近年来浙江省城市频繁遭受暴雨影响,多地发生了严重的城市内涝。影响浙江的暴雨类型主要分为台风暴雨(一般7—9月)和梅汛期暴雨(一般5—7月)。根据浙江不同城市特点,选择典型平原城市绍兴市,典型山地城市丽水市,典型海岛城市舟山市为代表,进行内涝风险分析和防涝规划研究。总结归纳各城市防涝特点和防涝系统方案重点,供浙江省及全国同类型城市参考[1]。
绍兴市地处绍虞平原河网,区内地势平坦,河湖密布。城区内涝水经地表和管网就近排入河网。后经三江闸、马山闸等排涝闸外泄曹娥江。涝水最终通过曹娥江大闸外排钱塘江。城区现状市政雨水管道约1 200 km,设计标准基本为0.5~1年一遇。区内雨水管道管径普遍偏小,重现期标准低。但由于河网多,排水路径短,城市蓄排能力强,内涝相对较少。其中上虞受台风强降雨影响,内涝相较越城区和柯桥区严重。
利用Mike软件,建立管网模型,地表模型,耦合河道水位,进行内涝风险分析。结果表明:外河水位对城市管网造成顶托,对城市内涝影响大;当外界河道水位处于4.3 m左右时,城区内涝高风险区域面积急剧增长。当外河水位处于4.8 m时,城区内涝低风险区域面积增长较快。
结合内涝风险评估结果,充分考虑河网蓄排能力和河网水位对城市内涝影响,绍兴城市排涝应侧重“排”和“调”。确定城市排涝系统方案为:“上蓄、中疏、下泄”为本,“系统管控”并举。
“上蓄”:一是利用绍虞平原上游水库、水利设施进行蓄洪滞峰调节,减少绍兴市南部山区及外围洪水对城区排涝冲击;二是城市内部提倡雨水蓄滞先导,实施低影响开发,利用公共空间蓄滞雨水。“中疏”:是排涝系统重点,一是整治骨干及重要排水河道、调蓄水面等,保证“能排能蓄,快速通畅输水”;二是升级城区管网排水能力,确保设计重现期内的暴雨能排入水体。“下泄”:指利用排涝闸等排涝设施,增强绍虞平原外排能力。“系统管控”:河网预泄调度是城市排水防涝的关键。建立城市排水防涝统一调度管理的体制及机制,做好城市排水防涝规划、建设、预泄调度以及维护工作。
图1 绍兴市老城区内涝风险评估图
丽水城区主要道路上现有雨水管网约209.3 km,设计标准基本为0.5~5年一遇。北城现有古城排涝泵站一座,设计规模45 m3/s。城市涝水平时以自流为主。外河洪水位时期,涝水经排涝泵站提升后外排至大溪。
与研究区域总面积相比,城市内涝风险区域占比约0.5%。对照评估结果,相较其他城市,不考虑外围洪水影响下,城市内涝风险较低。
结合内涝风险评估,丽水城市排涝应侧重“排”和“防”。确定城市排涝系统方案为:“雨水蓄滞先导、高水高排、直排与强排相结合”。
“雨水蓄滞先导”:一是城市内部实施低影响开发,减少地表雨水径流,利用公共空间蓄滞雨水;二指上游水库蓄水,及下游通过河道整治,设置人工湖泊等,调蓄城区内涝洪水,缓解内河排涝压力。“高水高排”:城市外围山体设置排洪渠、截洪沟,优先考虑直接排入大溪、好溪等外河。其次考虑引入调蓄水库或内河后,再排至外河。防止山洪侵入城市造成内涝灾害。“直排与强排相结合”:城市内优先考虑雨水直排。未建区块或标高低已建区块占比小的区域,优先考虑实施地表填高等措施,满足汛期排涝要求。地坪标高低的建成区块占比较大,填高改造困难时,考虑设置排涝泵站,在汛期进行强排。
图2 丽水市内涝风险评估图
舟山属典型海岛丘陵地形,地势中央高四周低。城市排水防涝系统基本格局为雨水经雨水管道就近进入河道,后经河道输送至通海碶闸自行或经泵站提升排入大海。现状约59%的排水管道小于1年一遇标准,约34.6%的排水管道能满足3年一遇以上的设计标准。
建立舟山市排水系统模型,耦合典型的24 h潮汐过程为边界条件进行内涝风险分析。结果表明:舟山市城区大部分区域处于内涝低风险区,但部分重要的居住和行政办公设施用地由于地处山脚,排水条件容易受山洪影响,或远离雨水排放口,或地面高程相对较低,仍然存在较高的内涝风险。
结合内涝风险评估结果,充分考虑潮汐影响,舟山城市排涝应侧重“蓄”和“调”。确定城市排涝系统方案为:“雨水蓄滞先行、系统调度并重”。
“雨水蓄滞先行”:一是城市内部实施低影响开发,减少地表雨水径流,利用公共空间蓄滞雨水; 二
图3 舟山市内涝风险评估图
指上游水库蓄水,及下游通过河道整治,设置人工湖泊等,调蓄城区内涝洪水,缓解内河排涝压力。“系统调度并重”:排海闸站调度是海岛型城市防涝的关键。建立城市排水防涝统一调度管理的体制及机制,做好城市排水防涝规划、建设、预泄调度以及维护工作。
从城市排水防涝角度分析,浙江城市类型大致可分为平原型城市、山地型城市和海岛型城市。部分城市是上述几种类型的组合。各类型城市排水防涝总体方案归纳如下:
1)平原型城市:城市排水防涝应侧重“排”和“调”,重点是做好河道疏浚扩宽整治和河水预泄调度工作。
2)山地型城市:城市排水防涝应侧重“防”和“排”,重点是完善城市排水排涝基础设施建设,包括截洪沟、防洪堤建设排水管道等,从根本上增强城市防洪能力和排水能力。
3)海岛型城市:城市排水防涝应侧重“蓄”和“调”,重点是利用城市公共空间和河网蓄滞雨水,同时结合外海潮位做好河网预泄调度工作。
以上是笔者根据工作总结的几种类型排水防涝方案。具体城市排水防涝方案编制中,应结合城市特点,充分考虑城市排水防涝基础现状,进行城市排水能力分析和内涝风险评估,并与城市低影响开发、海绵城市建设有效衔接,最终确定城市排水防涝方案。
参 考 文 献
[1] 浙江省城乡规划设计研究院.DB 33/1109—2015城镇防涝规划标准[S].北京:中国计划出版社,2015.