nèi)澇防治之深層排水隧道發(fā)展及應(yīng)用

目前，國內(nèi)大多城市防治內(nèi)澇災(zāi)害的重點主要放在提高雨水管網(wǎng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)上，在易積水區(qū)域和重要區(qū)域增設(shè)泵站、建設(shè)調(diào)蓄池等。對于已建老舊城區(qū)，單憑通過管道清淤改造，容易造成“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的被動局面，難以對城市內(nèi)澇實現(xiàn)有效控制。

利用地下深層空間建設(shè)大型排水隧道來解決排水問題成為國外許多發(fā)達城市的選擇。深層排水隧道(簡稱“深隧”)是有別于傳統(tǒng)排水管渠的淺層地下排水工程，埋設(shè)在深層地下空間（地面以下超過30m深度的空間）的大型排水隧道，直徑一般為3～10m。從功能上可分為雨洪排放隧道、污水輸送隧道、合流調(diào)蓄隧道和復(fù)合功能排水隧道四種。新加坡、日本東京、中國香港等地下空間被高度開發(fā)的城市，采用建設(shè)深層排水隧道有效解決城市內(nèi)澇問題[1]。目前，北京和廣州已開展深層排水隧道的研究，廣州規(guī)劃在老城區(qū)建設(shè)國內(nèi)首個地下40m修建“一主七副”8條深層隧道排水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，北京規(guī)劃在城市東西兩側(cè)各開挖一條從地鐵線下方縱穿，深度約40m，直徑約10m的地下排水隧道。按照國內(nèi)外已建成的深隧運行情況，深隧主要可以解決以下問題：一是可以提高區(qū)域的末端排水能力，降低水浸風(fēng)險；二是可以大幅度削減初期雨水和溢流污染；三是可與交通或其他市政管線在空間上實現(xiàn)共享。

2 重慶主城區(qū)應(yīng)對內(nèi)澇災(zāi)害的現(xiàn)有措施及問題分析梳理

大排水系統(tǒng)規(guī)劃空白。主城區(qū)現(xiàn)有排水規(guī)劃更多地側(cè)重于管道、泵站等小排水系統(tǒng)的布置，沒有大排水系統(tǒng)的概念。傳統(tǒng)的小排水管道系統(tǒng)一般只解決小重現(xiàn)期的暴雨徑流，要解決高重現(xiàn)期暴雨內(nèi)澇問題，解決超管渠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的雨水出路問題，必須構(gòu)建大排水系統(tǒng)[2]。

暴雨強度公式修編后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)有待完善。重慶主城區(qū)于2013年完成了暴雨強度公式的修編工作，如何銜接新公式與過去的系統(tǒng)等問題未制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，公式修編對改善排水及提高防澇的功效無從體現(xiàn)[3]。

老舊城區(qū)管道提標(biāo)改造實施難度大。重慶主城區(qū)在新建城區(qū)逐步推廣海綿城市建設(shè)理念，同時提高淺層排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而老舊城區(qū)由于缺乏城市地下空間開發(fā)經(jīng)驗與低影響開發(fā)設(shè)計理念，城市空間擁擠無序，地面建筑密集、地下管線復(fù)雜擁擠，對已建排水系統(tǒng)的擴建或改造，必將造成耗資巨大、實施困難、拆遷、耗時等多方面難題。

綜上所述，針對山城分散的內(nèi)澇區(qū)域，整治思路應(yīng)逐步轉(zhuǎn)移到綠色基礎(chǔ)設(shè)施的廣泛應(yīng)用以及其與大排水系統(tǒng)的共同作用，管道提標(biāo)改造并非整治內(nèi)澇的核心手段。

3 主城區(qū)地下空間利用現(xiàn)狀及規(guī)劃概況

主城區(qū)現(xiàn)狀地下空間總體開發(fā)利用強度呈現(xiàn)明顯的級差遞減趨勢，內(nèi)環(huán)以內(nèi)地區(qū)地下空間強度較高，現(xiàn)狀地下空間大部分建設(shè)在地下20m以內(nèi)，以淺層開發(fā)為主，布局有中層開發(fā)。

重慶主城區(qū)構(gòu)建以軌道線網(wǎng)為依托，與多中心組團式城市形態(tài)相適應(yīng)，點線面相結(jié)合的地下空間開發(fā)利用網(wǎng)絡(luò)[4]。豎向分層方面，結(jié)合地形高差，因地制宜布局地下和半地下空間，以淺層（地下0～20m）地下空間開發(fā)利用為主，并穩(wěn)步向中層（地下20～40m）、深層（地下40m以下）拓展，深層開發(fā)以遠期預(yù)留預(yù)控為主。優(yōu)先發(fā)展的功能主要包括交通、市政和綜合防災(zāi)功能。

如圖1所示，淺表層（地下0～6m），適宜布局地下管線和“海綿城市”相關(guān)設(shè)施。淺層（地下0～10m），適宜布局地下人行系統(tǒng)、地下商業(yè)服務(wù)設(shè)施、地下停車、市政綜合管廊。次淺層（地下10～20m），適宜布局地下停車、地下道路、地下市政設(shè)施以及人防設(shè)施。中層（地下20～40m），適宜布局城市軌道交通、人防設(shè)施。深層（地下40m以下），適宜布局穿城交通干線、深層隧道排水系統(tǒng)。

圖1 主城區(qū)地下空間開發(fā)利用深度控制圖

深層隧道排水系統(tǒng)為大深度地下空間利用的主要功能之一，也是城市大排水系統(tǒng)的重要組成部分[5]。主城區(qū)地下空間鼓勵大深度開發(fā)預(yù)留預(yù)控，從地下空間開發(fā)、工程地質(zhì)條件來看，具備建設(shè)深層隧道排水系統(tǒng)的本底條件和技術(shù)條件。

4 山地城市大深度開發(fā)之深層排水隧道規(guī)劃研究

圖2 主城區(qū)50年一遇內(nèi)澇風(fēng)險評估

圖3 主城區(qū)易澇點分布及深隧規(guī)劃圖

結(jié)合主城區(qū)歷年內(nèi)澇分布情況和內(nèi)澇風(fēng)險評估模型的評估結(jié)果（圖2），重點分析50年一遇內(nèi)澇等級為嚴(yán)重內(nèi)澇和風(fēng)險等級為高風(fēng)險的區(qū)域，對嚴(yán)重內(nèi)澇的城市密集區(qū)進行深隧系統(tǒng)的探索性規(guī)劃研究。

規(guī)劃在自身排水流域面積大，周邊無泄洪主通道，上游雨洪轉(zhuǎn)輸流量大，內(nèi)澇風(fēng)險等級為高風(fēng)險的區(qū)域。內(nèi)澇程度為嚴(yán)重內(nèi)澇、積水深度大的城市建設(shè)密集區(qū)，研究布局6條雨洪深隧系統(tǒng)，分別為回興系統(tǒng)、梁灘系統(tǒng)、盤溪-溉瀾溪系統(tǒng)、九龍系統(tǒng)、南坪系統(tǒng)及交通學(xué)院系統(tǒng) （圖3），排水隧道埋深在地下20～40m，合計長度大約為30km。

以南坪流域為例，地處重慶市南岸片區(qū)，東臨長江，西至南山，屬啞巴洞流域，流域面積17.6km2，建成區(qū)面積15.8km2，所屬區(qū)域?qū)儆诶现貞c城密集區(qū)，排水系統(tǒng)修建年代久遠，除少量新建道路和居住小區(qū)有雨、污分流管道以外，其余均為合流制排水管溝。該流域基本上屬于建成區(qū)，流域內(nèi)多條溪流已經(jīng)被涵洞化。該流域緊鄰的南山流域，流域面積為14.5km2，建成區(qū)面積4.4km2，整個流域唯一排水出路為涂山湖水庫，但水庫逐漸被侵占，大部分雨量轉(zhuǎn)輸至下游啞巴洞流域，造成下游排水系統(tǒng)負荷加重。根據(jù)歷年內(nèi)澇分布情況來看，啞巴洞流域易澇點分布較密集，且內(nèi)澇風(fēng)險為嚴(yán)重內(nèi)澇，多為局部低洼區(qū)域。針對該系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題，提出了淺層改造方案和深層隧道系統(tǒng)排水方案的設(shè)想。通過在對該流域重要節(jié)點管網(wǎng)改造、局部低洼地增設(shè)調(diào)蓄措施的基礎(chǔ)上，考慮沿流域山脊線規(guī)劃雨水排放隧道，在半山區(qū)域上游攔截雨水直接排入長江，以減輕對下游城區(qū)的影響，實現(xiàn)高水高排（圖4）。

當(dāng)然，深層隧道系統(tǒng)是城市密集建成區(qū)淺層排水系統(tǒng)的補充和提升，不能完全解決城市內(nèi)澇問題，必須有與之配套的“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”，利用海綿城市低影響開發(fā)減緩水力峰值，同時與局部淺層改造相結(jié)合，實現(xiàn)多層次多功能的分流分滯雨洪控制系統(tǒng)。有關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，各類雨水設(shè)施的削減情況為屋頂花園存雨5%，建筑體的綠化5%，土地的蓄滯20%，地表及河湖調(diào)蓄30%，管網(wǎng)排出30%，深隧調(diào)蓄10%[6]。

圖4 深層隧道排水系統(tǒng)示意圖

5 結(jié)語

（1）對于主城區(qū)中心區(qū)域部分低洼地區(qū)頻繁受澇、排水管網(wǎng)改造難度大的老舊城區(qū)，采用深層隧道不失為一種解決方案，但單一的地下排水設(shè)施不能解決內(nèi)澇問題，徑流源頭消減、管網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)的改造、局部低洼地調(diào)蓄和增設(shè)大排水系統(tǒng)設(shè)施等多種排水防澇系統(tǒng)互為補充，協(xié)同聯(lián)動，才能有效降低內(nèi)澇風(fēng)險。通過合理論證，經(jīng)濟比較，因地制宜將淺層排水系統(tǒng)、深層隧道排水系統(tǒng)與其他低影響城市發(fā)展技術(shù)協(xié)同結(jié)合，實現(xiàn)主城區(qū)立體多層次多功能的雨洪控制系統(tǒng)。

（2）深層排水隧道系統(tǒng)斷面尺寸大，系統(tǒng)性強，涉及地下深層開發(fā)空間，必須與交通、綜合防災(zāi)等其他功能及規(guī)劃充分對接與協(xié)調(diào)，對地下空間資源的訴求要科學(xué)合理，適度超前。

（3）內(nèi)澇防治只是城市雨洪管理系統(tǒng)的一個分支，不能僅靠大小排水系統(tǒng)解決所有的雨洪問題，還應(yīng)重視基于LID的源頭控制、綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施和水敏感性城市設(shè)計綜合系統(tǒng)的建立，在緩解城市內(nèi)澇的同時，控制徑流污染，恢復(fù)自然水文循環(huán)和生態(tài)平衡。