上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司总工程师、全国工程勘察设计大师 张辰
城市排水防涝系统是暴雨时保障人民生命财产与健康、社会经济稳定运行的重要基础设施。日前,住房和城乡建设部、国家发展改革委、水利部三部门联合印发了《“十四五”城市排水防涝体系建设行动计划》,结合近年来相关城市排水防涝的经验教训,明确了重点问题的改进方向和要求,为推进城市排水防涝系统高质量建设助力。
行动计划是对实施意见的细化
2021年4月,国务院办公厅印发了《关于加强城市内涝治理的实施意见》,针对消除全国新老城区内涝现象,提出2025年工作目标和2035年总体要求。行动计划体现了实施意见中“三个统筹”和系统解决城市内涝问题的指导思想,在总结经验教训的基础上细化了“十四五”内涝治理工作的具体方向和重点内容。例如,在聚焦排水防涝设施、防洪工程设施、自然调蓄空间和排水防涝应急管理能力四个方面一一列出隐患排查要点,突出了摸清家底的重要性;为应急处置体系的建立划出重点,突出了增强应对超过内涝防治设计重现期降雨韧性的重要性;细化了每项工作的牵头部门和配合部门的责任分工,体现了排水防涝中多部门的协作和责权统一。这些细化的内容接地气、操作性强,为支撑实施意见的目标实现奠定了基础。
突出城市防洪排涝设施薄弱环节排查的重要性
全面摸清、系统认知城市排水防涝工程体系现状是开展内涝治理的关键。
一是提高了排查的深度。行动计划首次提出设施能力的分析和评估,要分析“河道排涝与管渠排水能力衔接匹配”,要按排水分区评估“城市排水防涝设施可应对降雨量”。对近期无法整改的设施采取临时防护和应急措施,对不同排水分区的不同强度降雨编制分层级的应急预案,把内涝防治的资金用在刀刃上。
二是加大了排查的广度。除了城市排水防涝设施,行动计划还要求对城市防洪工程设施、城市自然调蓄空间和城市排水防涝应急管理能力进行排查,分析河道行洪能力,研判山洪、风暴潮等灾害风险,避免因流域洪水或山洪造成外河水位上涨,对城镇排水防涝系统产生顶托甚至倒灌,从而导致城市严重内涝。
三是提升了排查的精度。行动计划中还明晰了对城市排水防涝应急管理能力的排查要求,特别强调排查城市供水供气等生命线工程、车库、建筑小区地下空间、各类下穿通道、地铁、变配电站、通信基站、医院、学校、养老院等重点区域或薄弱地区防汛安全隐患和应急抢险装备物资布设情况。
系统建设排水防涝工程体系,补齐设施短板
城市排水防涝工程体系是一项系统工程,涵盖从雨水径流的产生到末端排放的全过程控制。其中雨水管渠设施应对短历时强降雨的大概率事件,承担雨水的转输、调蓄和排放,保证在设计降雨强度下地面不出现积水。目前我国设计标准与国际标准基本接轨,但已建成区雨水管渠提标改造困难诸多。因此行动计划提出:一是要求保证设施原有的排水能力,加强管网的清疏养护,避免设施功能性缺陷;禁止封堵雨水排口,避免设施功能丧失;严格限制人为壅高内河水位,避免下游顶托排水不畅。二是要求因地制宜提高设施排水能力,按照国家标准改造或增设泵站,提高自排不畅的雨水系统以及立交桥区、下穿通道等易涝点的排水能力。
在健全排水防涝工程体系基础上,行动计划提出要建立城市排水防涝专业化运维队伍,加强资金保障。因地制宜推行“站、网、河(湖)一体”运营管理模式,鼓励将专业运行维护监管延伸至居住社区“最后一公里”,解决居住小区内雨水管网无人维护无人管理的痛点问题。建立市政排水管网地理信息系统(GIS),实行动态更新,满足日常管理应急抢险等功能需要。
加快构建城市防洪和排涝统筹体系,注重规划引领
外洪进城、河湖水位过高都会影响城市排涝能力,因此行动计划提出加快构建城市防洪和排涝统筹体系,实施防洪提升工程、强化内涝风险研判、实施城市雨洪调蓄利用工程、加强城市竖向设计和实施洪涝“联排联调”。
一是要做好防洪与排涝设施能力的统筹。在流域(区域)防洪规划、城镇总体规划和城市防洪规划的基础上,应注重洪、涝、潮灾害统筹治理、注重同一流域不同区域的统筹治理,充分考虑流域沿线城镇排涝除险能力,以确定合理的设计洪峰流量、时段洪量和洪水过程线,为洪水流经城镇提供排水防涝规划的边界条件。还要加强防洪工程建设,确保流域洪水位低于防洪标准时,外洪不入城。
二是要做好洪涝风险预判的统筹。在编制城市内涝风险图时,应结合气候变化和暴雨时空分布变化特征分析,及时修订城市暴雨强度公式。应确定不同洪水风险和城市内涝风险的对应关系,根据不同的外洪水位启动城市内涝风险响应。易受外洪影响的城市,应编制城镇洪涝风险图,相关评估成果可作为城镇空间规划和排水防涝规划的编制依据。还可以参考国外经验,积极探索政府基本保障和商业保险相结合的洪涝灾害风险分担机制。
三是要做好空间布局的统筹。加强城市排水防涝与流域防洪规划空间分配和竖向设计的统筹。在空间分配上,要保护并修复城市及其周边的河湖水系和生态空间,逐步恢复因历史原因封盖、填埋的天然排水沟、河道等,增加雨水自然积存、就地消纳的洪涝蓄滞空间。在竖向设计上,要加强城市雨水管网与城市内外河湖之间水位标高和过流能力的衔接;通过构建“高水高排、低水低排”的排涝通道,优化调整现状低洼地的排水分区;合理确定新建地块的竖向高程,避免无序开发形成新的积水点。
四是要做好洪涝“联排联调”。要健全流域联防联控机制,加强对降雨统计、气象预报、降雨产汇流、河湖水位等重要水文特征和数据的信息共享,统筹防洪大局和城市安全,依法依规有序实施城市排涝、河道预降水位。
重排查 补短板 强规划 增韧性
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上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司总工程师、全国工程勘察设计大师 张辰
城市排水防涝系统是暴雨时保障人民生命财产与健康、社会经济稳定运行的重要基础设施。日前,住房和城乡建设部、国家发展改革委、水利部三部门联合印发了《“十四五”城市排水防涝体系建设行动计划》,结合近年来相关城市排水防涝的经验教训,明确了重点问题的改进方向和要求,为推进城市排水防涝系统高质量建设助力。
行动计划是对实施意见的细化
2021年4月,国务院办公厅印发了《关于加强城市内涝治理的实施意见》,针对消除全国新老城区内涝现象,提出2025年工作目标和2035年总体要求。行动计划体现了实施意见中“三个统筹”和系统解决城市内涝问题的指导思想,在总结经验教训的基础上细化了“十四五”内涝治理工作的具体方向和重点内容。例如,在聚焦排水防涝设施、防洪工程设施、自然调蓄空间和排水防涝应急管理能力四个方面一一列出隐患排查要点,突出了摸清家底的重要性;为应急处置体系的建立划出重点,突出了增强应对超过内涝防治设计重现期降雨韧性的重要性;细化了每项工作的牵头部门和配合部门的责任分工,体现了排水防涝中多部门的协作和责权统一。这些细化的内容接地气、操作性强,为支撑实施意见的目标实现奠定了基础。
突出城市防洪排涝设施薄弱环节排查的重要性
全面摸清、系统认知城市排水防涝工程体系现状是开展内涝治理的关键。
一是提高了排查的深度。行动计划首次提出设施能力的分析和评估,要分析“河道排涝与管渠排水能力衔接匹配”,要按排水分区评估“城市排水防涝设施可应对降雨量”。对近期无法整改的设施采取临时防护和应急措施,对不同排水分区的不同强度降雨编制分层级的应急预案,把内涝防治的资金用在刀刃上。
二是加大了排查的广度。除了城市排水防涝设施,行动计划还要求对城市防洪工程设施、城市自然调蓄空间和城市排水防涝应急管理能力进行排查,分析河道行洪能力,研判山洪、风暴潮等灾害风险,避免因流域洪水或山洪造成外河水位上涨,对城镇排水防涝系统产生顶托甚至倒灌,从而导致城市严重内涝。
三是提升了排查的精度。行动计划中还明晰了对城市排水防涝应急管理能力的排查要求,特别强调排查城市供水供气等生命线工程、车库、建筑小区地下空间、各类下穿通道、地铁、变配电站、通信基站、医院、学校、养老院等重点区域或薄弱地区防汛安全隐患和应急抢险装备物资布设情况。
系统建设排水防涝工程体系,补齐设施短板
城市排水防涝工程体系是一项系统工程,涵盖从雨水径流的产生到末端排放的全过程控制。其中雨水管渠设施应对短历时强降雨的大概率事件,承担雨水的转输、调蓄和排放,保证在设计降雨强度下地面不出现积水。目前我国设计标准与国际标准基本接轨,但已建成区雨水管渠提标改造困难诸多。因此行动计划提出:一是要求保证设施原有的排水能力,加强管网的清疏养护,避免设施功能性缺陷;禁止封堵雨水排口,避免设施功能丧失;严格限制人为壅高内河水位,避免下游顶托排水不畅。二是要求因地制宜提高设施排水能力,按照国家标准改造或增设泵站,提高自排不畅的雨水系统以及立交桥区、下穿通道等易涝点的排水能力。
在健全排水防涝工程体系基础上,行动计划提出要建立城市排水防涝专业化运维队伍,加强资金保障。因地制宜推行“站、网、河(湖)一体”运营管理模式,鼓励将专业运行维护监管延伸至居住社区“最后一公里”,解决居住小区内雨水管网无人维护无人管理的痛点问题。建立市政排水管网地理信息系统(GIS),实行动态更新,满足日常管理应急抢险等功能需要。
加快构建城市防洪和排涝统筹体系,注重规划引领
外洪进城、河湖水位过高都会影响城市排涝能力,因此行动计划提出加快构建城市防洪和排涝统筹体系,实施防洪提升工程、强化内涝风险研判、实施城市雨洪调蓄利用工程、加强城市竖向设计和实施洪涝“联排联调”。
一是要做好防洪与排涝设施能力的统筹。在流域(区域)防洪规划、城镇总体规划和城市防洪规划的基础上,应注重洪、涝、潮灾害统筹治理、注重同一流域不同区域的统筹治理,充分考虑流域沿线城镇排涝除险能力,以确定合理的设计洪峰流量、时段洪量和洪水过程线,为洪水流经城镇提供排水防涝规划的边界条件。还要加强防洪工程建设,确保流域洪水位低于防洪标准时,外洪不入城。
二是要做好洪涝风险预判的统筹。在编制城市内涝风险图时,应结合气候变化和暴雨时空分布变化特征分析,及时修订城市暴雨强度公式。应确定不同洪水风险和城市内涝风险的对应关系,根据不同的外洪水位启动城市内涝风险响应。易受外洪影响的城市,应编制城镇洪涝风险图,相关评估成果可作为城镇空间规划和排水防涝规划的编制依据。还可以参考国外经验,积极探索政府基本保障和商业保险相结合的洪涝灾害风险分担机制。
三是要做好空间布局的统筹。加强城市排水防涝与流域防洪规划空间分配和竖向设计的统筹。在空间分配上,要保护并修复城市及其周边的河湖水系和生态空间,逐步恢复因历史原因封盖、填埋的天然排水沟、河道等,增加雨水自然积存、就地消纳的洪涝蓄滞空间。在竖向设计上,要加强城市雨水管网与城市内外河湖之间水位标高和过流能力的衔接;通过构建“高水高排、低水低排”的排涝通道,优化调整现状低洼地的排水分区;合理确定新建地块的竖向高程,避免无序开发形成新的积水点。
四是要做好洪涝“联排联调”。要健全流域联防联控机制,加强对降雨统计、气象预报、降雨产汇流、河湖水位等重要水文特征和数据的信息共享,统筹防洪大局和城市安全,依法依规有序实施城市排涝、河道预降水位。
完善城市内涝应急处置体系,增强城市韧性
严重的城市内涝会引发交通中断、基站通信中断、二次供水中断等事故,严重影响居民的正常生活。面对全球气候变化、极端强降雨频发的挑战,行动计划提出实施应急处置能力提升工程、重要设施设备防护工程和基层管理人员能力提升工程,完善城市内涝应急处置体系,提升城市应对超标降雨的韧性,筑牢人民生命财产安全和城市防汛运行安全底线。
应急处置能力提升方面,要求建立城市洪涝风险分析评估机制,提升暴雨洪涝预报预警能力,强化重大气象灾害应急联动机制,完善综合和专项应急预案。随着技术的发展,气象暴雨预报精度越来越高,各级气象部门可根据本地实际情况,将1小时雨强纳入暴雨预警,实现和雨水管渠设计重现期标准的衔接。城市排水防涝工作也需要相应地完善应对短历时强降水应急方案,提高规范性和针对性。
重要设施设备方面,要求加强配备移动泵车、“龙吸水”排水抢险车等专业抢险设备,在地下空间出入口、下穿通道及地铁出入口等生命线工程和重点防涝区域设置应急挡水防淹设施设备。
此外,在基层管理人员能力提升方面,要求加强对基础设施运营单位和社区、物业基层管理的指导培训,提升其应急处置能力。同时增强公众防灾避险意识和自救互救能力,做到突发应对事件临危不乱、有章可循。
城市排水防涝工程是系统工程,需要伴随城市化发展持续推动,解决内涝问题不能一蹴而就。行动计划指导我们用5年的时间,用系统和精准的措施,让老百姓有获得感和幸福感。在这个基础之上,还要久久为功,持续加强城市建设的系统性、整体性和协调性,不断提升城市防洪排涝能力。
摘自 《中国建设报》 2022.05.30
统筹城市防洪与排涝 系统提升城市洪涝灾害应对能力
新闻来源:中国建设报
中规院(北京)规划设计有限公司生态市政院院长、教授级高级工程师 王家卓
近日,住房和城乡建设部等部门联合印发了《“十四五”城市排水防涝体系建设行动计划》,明确提出要加强排水防涝工程体系、洪涝统筹体系和城市内涝应急处置体系建设。其中,科学推进洪涝统筹体系建设,对于整体提升我国城市内涝治理水平十分关键。
一、加强洪涝统筹体系建设十分必要
1.洪涝相互联系,在一定条件下可以相互转化。
洪水和内涝虽然有区别,但是二者都是由降雨引发的(除上游融雪等少数情况外),在一定条件下可以相互转化。比如,发生在某一个区域的降雨,每个城市如果都“以排为主”,就会出现因上游排涝而加剧下游洪水灾害的风险。如果城市上游来水持续高水位,在城市遭遇强降雨时,可能会出现因洪水顶托而造成排水困难的现象,加剧城市内涝。
2.洪涝不统筹会导致很多问题。
一是防洪不考虑排水防涝,导致排涝困难,加剧内涝。不少城市在城市防洪时都不断加高防洪堤,这虽然提高了城市防洪能力,但是也壅高了水位,导致城市内部遭遇强降雨时,只能依靠泵站排水,排涝难度加大,加剧城市内涝。
二是排涝时不考虑较高洪水位的制约,导致外洪通过排涝通道或者排水管网倒灌入城。一些城市在建设内部的排涝通道和排水管渠时,没有与所排入的防洪河道在水位方面做好衔接,在这些防洪河道处于高水位时,城市会排涝困难,甚至出现洪水倒灌入城的现象。
三是一些水库泄洪时机把握不好,暴雨时泄洪,导致下游地区雪上加霜,加剧内涝。近年来,暴雨来临时,一些城市在下游河道几乎快要满槽、城市内部排水已经出现困难的情况下,为了保障水库安全不得不在暴雨期间泄洪。这种由于调度方面的洪涝不统筹,可能成为“压死骆驼的最后一根稻草”,造成下游地区雪上加霜,洪涝加剧。
二、加强洪涝统筹体系建设的路径与内容
1.加快实施防洪提升工程。
一是加强堤防建设,并考虑与城市建设相统筹。根据城市防洪规划确定的标准,科学推进城市主要河湖的堤防建设,确保设防标准以内的洪水不入城。在确定防洪堤的位置、标高和断面形式时,要考虑城市建设的需要,与城市整体景观风貌相统筹协调。
二是给水以空间,建设洪涝韧性城市。在考虑城市河道防洪能力提升时,应该优先考虑拓展河道滨水空间,结合生态修复,建设“旱天有景观,大雨保安全,旱涝两相宜”的韧性河道。
2.排水防涝与防洪要相互衔接。
一是城市排水防涝要综合施策,不能以排为主。要按照海绵城市的理念,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种措施,尽可能减少峰值外排流量,降低对下游城市的影响。要提高城市内部调蓄能力,先蓄后排,多蓄缓排,蓄排结合,最大限度减小下游城市的防洪压力。
二是城市排水防涝要考虑防洪时高水位的影响,确保排得出、不倒灌。城市在编制排水防涝规划和相关工程设计时,要主动考虑防洪时高水位的影响,不能视而不见,必要时要增设泵站强排,并根据需要采取防倒灌措施。
三是城市防洪要考虑对排水防涝的影响,尽可能减少顶托。通过建设蓄滞洪区,充分利用水库调度削峰等方式降低洪水的峰值流量,给河道以足够的空间,降低洪水水位。
3.建立洪涝耦合模型,系统识别城市内涝风险。
洪涝统筹治理的重要措施之一就是要建立洪涝耦合的模型,在给定的设计暴雨下,在考虑洪涝相互影响相互作用的情况下,分析出暴雨导致内涝情况。
一是加强暴雨规律研究,及时修订暴雨强度公式。暴雨强度公式是城市排水防涝中一些工程设计的基本依据。随着气候变化,一些地区的降雨规律也发生了明显变化,要及时修订暴雨强度公式,反映出这些变化和特征。
二是研究确定长短历时设计暴雨。按照住房和城乡建设部和中国气象局联合发布的《关于做好暴雨强度公式修订有关工作的通知》和《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,研究确定长短历时的设计暴雨。
三是积极开展可能最大降雨(PMP)研究。学习东京等城市的经验,确定一个城市可能出现的最极端的降雨,通过模型分析这种降雨条件下的淹没情况。
四是搭建内涝模型,明确边界条件,识别城市洪涝风险。建立河道、管网和地表耦合模型,明确洪水位、潮水位,加强模型参数的率定和验证,对关键参数进行调试,科学识别城市内涝风险。
4.加强调蓄,削减洪涝峰值流量。
对洪涝的调蓄有利于降低其峰值流量,这对于应对高重现期下的洪涝灾害十分重要。
一是要明确不同调蓄类型选取和建设的优先级顺序。综合考虑空间需求、建设成本等因素,要坚持“先自然后人工,先地上后地下,先浅层后深层,先兼用后专用”的原则,集中与分散相结合,因地制宜建设调蓄设施,提高防洪排涝能力。
二是严格保护并充分利用蓄滞洪区。按照防洪规划,严格落实蓄滞洪区建设和管控要求,不增加在蓄滞洪区内的建设量,对现存的应逐步疏解。严格保护蓄滞洪区,不去动调减、占用蓄滞洪区这些“歪脑筋”。
三是在城市规划建设中要充分考虑调蓄的空间需求。城市在规划建设中要主动为水寻找调蓄空间,加强对河湖水系、坑塘湿地的保护。结合城市更新,在低洼地、历史严重内涝点等位置,加强“留白增绿”,增加调蓄能力。
四是合理布局并充分利用蓝绿空间进行调蓄。加强对低洼地的保护,优先将其作为公园、湿地或者其他蓝绿空间使用。在保障安全的前提下,适当承担周边城市建设用地的“客水”的调蓄功能。
五是加强设计,将广场、运动场等作为“兼职”调蓄空间。通过合理设计,利用广场、运动场等这些空间,发挥“兼职”“临时”的调蓄作用。通过竖向优化、“耐淹”设计和加强管理,确保暴雨时能够临时发挥调蓄作用。
六是根据需要因地制宜建设地下调蓄池(管)。根据需要在部分低洼地区建设专用地下调蓄池。在一些地下空间受限、无法建设调蓄池的地方,因地制宜建设大口径的“调蓄管”。
七是严格论证慎重选择深层隧道调蓄空间。在上述措施都用尽的基础上,经过分析计算确有必要的,可以考虑深层的隧道调蓄空间,但要明确其功能,严格论证,避免盲目追求大工程。
5.加强城市竖向设计,构建有利于防洪排涝的竖向格局。
一是科学编制道路和场地竖向规划。合理确定每块场地和道路标高,构建“高低有序,高处能排,低处能蓄”的竖向格局,并和蓝绿空间布局做好衔接。
二是严格管控竖向。竖向规划一旦经过专家评审和批复,应得到严格执行和落实,既不能擅自降低标高,也不能擅自抬高标高。
三是合理确定场地内部竖向,科学组织雨水汇流路径。合理设计场地内部竖向标高,避免出现局部低洼地。合理组织雨水径流,雨水口的布设要和竖向标高充分衔接。
四是优化重要设施局部竖向设计。对于重点需要防范内涝风险的场所(尤其是地下空间)的关键位置,比如地下室出入口、地铁出入口和通风口等,要加强、优化竖向设计,既要起到减少汇水区域的作用,也要挡水防止积水灌入。
五是对现在因竖向问题导致的内涝要加强综合治理。要综合采取“挡、截、蓄、排”相结合的方式,综合治理地势低洼处的内涝积水。
6.积极推进洪涝联排联调。
一是搭建洪涝统筹的调度平台。在城市内涝模型的基础上,耦合城市洪水模型,搭建好洪涝统筹的调度平台。
二是要建立联排联调的工作机制。加强流域上下游在雨情、水情和调度方面的信息共享,建立机制。
三是积极探索洪涝联排联调的工作模式和调度方法。要统筹水资源利用和防灾减灾,优化水库的调度,最大限度减少暴雨期间泄洪。对一些承担调蓄功能的湖泊,要在降雨前及时腾出调蓄能力。提前将承担排涝功能的河道水位预降到位。根据雨情、水情适时调整调度方案。
摘自 《中国建设报》 2022.05.31 宗边
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