重慶主城區地下空間利用之深層排水隧道規劃探討

劉婷

（重慶市規劃設計研究院，重慶 400020）

0 引言

近年來，隨著城鎮化進程的加快，城市地面硬化比例不斷提高，國內多個城市發生了不同程度的內澇災害。以重慶為例，根據相關統計，重慶城區近十年遭遇了三次嚴重內澇，即2007年7.17、2009年8.4、2013年6.9等強降水事件， 城市積水嚴重，造成交通癱瘓，人民的生命財產面臨著極大的威脅。

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，現有城市排水能力薄弱，當遭遇超過其排水系統能力應對的暴雨天氣時，極易引發內澇災害，傳統城市排水系統面臨著嚴峻的考驗。

1 國內外內澇防治之深層排水隧道發展及應用

目前，國內大多城市防治內澇災害的重點主要放在提高雨水管網的設計標準上，在易積水區域和重要區域增設泵站、建設調蓄池等。對于已建老舊城區，單憑通過管道清淤改造，容易造成“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的被動局面，難以對城市內澇實現有效控制。

利用地下深層空間建設大型排水隧道來解決排水問題成為國外許多發達城市的選擇。深層排水隧道(簡稱“深隧”)是有別于傳統排水管渠的淺層地下排水工程，埋設在深層地下空間（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、合流調蓄隧道和復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的城市，采用建設深層排水隧道有效解決城市內澇問題[1]。目前，北京和廣州已開展深層排水隧道的研究，廣州規劃在老城區建設國內首個地下40m修建“一主七副”8條深層隧道排水系統網絡，北京規劃在城市東西兩側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：一是可以提高區域的末端排水能力，降低水浸風險；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共享。

2 重慶主城區應對內澇災害的現有措施及問題分析梳理

大排水系統規劃空白。主城區現有排水規劃更多地側重于管道、泵站等小排水系統的布置，沒有大排水系統的概念。傳統的小排水管道系統一般只解決小重現期的暴雨徑流，要解決高重現期暴雨內澇問題，解決超管渠設計標準的雨水出路問題，必須構建大排水系統[2]。

暴雨強度公式修編后續標準有待完善。重慶主城區于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等問題未制定相應標準，公式修編對改善排水及提高防澇的功效無從體現[3]。

老舊城區管道提標改造實施難度大。重慶主城區在新建城區逐步推廣海綿城市建設理念，同時提高淺層排水管網設計標準，而老舊城區由于缺乏城市地下空間開發經驗與低影響開發設計理念，城市空間擁擠無序，地面建筑密集、地下管線復雜擁擠，對已建排水系統的擴建或改造，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，針對山城分散的內澇區域，整治思路應逐步轉移到綠色基礎設施的廣泛應用以及其與大排水系統的共同作用，管道提標改造并非整治內澇的核心手段。

3 主城區地下空間利用現狀及規劃概況

主城區現狀地下空間總體開發利用強度呈現明顯的級差遞減趨勢，內環以內地區地下空間強度較高，現狀地下空間大部分建設在地下20m以內，以淺層開發為主，布局有中層開發。

重慶主城區構建以軌道線網為依托，與多中心組團式城市形態相適應，點線面相結合的地下空間開發利用網絡[4]。豎向分層方面，結合地形高差，因地制宜布局地下和半地下空間，以淺層（地下0～20m）地下空間開發利用為主，并穩步向中層（地下20～40m）、深層（地下40m以下）拓展，深層開發以遠期預留預控為主。優先發展的功能主要包括交通、市政和綜合防災功能。

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”相關設施。淺層（地下0～10m），適宜布局地下人行系統、地下商業服務設施、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、地下市政設施以及人防設施。中層（地下20～40m），適宜布局城市軌道交通、人防設施。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。

圖1 主城區地下空間開發利用深度控制圖

深層隧道排水系統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的重要組成部分[5]。主城區地下空間鼓勵大深度開發預留預控，從地下空間開發、工程地質條件來看，具備建設深層隧道排水系統的本底條件和技術條件。

4 山地城市大深度開發之深層排水隧道規劃研究

圖2 主城區50年一遇內澇風險評估

圖3 主城區易澇點分布及深隧規劃圖

結合主城區歷年內澇分布情況和內澇風險評估模型的評估結果（圖2），重點分析50年一遇內澇等級為嚴重內澇和風險等級為高風險的區域，對嚴重內澇的城市密集區進行深隧系統的探索性規劃研究。

規劃在自身排水流域面積大，周邊無泄洪主通道，上游雨洪轉輸流量大，內澇風險等級為高風險的區域。內澇程度為嚴重內澇、積水深度大的城市建設密集區，研究布局6條雨洪深隧系統，分別為回興系統、梁灘系統、盤溪-溉瀾溪系統、九龍系統、南坪系統及交通學院系統 （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，東臨長江，西至南山，屬啞巴洞流域，流域面積17.6km2，建成區面積15.8km2，所屬區域屬于老重慶城密集區，排水系統修建年代久遠，除少量新建道路和居住小區有雨、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，流域內多條溪流已經被涵洞化。該流域緊鄰的南山流域，流域面積為14.5km2，建成區面積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，大部分雨量轉輸至下游啞巴洞流域，造成下游排水系統負荷加重。根據歷年內澇分布情況來看，啞巴洞流域易澇點分布較密集，且內澇風險為嚴重內澇，多為局部低洼區域。針對該系統現狀及存在的問題，提出了淺層改造方案和深層隧道系統排水方案的設想。通過在對該流域重要節點管網改造、局部低洼地增設調蓄措施的基礎上，考慮沿流域山脊線規劃雨水排放隧道，在半山區域上游攔截雨水直接排入長江，以減輕對下游城區的影響，實現高水高排（圖4）。

當然，深層隧道系統是城市密集建成區淺層排水系統的補充和提升，不能完全解決城市內澇問題，必須有與之配套的“綠色基礎設施”，利用海綿城市低影響開發減緩水力峰值，同時與局部淺層改造相結合，實現多層次多功能的分流分滯雨洪控制系統。有關研究數據表明，各類雨水設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%，地表及河湖調蓄30%，管網排出30%，深隧調蓄10%[6]。

圖4 深層隧道排水系統示意圖

5 結語

（1）對于主城區中心區域部分低洼地區頻繁受澇、排水管網改造難度大的老舊城區，采用深層隧道不失為一種解決方案，但單一的地下排水設施不能解決內澇問題，徑流源頭消減、管網薄弱環節的改造、局部低洼地調蓄和增設大排水系統設施等多種排水防澇系統互為補充，協同聯動，才能有效降低內澇風險。通過合理論證，經濟比較，因地制宜將淺層排水系統、深層隧道排水系統與其他低影響城市發展技術協同結合，實現主城區立體多層次多功能的雨洪控制系統。

（2）深層排水隧道系統斷面尺寸大，系統性強，涉及地下深層開發空間，必須與交通、綜合防災等其他功能及規劃充分對接與協調，對地下空間資源的訴求要科學合理，適度超前。

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