蔣國民,于詢鵬,李克
(1.濟(jì)南市水文局,濟(jì)南 250014;2.青島市水文局,山東 青島 266000)
濟(jì)南屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,冬暖夏熱,雨量集中。全市多年平均降水量638mm,汛期(6~9月)占全年75%,是全國重點(diǎn)防洪城市。近年來,隨著濟(jì)南城市化進(jìn)程的發(fā)展,城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在隨之改變,對(duì)城市原有的排洪體系產(chǎn)生了一定的影響,引發(fā)城市內(nèi)澇問題的出現(xiàn),影響到城市交通正常運(yùn)行,甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。城市內(nèi)澇問題已經(jīng)成為當(dāng)前我國城市發(fā)展中面臨的共同問題。在城市內(nèi)澇的治理中,必須對(duì)內(nèi)澇產(chǎn)生的原因加以分析,從而才能更好地采取針對(duì)性的解決措施。
內(nèi)澇災(zāi)害的出現(xiàn),是伴隨著城市化發(fā)展不斷凸顯出來的,城市化發(fā)展帶來了地表徑流系數(shù)變化、洪峰數(shù)量變化等。城市化災(zāi)害原因主要體現(xiàn)在以下3方面。
2.1.1 氣候變化
城市化發(fā)展中,高層建筑不斷增多,盛夏季節(jié)建筑物空調(diào)使用頻繁,汽車尾氣增加,城市上空形成熱氣流,容易形成降雨,降雨量和強(qiáng)度從郊區(qū)往城中心地區(qū)逐漸增強(qiáng),出現(xiàn)雨島效應(yīng)。隨著城市化進(jìn)程的加快,城市水文效應(yīng)越來越顯著,城市水問題越來越突出,濟(jì)南“07.7.18”特大暴雨洪水就造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的慘痛教訓(xùn)。
2.1.2 城市下墊面的改變
城市建設(shè)發(fā)展,地面硬化面積不斷增多,城市綠地面積受到影響,吸納雨水的地方越來越小,城市雨水需要排水系統(tǒng)才能排出,最終產(chǎn)生地面徑流系數(shù)不斷增加的問題。
2.1.3 排水系統(tǒng)管理維護(hù)相對(duì)滯后
在一些濟(jì)南城區(qū)的發(fā)展規(guī)劃中,開始未被納入到排水區(qū)域的面積增大了匯水面積,給整個(gè)城市排水系統(tǒng)帶來了更大的壓力,且建成后的排水系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)垃圾積累,城市管道、道路施工改造等過程中,也容易對(duì)原有的排水系統(tǒng)產(chǎn)生破壞力,后期的排水管道管理與維護(hù)工作相對(duì)滯后,加重了城市局部內(nèi)澇問題[1]。
濟(jì)南地勢(shì)南高北低一面坡,南北高差120m,特殊的地形地貌,獨(dú)特的馬路行洪,由于雨量多集中汛期,易形成山洪內(nèi)澇,隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),很多地勢(shì)相對(duì)較低的地區(qū)也成為城市建設(shè)的一部分,在城市規(guī)劃和建設(shè)中,如果不考慮低洼地區(qū)排水問題的特殊性,遇到降雨量較多的季節(jié),積水現(xiàn)象更加嚴(yán)重。同時(shí),城市社區(qū)排水系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,各社區(qū)各自為政,忽視了整體性防洪排澇體系的完善,一些原有的排水設(shè)施相對(duì)破損,有的老社區(qū)甚至沒有完善的排水管,而原有的排水管道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)存在差異,加上城市工程施工的影響,難以對(duì)整體的排水排洪系統(tǒng)加以整體統(tǒng)一的規(guī)劃,很多排水管無法承擔(dān)市政排水功能,最終引發(fā)內(nèi)澇。
城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和城市人口的增加,一些城市會(huì)出現(xiàn)水資源緊張的問題,會(huì)采取開采地下水的方法緩解城市水資源短缺的問題,長期開采地下水,會(huì)使得城市地下水位不斷下降,嚴(yán)重的會(huì)影響到城市地面沉降和塌陷以及城市的防洪和蓄水能力,地面沉降又會(huì)導(dǎo)致城市地表水難以排除,加劇了城市內(nèi)澇。
城市河流對(duì)城市排洪能力有嚴(yán)重的影響,忽視城市河流系統(tǒng)治理,會(huì)削弱整個(gè)排洪能力,城市化建設(shè)中,河堤周邊的設(shè)施建設(shè)較多,很多城市發(fā)展中,對(duì)河道排水?dāng)嗝嫒鄙倏茖W(xué)的防洪計(jì)算,存在排洪能力不足問題,此外,也存在亂占河道等問題,影響到河道的清理和改造。
新的發(fā)展階段,要結(jié)合城市發(fā)展現(xiàn)狀,了解城市內(nèi)澇形成原因,借助現(xiàn)代信息技術(shù)和手段,重視城市內(nèi)澇的預(yù)防和治理,減少對(duì)城市發(fā)展的影響。
城市內(nèi)澇一旦形成,所帶來的損失較為嚴(yán)重,如果在形成后采取治理,其破壞力已經(jīng)產(chǎn)生,因此,要注重做好內(nèi)澇預(yù)防工作,積極建立城市暴雨內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,重視城市內(nèi)澇應(yīng)急防御工作,才能更好地發(fā)揮其作用。新時(shí)期,可以借助GIS技術(shù)等,了解城市建設(shè)的現(xiàn)狀,建立排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,并對(duì)數(shù)據(jù)庫加以實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦有內(nèi)澇問題征兆,迅速找到問題所在,了解根源,加以處理。要充分發(fā)揮GIS技術(shù)、RS技術(shù),對(duì)城市不同等級(jí)暴雨下城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)加以模擬,地表徑流、管內(nèi)徑流等模擬,提前處理好容易浸水的地區(qū),建立雨水蓄水池,科學(xué)分析城市積水的原因,為后期排水系統(tǒng)建設(shè)和管理提供科學(xué)的依據(jù)[2]。
為緩解城市雨島效應(yīng),可以采用綠地建設(shè)的方式,控制徑流系數(shù)。當(dāng)前城市發(fā)展中,房產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速,很多原有的湖泊、綠地等被占用,建成了高樓大廈,而后期又忽視了雨水利用設(shè)施的建設(shè),出現(xiàn)惡性循環(huán),影響城市后期的發(fā)展。面對(duì)此種發(fā)展現(xiàn)狀,我國要結(jié)合當(dāng)前城市發(fā)展的實(shí)際狀況,在雨水利用方面制定并完善相關(guān)的法律和制度建設(shè),增加城市綠地面積。
1)要控制利用雨水洪水。內(nèi)澇問題的預(yù)防,不能僅僅停留在雨水管網(wǎng)的建設(shè)和控制上,要將整個(gè)城市的雨水看成一個(gè)系統(tǒng),提升雨洪控制利用的意識(shí)。可以借鑒國外先進(jìn)的操作模式和技術(shù)體系。如在城市人行道建設(shè)上選用滲透能力較強(qiáng)的瀝青,建筑物中建設(shè)收集雨水的設(shè)施,對(duì)收集的雨水進(jìn)行統(tǒng)一處理。此外,要重視地下隧道蓄水建設(shè),加強(qiáng)雨水淺層蓄滲技術(shù)的研究。
2)加強(qiáng)LID技術(shù)的應(yīng)用。在城市內(nèi)澇控制方面,國外有較多的管理模式和技術(shù)經(jīng)驗(yàn),LID技術(shù)主要是在源頭上控制徑流量,在水徑流量控制和水污染方面發(fā)揮著重要的作用。具體的技術(shù)應(yīng)用中,主要是控制中小降雨,緩解城市不透水面積增加最終帶來的洪峰流量增加,徑流量加大,可以采用屋頂綠化、生物滯留等措施。除此之外,海綿城市中應(yīng)用LID技術(shù),還要重視相關(guān)規(guī)范的制定。
3)要注重深層隧道排水工作。出現(xiàn)淺層排水難以解決內(nèi)澇問題,要提升整個(gè)城市的內(nèi)澇防治能力,可以結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的排水項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn),樹立前瞻性的眼光,重視深層隧道排水系統(tǒng)的實(shí)用性和安全性,深層隧道排水與常規(guī)排水系統(tǒng)建設(shè)不同,管道覆土更深,流量也更大,對(duì)地面的影響較小等,符合城市建設(shè)發(fā)展的方向。
要對(duì)排水系統(tǒng)加以優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)雨水和污水分流,一方面減輕污水處理工作,降低防洪排澇壓力,另一方面加強(qiáng)雨水的回收和利用,要重視提升排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),提升下水管道的疏通能力。做好排水管道的優(yōu)化設(shè)計(jì),重視排水系統(tǒng)的維修和養(yǎng)護(hù),提升河道、溝渠等泄洪能力。
綜上所述,城市發(fā)展中,內(nèi)澇成為不可避免的問題,在內(nèi)澇預(yù)防和治理工作中,要結(jié)合當(dāng)前我國城市化發(fā)展的實(shí)際,了解內(nèi)澇產(chǎn)生的具體原因,并借助現(xiàn)代信息技術(shù),學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和管理模式,加強(qiáng)對(duì)海綿城市的建設(shè)研究,重視排水管道系統(tǒng)建設(shè),加強(qiáng)雨水的利用率,提升整個(gè)城市的防洪能力。