淺談城市內河及地下排水管網水安全

陳暘

（湖南水利水電職業技術學院，湖南 長沙 410131）

城市內河及地下排水管網在城市經濟建設中起著至關重要的保障作用，隨著城市內河沿線兩岸的建設發展，人口日益增加，人民對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、集水變為有組織排水和收集排放，雨水、污水收集時間縮短并集中排放，在這個收集和排放的過程中，如排水、泄洪能力不足，將對城市帶來不可估量的后果和損失，如地勢低洼處產生內澇，更加嚴重的后果是地勢低洼建筑或地下室被淹沒，造成交通阻塞，出現人身和財產安全問題。

人們對生存環境的要求與生存環境能否得到及時有效的改善已成為當前城市發展的主要矛盾之一，如何處理人與水的關系成為當今社會尤其是城市的聚焦點。水資源是維持自然生態環境平衡的基本要素，成規模的地表水循環系統能帶動片區經濟發展，打造水生態經濟帶，但同時也要求同步完善地表和地下排水系統基礎設施。筆者基于一個生活在高速發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，通過調查了解并溯源城市廢水和地表徑流收集及排放進行淺層思考并提出對策。

1 城市內河及地下排水管網現狀淺層調查分析

1）城市內河現狀淺層調查分析

目前，我國城市內河在城市建設中主要起著行洪、形成生態景觀帶的作用，在雨污未完全分流的情況下，在今后的一段時間內分擔雨天地下雨污合流管超負荷部分的污水處理工作。城市內河的水源補給主要來自上游、本城市片區的雨水、地下水、經處理符合排放要求的水，因此，城市內河與城市地表和地下排水管網是聯通的，并形成城市水系的主要部分。由于城市的建設具有多樣性，對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。由于城市內河形成時間較早，前期可能為城市郊區的灌溉水渠或一條小溪，逐步被開發形成一條河流，隨著城市發展，地表硬化、地下排水管網逐步完善，對雨水和污水的收集時間縮短，排放時段集中，要求城市內河同步提升行洪能力或探索降低洪峰峰值的解決方式，降低防洪度汛風險。

2）地下排水管網現狀淺層調查分析

通過調查了解，我國對于城市雨水、城市工業廢水、生活污水的處理已經建立起一套比較完善的審查、處理和排放機制，大部分城市正在逐步實現雨污分流，即雨水通過初步處理可利用或排入就近城市內河，工業廢水、生活污水在確保濃度的前提下通過地下排水管網輸送至污水處理廠集中處理，達到排放標準后排放至就近江河，地下排水管網系統逐步得到改善，排水能力增強。但隨著城市的發展，城市用水量及排水量的增加或集水面積的改變，要求現有地下排水管網排放能力必須能滿足要求或地下排水管網基礎設施建設與城市發展同步。

2 水文資料和地表徑流收集分析

1）水文資料收集分析

我國大部分地區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，部分城市或地區已形成水文數據收集及管理長效機制，并適時更新地方暴雨洪水手冊，對城市發展有著重要的參考意義。但由于城市建設需要，為充分發揮水資源在城市生態建設中的作用，打造城市沿河經濟帶，根據城市及水資源規劃，需新建內河或拓寬原有郊區水渠、小溪，由于水文資料不夠完善或短缺，不利于規劃和建設。

2）地表徑流水環境分析

城市地表徑流始終遵循由高處往低處流的規律，初始徑流集水面積的統計也圍繞著分水線，地表徑流匯集時間也遵從自然規律，但隨著城市建設，地表逐步被硬化處理、地表分水線不斷發生變化，雨水收集和排放基礎設施不斷完善，局部片區地表徑流為緩解排水壓力或受限于地理位置，根據城市排水規劃人為的調節由低地勢向高地勢區提升或修建撇洪措施排放的情況，雨水收集和城市統籌調度排放更趨于集中化，要求在城市地下排水管網的建設和城市內河的建設中，需考慮該因素所造成的影響并采取處理措施。

3 當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，根據中央政策和要求，我國大部分地區及城市大力推進水生態環境建設，加速流域綜合治理，進行中水回用，突出水資源管理，部分區域水資源管理機制較為完善，水資源經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，區域水系構建初具規模，具有一定調節能力，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，城市水系負荷短期內會有明顯增大，如水系調控能力不足，導致在中下游段會出現暴漲暴跌的洪水特性。

2）常見水安全問題

一方面由于城市內河的局部段行洪能力有限，如行洪斷面不足、規劃防洪標準較低、受已建跨河橋梁影響，另外一方面由于城市污水管網、雨水管網系統等基礎設施不斷完善，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、時間縮短且越來越集中，如地下排水管網和河道調節能力不足，超負荷的雨污混合水排放至城市內河，將出現低重現期降雨量超設計洪水位的情況，出現管網滿負荷涌水從而誘發常見的城市內澇，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濟損失。

4 對 策

1）強化流域水資源統籌管理，頂層設計

我國河流和地下排水管網具有延伸長、集水面積廣的特點，可能存在跨越多個行政區的情況，并涉及多專業多部門統籌，在河道和地下排水管網的規劃管理方面已經形成有效的管理機制，并有專門的行政管理單位負責審批管理，逐步實現了對污水的有效處理和對水資源的保護和合理開發利用。城市建設高速發展，對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構進行全流域統籌規劃，找準定位，逐梯級、分階段均衡投入興建水安全基礎設施，并逐步完成清障，加強維護，完成頂層設計。

2）堅持問題導向，科學治理

筆者認為目前城市水系水安全問題主要是要解決內澇問題，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，容易產生河水倒灌至雨污合流管或末端關閉，當超過現有雨污管道截流倍數，中下游段地下排水管網管道內水量滿負荷，此時會由原來的重力流轉變為壓力流，當管道內水壓持續增加，會從各個檢查井及通道涌流，冒出地面，形成內澇。因此，要解決內澇問題，在提升河道行洪能力的同時需因地制宜實施雨污分流。

3）充分利用現有水利設施和技術進行調峰、錯峰

當前城市建設和水系設施日趨完善，公園和濕地的有機結合、地下調蓄池的建設，地下排水管網容積的增加，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，但局地受地理條件限制或跨河建構筑物的影響，河道出現“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、水安全基礎設施建設周期長的條件下，一方面應充分利用水文氣象手段提前預報，為實現精準調峰、錯峰贏得時間和提供依據，另外一方面要充分發揮城市水系的作用，在洪水來臨時提前統籌放空容積，包括河壩、小區人工湖及水系、各公園水系、調蓄池、生態池等，增加蓄水能力，實現調峰措施，確保城市水安全。

4）深層挖掘城市水系滲、蓄、滯水的潛力

城市水系在過水斷面上普遍受限于地理位置和周邊環境，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、排方面進行分析，并借鑒國外經驗，認為我國在延長集水時間、增大地下蓄水空間方面還有很大潛力可挖掘，一是在城市建設中可研發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施等，目的是實現洪峰可調節，緩解城市內河行洪壓力，還可以形成水景濕地、城市水資源補給再利用。

5）健全智慧水務管理系統，一統城市水系

對水資源的有效管理是全世界人民共同研究的一個重要方向，我國大部分大中型城市已經對主要水系建立智慧水務管理系統，充分利用科學技術進行水資源管理，在地下水系統調查收集數據方面已經實現機器人操作，但智慧水務管理系統的建立健全需要統籌集中多部門數據信息，科學分析，合理利用，并普及到全流域水系的管理中。當前如能從水系初始收集階段開始到末端排放全流程實現對水質、水量、流速、水位、壓力的精準監控，利用科學技術實現對“江、河、湖、網”全流域水系智能管理，能有效化解城市地下排水管網和城市內河的矛盾，在很大程度上為城市水安全提供強力保障。