蒋 毅
长沙市城区排水设施运行服务中心,湖南长沙 410000
近年来,随着城市化进程的不断加快,高楼林立的建筑使得城市热岛效应不断加强,城市气候不断改变,部分地区暴雨频发、极端天气频现,使得城市积水不断,加之城市排水系统存在设计和管理上的缺陷,导致城市排水系统防洪防涝能力很弱,城市内涝问题加剧,给城市排水防涝带来及其严峻的考验。排水系统是城市规划中不可或缺的一项基础建设,为城市的排水防涝提供重要的基础保障。排水系统属于城市地下管廊建设,是一个复杂庞大的工程,城市排水系统的优劣是体现城市建设质量的一个重要标志,一个城市排水系统建设得好,可以为后续的建设发展省去很多不必要的麻烦,其设计施工与后期的管理都关系着整个城市的发展,因此,现代化新兴城市的建设最为重要的一个问题就是城市排水系统的建设和管理问题。
目前,城市排水系统建设极不受重视,排水系统建设缺乏资金和技术投入,其设计多沿用老旧模式,缺乏创新和改进。首先,新排水系统规划建设时,不求改进,缺乏一定的创新性,如为省钱省事,按照旧标准模式设计,并不考虑城市实际的排水防涝标准,导致排水系统建设不能一步到位,出现问题再整修,困难重重;其次,由于缺乏资金投入,排水系统建设质量堪忧,如选用便宜且口径小的下水管道,对雨水的消化能力严重不足,同时,缩短地下管道长度,导致城市排水能力严重下降,这样的标准在降水量超过40mm时,排水系统远远不够用,必然造成城市积水严重;再次,旧排水系统的升级改造是城市市政建设的一道难题,鉴于城市排水防涝问题日益严峻,旧的排水系统远远不能胜任,必须对其进行升级改造,但是由于城市发展较快,旧排水系统在升级改造时缺乏前瞻性,往往还未升级完成,已经不适应新城市排水防涝的需求,如此循环往复,费时费力却未能解决实际问题。
众所周知,全球气候变暖引发的一系列问题是目前人类发展中绕不开的难题,随着城市建设的加剧以及人们对生态环境的破坏,气候的季节性变化出现异常,全球各地区恶劣天气不断出现,导致灾害频发,同时,随着城市建设的加快,城市热岛效应变得越发明显,也极易引发强降雨等极端天气,多数地区频繁增加的强降雨天气给城市排水系统带来了巨大的压力。降雨在时间和地点上分布极不平衡,夏季入汛以后,南方城市进入梅雨季节,降雨量相较于往年屡破新高,再加上南方城市水系发达,江河湖泊交织城市各处,导致城市排水防涝情况变得十分严峻,一旦遭遇暴雨或长时间降雨袭击,雨水堆积加上江河湖泊水涨外泄,城市排水系统往往不堪一击,瞬间崩溃。
目前,经济发展处于稳步上升阶段,城市化建设步伐日益加快,其中,出现了城市的过度开发以及城市规划的极不合理问题,城市发展走上了一条“先建设,后整治”的弯路,大有改革开放初期为求经济发展喊出“先污染,后治理”的错误趋势,这给城市排水防涝带来很大的难题。一方面,城市开发建设一旦完成,如果规划错误,再去整治就变得非常麻烦,但往往不合理的规划和过度的开发会严重影响到城市的排水系统建设,这是因为,道路规划建设、城市建筑规划以及城市给排水工程建设规划所属不同的分管部门,如果城市整体规划不合理,造成建设顺序发生混乱,导致道路建设、城市建筑等侵占排水管道布管位置,使得排水管道长度压缩,或管道布局被打乱,使得本来设计合理的排水系统变得不合理;另一方面,由于城市的过度开发,大量的绿化面积被城市建筑取代,混凝土堆积的路面、建筑等导致城市地貌发生严重改变,城市透水能力削弱,城市自然水循环系统变得紊乱,同时,原有绿地面积等透水面被过度开发以后,城市生态遭到破坏,城市下垫面的雨水调蓄面积大大减少,城市地下径流系数增大,城区径流量随之变大,更加重了排水系统的负担。
目前对排水防涝问题缺乏行之有效的管理机制,排水防涝作为城市规划建设必不可少的一个方面,具体的建设管理实施却被政府下放到分管企业,导致管理上各自为政,各企业施工建设缺乏有效的沟通和管理的统一。没有健全的管理机制,各级基础建设没有时序,就会互相干涉,原本合理的排水规划被打乱,且没有管理的约束,排水系统建设偷工减料,不遵循技术标准施工,排水系统建设质量很难得到有效保障。排水系统就如同一个城市的地下血脉,管理制度健全完善,排水系统建设科学合理、运行通畅,积水污水就能及时排出。
一方面,国内很多大学开设的给排水工程专业多是针对建筑系统的给排水技术,而面向城市地下管廊的给排水工程专业不多,这是因为城市给水排水系统不像城市建筑或工业建筑,每一个建筑项目都有独立的给水排水系统,项目多,专业需求人才量较多,而城市给水排水系统大多是在建城之初就规划建设好的,且政府对旧排水系统升级改造的热情也并不是很高,这就导致了城市排水防涝管理人才培养体系的严重缺失;另一方面,鉴于专业方向和需求量,喜欢给排水工程专业的人数本就不多,主要在于城市地下管廊概念刚刚兴起,很多学子对这一类专业了解甚少,感兴趣的也不多,且排水防涝工作条件艰苦,岗位需求有限,且薪酬待遇不高,让很多莘莘学子望而却步,拒绝选择给排水工程专业,从而加深了同类人才的紧缺。
随着信息技术的不断提高,国外发达国家针对排水防涝管理问题早已走向信息化、智能化的管理方式,通过搭建以互联网为基础的数字信息化管控平台,实现对城市排水系统的实时监控和管理。与欧美发达国家相比,城市排水防涝管理方式过于落后,在计算机技术如此普及的今天,很多地方依旧采取人工管理方式,从排水系统的问题排查,到信息上报,再到反馈维修,全靠人工报备,费时费力。落后的管理方式多源于领导层对排水防涝管理的不够重视,因为在整个城市地下管廊建立信息化的监管平台,需要大量的人才技术及资金投入,相关部门应积极运用现代化管理手段,实时监控,提前发现问题并加以解决,防患于未然。
城市排水防涝管理是一个大问题,理应建立一个系统的管理体制,从而方便统一、全面、系统的管理,为此,政府应重视城市排水防涝问题,加强相关管理制度的健全完善。首先,建立质量监管机制,确保城市排水系统从设计、到施工再到后期维护等各个环节的质量把控,严格杜绝质量不合格、管理不到位、监督不作为的现象出现,努力提升城市排水管道长度和建设质量;其次,建立城市项目建设通话平台,加强各项目间的沟通交流,排水系统的规划建设,需要与城市的整体规划建设互为联动,各规划建设应统一有序进行,以达到互不影响干涉的目的,且排水系统设计、施工到维护也需要密切沟通、技术交底,保证城市排水系统建设不受影响;再次,建立给排水专业人才保障机制,建立城市给排水专业人才的薪酬体系,保障人才的合理诉求和薪资收入,以吸引更多的人才向城市给排水领域靠拢。
重视人才培养,加强技术创新是提升城市排水防涝管理的有力途径。一方面,政府应重视城市给排水专业的发展方向,鼓励、支持高校将给排水专业人才培养向城市地下管廊方向发展,培养专业对口、质量过硬的给排水管理人才,同时,推进城市给排水系统相关项目建设,增加城市给排水系统建设的人才需求量,吸引更多的学子选择城市给排水相关专业;另一方面,强化城市给排水系统的创新设计,为提升城市排水防涝管理效率提供源头保障,合理创新的设计系统对于提升城市排水防涝管理质量成效显著,如近年来提出的比较科学的一个城市雨洪管理概念——海绵城市,如图1所示,通过建设海绵模式的排水系统,可将城市排水量从传统的80%以上降低至不到40%,大大减轻了城市排水防涝负担。
图1 海绵模式与传统模式的对比
以长沙市内涝比较严重的老城区为例,需要系统的研究,制定适合长沙的城市雨洪管理技术。长沙市在开始海绵城市建设前,相关部门应该建设基于大数据的雨洪风险监控、评估及预警技术平台,再通过数据分析去研发适应湖南省海绵城市产业发展的雨水利用、水质处理与自然生态修复材料及设备,这样才能推动一个“海绵城市”长远健康的发展。位于长沙市雨花区武广新城片区的沙湾路,是长沙市第一条在道路绿化上进行“海绵城市”理念试点的道路。沙湾路劳动路至曲塘路段,道路两侧做了浅草沟设计,可以收集雨水,植被下的土壤也进行了分层,最底下的是砾石层,颗粒大而且空隙足,可以蓄住水源;往上一层是砂层,接着铺土壤,然后再覆盖植被。在覆盖层中,还安装了有孔的软式透水溢流管,当土壤中水分达到饱和时,多余的水会渗进与市政排水管网相连的溢流管,流进地下排水管。这种新颖的城市排水设计理念打破了传统的城市快排模式,在确保城市排水防涝安全的前提下,对雨水进行吸附,实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,不仅促进了城市排水防涝问题的管理,而且实现了雨水资源的再利用,以达到和谐生态的目的。
在如今信息化的网络时代,城市排水防涝管理理应紧跟时代步伐,改变陈旧落后的管理模式,为此,在城市范围内建立数字信息化的监控平台,对城市排水网络实时监控,可以大幅度提升城市排水防涝的管理效率。要促进城市排水防涝管理的信息化,从高效、快速解决多方面问题考虑,涉及到排水系统的在线监控、设施普查、设施管理、水力分析、养护管理、应急调度等多个方面。为此,在进行城市排水防涝信息化监管系统建设时,应强化以下几个方面的工作:(1)进行排水管网设施的实时感知,通过采用低功耗、多模可重构技术,在城市排水系统重要部位安装智能感知传感器,全面实现对排水管网的实时采集、动态监控和运行状态感知;(2)实现排水数据等实时信息的高速传输,同时保障信息数据的真实、稳定,并实现其与互联网、RFID、蓝牙、红外等多种传输协议的互联互通;(3)搭建面向排水管线运行安全的全面预警监控平台,提高应急指挥及快速处置能力,保障城市排水管线的安全运行。
城市的排水防涝能力是一个城市发展水平和发展潜力的集中体现,随着国家和社会各界对城市排水防涝问题的关注,城市排水防涝管理也备受瞩目。城市人口数量的激增,城市规模的不断扩大,给城市排水工程的建设与管理带来巨大压力和严峻挑战,因此,对市政工程排水系统排水防涝问题的管理进行系统地研究,提出切实有效的可行性意见,不仅是对市政工程管理人员的基本要求,也是促进城市发展的必然体现,同时,开展城市排水防涝规划设计研究、提升城市排水设施管理水平意义重大,任重道远。