淺談城市內(nèi)河及地下排水管網(wǎng)水安全

陳暘

（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410131）

城市內(nèi)河及地下排水管網(wǎng)在城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著至關(guān)重要的保障作用，隨著城市內(nèi)河沿線兩岸的建設(shè)發(fā)展，人口日益增加，人民對(duì)水資源的消耗也日益增大，地表徑流由原來的自然無組織排水、滲水、集水變?yōu)橛薪M織排水和收集排放，雨水、污水收集時(shí)間縮短并集中排放，在這個(gè)收集和排放的過程中，如排水、泄洪能力不足，將對(duì)城市帶來不可估量的后果和損失，如地勢(shì)低洼處產(chǎn)生內(nèi)澇，更加嚴(yán)重的后果是地勢(shì)低洼建筑或地下室被淹沒，造成交通阻塞，出現(xiàn)人身和財(cái)產(chǎn)安全問題。

人們對(duì)生存環(huán)境的要求與生存環(huán)境能否得到及時(shí)有效的改善已成為當(dāng)前城市發(fā)展的主要矛盾之一，如何處理人與水的關(guān)系成為當(dāng)今社會(huì)尤其是城市的聚焦點(diǎn)。水資源是維持自然生態(tài)環(huán)境平衡的基本要素，成規(guī)模的地表水循環(huán)系統(tǒng)能帶動(dòng)片區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，打造水生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶，但同時(shí)也要求同步完善地表和地下排水系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施。筆者基于一個(gè)生活在高速發(fā)展的城市中的普通市民，從日常生活中所遇到的、了解的、看到的城市水安全及所造成的城市困擾問題，通過調(diào)查了解并溯源城市廢水和地表徑流收集及排放進(jìn)行淺層思考并提出對(duì)策。

1 城市內(nèi)河及地下排水管網(wǎng)現(xiàn)狀淺層調(diào)查分析

1）城市內(nèi)河現(xiàn)狀淺層調(diào)查分析

目前，我國(guó)城市內(nèi)河在城市建設(shè)中主要起著行洪、形成生態(tài)景觀帶的作用，在雨污未完全分流的情況下，在今后的一段時(shí)間內(nèi)分擔(dān)雨天地下雨污合流管超負(fù)荷部分的污水處理工作。城市內(nèi)河的水源補(bǔ)給主要來自上游、本城市片區(qū)的雨水、地下水、經(jīng)處理符合排放要求的水，因此，城市內(nèi)河與城市地表和地下排水管網(wǎng)是聯(lián)通的，并形成城市水系的主要部分。由于城市的建設(shè)具有多樣性，對(duì)城市水處理方式也日益豐富，并逐步建立起一套比較完整的城市水處理系統(tǒng)。由于城市內(nèi)河形成時(shí)間較早，前期可能為城市郊區(qū)的灌溉水渠或一條小溪，逐步被開發(fā)形成一條河流，隨著城市發(fā)展，地表硬化、地下排水管網(wǎng)逐步完善，對(duì)雨水和污水的收集時(shí)間縮短，排放時(shí)段集中，要求城市內(nèi)河同步提升行洪能力或探索降低洪峰峰值的解決方式，降低防洪度汛風(fēng)險(xiǎn)。

2）地下排水管網(wǎng)現(xiàn)狀淺層調(diào)查分析

通過調(diào)查了解，我國(guó)對(duì)于城市雨水、城市工業(yè)廢水、生活污水的處理已經(jīng)建立起一套比較完善的審查、處理和排放機(jī)制，大部分城市正在逐步實(shí)現(xiàn)雨污分流，即雨水通過初步處理可利用或排入就近城市內(nèi)河，工業(yè)廢水、生活污水在確保濃度的前提下通過地下排水管網(wǎng)輸送至污水處理廠集中處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放至就近江河，地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)逐步得到改善，排水能力增強(qiáng)。但隨著城市的發(fā)展，城市用水量及排水量的增加或集水面積的改變，要求現(xiàn)有地下排水管網(wǎng)排放能力必須能滿足要求或地下排水管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展同步。

2 水文資料和地表徑流收集分析

1）水文資料收集分析

我國(guó)大部分地區(qū)尤其是具有一定歷史年代的大中型城市降雨資料整體具有可追溯性，部分城市或地區(qū)已形成水文數(shù)據(jù)收集及管理長(zhǎng)效機(jī)制，并適時(shí)更新地方暴雨洪水手冊(cè)，對(duì)城市發(fā)展有著重要的參考意義。但由于城市建設(shè)需要，為充分發(fā)揮水資源在城市生態(tài)建設(shè)中的作用，打造城市沿河經(jīng)濟(jì)帶，根據(jù)城市及水資源規(guī)劃，需新建內(nèi)河或拓寬原有郊區(qū)水渠、小溪，由于水文資料不夠完善或短缺，不利于規(guī)劃和建設(shè)。

2）地表徑流水環(huán)境分析

城市地表徑流始終遵循由高處往低處流的規(guī)律，初始徑流集水面積的統(tǒng)計(jì)也圍繞著分水線，地表徑流匯集時(shí)間也遵從自然規(guī)律，但隨著城市建設(shè)，地表逐步被硬化處理、地表分水線不斷發(fā)生變化，雨水收集和排放基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，局部片區(qū)地表徑流為緩解排水壓力或受限于地理位置，根據(jù)城市排水規(guī)劃人為的調(diào)節(jié)由低地勢(shì)向高地勢(shì)區(qū)提升或修建撇洪措施排放的情況，雨水收集和城市統(tǒng)籌調(diào)度排放更趨于集中化，要求在城市地下排水管網(wǎng)的建設(shè)和城市內(nèi)河的建設(shè)中，需考慮該因素所造成的影響并采取處理措施。

3 當(dāng)前城市水系水特性分析及常見水安全問題

1）城市水系水特性分析

目前，根據(jù)中央政策和要求，我國(guó)大部分地區(qū)及城市大力推進(jìn)水生態(tài)環(huán)境建設(shè)，加速流域綜合治理，進(jìn)行中水回用，突出水資源管理，部分區(qū)域水資源管理機(jī)制較為完善，水資源經(jīng)過處理后利用率明顯提高，水安全保障能力也得到有力保障，區(qū)域水系構(gòu)建初具規(guī)模，具有一定調(diào)節(jié)能力，但這也加速了城市污水、雨水收集及排放速度，縮短了地表徑流時(shí)間，在雨污未分流、截流的情況下，涉河溢流排口越多，城市水系負(fù)荷短期內(nèi)會(huì)有明顯增大，如水系調(diào)控能力不足，導(dǎo)致在中下游段會(huì)出現(xiàn)暴漲暴跌的洪水特性。

2）常見水安全問題

一方面由于城市內(nèi)河的局部段行洪能力有限，如行洪斷面不足、規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)較低、受已建跨河橋梁影響，另外一方面由于城市污水管網(wǎng)、雨水管網(wǎng)系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，城市人口日益增多，用水率不斷提高，污水和雨水收集及排放體積增大、時(shí)間縮短且越來越集中，如地下排水管網(wǎng)和河道調(diào)節(jié)能力不足，超負(fù)荷的雨污混合水排放至城市內(nèi)河，將出現(xiàn)低重現(xiàn)期降雨量超設(shè)計(jì)洪水位的情況，出現(xiàn)管網(wǎng)滿負(fù)荷涌水從而誘發(fā)常見的城市內(nèi)澇，造成部分建筑地下室和交通道路被淹沒，交通阻塞甚至短期癱瘓，造成人身安全問題和經(jīng)濟(jì)損失。

4 對(duì) 策

1）強(qiáng)化流域水資源統(tǒng)籌管理，頂層設(shè)計(jì)

我國(guó)河流和地下排水管網(wǎng)具有延伸長(zhǎng)、集水面積廣的特點(diǎn)，可能存在跨越多個(gè)行政區(qū)的情況，并涉及多專業(yè)多部門統(tǒng)籌，在河道和地下排水管網(wǎng)的規(guī)劃管理方面已經(jīng)形成有效的管理機(jī)制，并有專門的行政管理單位負(fù)責(zé)審批管理，逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水的有效處理和對(duì)水資源的保護(hù)和合理開發(fā)利用。城市建設(shè)高速發(fā)展，對(duì)城市水系水安全提出了更高的要求，因此需要專門的排水管理單位和河道流域管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行全流域統(tǒng)籌規(guī)劃，找準(zhǔn)定位，逐梯級(jí)、分階段均衡投入興建水安全基礎(chǔ)設(shè)施，并逐步完成清障，加強(qiáng)維護(hù)，完成頂層設(shè)計(jì)。

2）堅(jiān)持問題導(dǎo)向，科學(xué)治理

筆者認(rèn)為目前城市水系水安全問題主要是要解決內(nèi)澇問題，由于水系中下游水位迅速上漲，過水截面有限，雨污未完全分流，水位上漲超過截污堰高程排入河道，由于河道局部段行洪能力不足，水位上漲，容易產(chǎn)生河水倒灌至雨污合流管或末端關(guān)閉，當(dāng)超過現(xiàn)有雨污管道截流倍數(shù)，中下游段地下排水管網(wǎng)管道內(nèi)水量滿負(fù)荷，此時(shí)會(huì)由原來的重力流轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫α鳎?dāng)管道內(nèi)水壓持續(xù)增加，會(huì)從各個(gè)檢查井及通道涌流，冒出地面，形成內(nèi)澇。因此，要解決內(nèi)澇問題，在提升河道行洪能力的同時(shí)需因地制宜實(shí)施雨污分流。

3）充分利用現(xiàn)有水利設(shè)施和技術(shù)進(jìn)行調(diào)峰、錯(cuò)峰

當(dāng)前城市建設(shè)和水系設(shè)施日趨完善，公園和濕地的有機(jī)結(jié)合、地下調(diào)蓄池的建設(shè)，地下排水管網(wǎng)容積的增加，引水、撇洪工程興建，河道的拓寬等為城市水安全提供了有力保障，但局地受地理?xiàng)l件限制或跨河建構(gòu)筑物的影響，河道出現(xiàn)“卡脖子”情況，一定程度上制約著河道的行洪能力。在河道行洪能力特定、水安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)周期長(zhǎng)的條件下，一方面應(yīng)充分利用水文氣象手段提前預(yù)報(bào)，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)峰、錯(cuò)峰贏得時(shí)間和提供依據(jù)，另外一方面要充分發(fā)揮城市水系的作用，在洪水來臨時(shí)提前統(tǒng)籌放空容積，包括河壩、小區(qū)人工湖及水系、各公園水系、調(diào)蓄池、生態(tài)池等，增加蓄水能力，實(shí)現(xiàn)調(diào)峰措施，確保城市水安全。

4）深層挖掘城市水系滲、蓄、滯水的潛力

城市水系在過水?dāng)嗝嫔掀毡槭芟抻诘乩砦恢煤椭苓叚h(huán)境，其地表拓寬潛力有限，為緩解河道行洪壓力，筆者主要從滲、蓄、滯、排方面進(jìn)行分析，并借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為我國(guó)在延長(zhǎng)集水時(shí)間、增大地下蓄水空間方面還有很大潛力可挖掘，一是在城市建設(shè)中可研發(fā)地下透水和滯水措施，二是研究城市建筑蓄水、滯水措施或濕地公園，三是興建地下蓄水池設(shè)施等，目的是實(shí)現(xiàn)洪峰可調(diào)節(jié)，緩解城市內(nèi)河行洪壓力，還可以形成水景濕地、城市水資源補(bǔ)給再利用。

5）健全智慧水務(wù)管理系統(tǒng)，一統(tǒng)城市水系

對(duì)水資源的有效管理是全世界人民共同研究的一個(gè)重要方向，我國(guó)大部分大中型城市已經(jīng)對(duì)主要水系建立智慧水務(wù)管理系統(tǒng)，充分利用科學(xué)技術(shù)進(jìn)行水資源管理，在地下水系統(tǒng)調(diào)查收集數(shù)據(jù)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人操作，但智慧水務(wù)管理系統(tǒng)的建立健全需要統(tǒng)籌集中多部門數(shù)據(jù)信息，科學(xué)分析，合理利用，并普及到全流域水系的管理中。當(dāng)前如能從水系初始收集階段開始到末端排放全流程實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)、水量、流速、水位、壓力的精準(zhǔn)監(jiān)控，利用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)“江、河、湖、網(wǎng)”全流域水系智能管理，能有效化解城市地下排水管網(wǎng)和城市內(nèi)河的矛盾，在很大程度上為城市水安全提供強(qiáng)力保障。