苏州河段深层排水调蓄管道系统工程建设的必要性分析

汉京超，徐文征，曹 晶

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引 言

近年来我国北京、上海、武汉、广州等许多大中城市先后遭遇了较为严重的内涝灾害，造成了巨大的经济损失。为此国家相关部门多次下发文件，要求加强城市排水设施建设，提高排水防涝设施建设标准。对于特大城市，其中心城区通常具有经济发达、人口密集、建筑林立、用地紧张、交通拥挤、地下空间大量开发等诸多典型特征，使得对现状雨水管网进行大规模翻排改建并不现实。而深层排水调蓄隧道技术的日趋成熟和广泛应用恰逢其时，正可为解决现状排水系统的问题提供行之有效且经济合理的解决方案。

事实上，国内排水行业在很久之前就已经在探索应用深层调蓄隧道技术的可行性。早在2009年，上海市政总院的全国工程勘察设计大师羊寿生就提出在苏州河下面建设100万m3容积调蓄池，推荐采用直径9.2 m的隧道，长约15 km，置于地下45 m[1]。随着研究的深入和需求的迫切，2016年3月上海市人民政府批复了《苏州河段深层排水调蓄管道系统工程规划》，2017年6月28日苏州河深隧工程（试验段）开工，表明上海的排水深隧系统工程正式启动建设。目前作为主体工程的苏州河段深层排水调蓄管道系统工程（以下简称苏州河深隧工程）正处于项目建议书阶段，为系统论述该工程建设的必要性，特撰写本文，与业内专家学者交流商榷。

1 响应国家相关政策法规需要

近年来国家对于排水防涝、海绵城市建设和黑臭河道整治方面高度重视，多次下发相关的政策文件进行督导和推进。表1梳理了2013年以来国家下发的部分重要相关文件及规范，从中不难看出国家重视力度之大。

2014年版和2016年版的《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）均明确提出，上海等特大城市中心城区的雨水管渠设计重现期应不低于3～5年，且经济条件较好、人口密集、内涝易发的城镇宜采用上限。“水十条”中也明确要求：“用10年左右的时间，建成较为完善的城市排水防涝工程体系，特大型城市中心城区雨水管渠设计重现期提高至3～5年。”2017年实施的《城镇雨水调蓄工程技术规范》（GB 51174—2017）条文中则提出：“内涝易发、人口密集、地下管线复杂、现有排水系统改造难度较高的地区，可设置调蓄隧道系统。”在上述背景下，推进苏州河深隧工程的建设，既是贯彻落实国家相关排水防涝、污染控制、海绵城市建设及黑臭河道治理等政策要求的需要，也是上海作为国际化大都市在排水基础设施建设方面的历史性举措，具有重要意义。

表1 国家下发的部分相关文件

2 满足上海市相关规划及政策的要求

2.1 《上海市城市总体规划（2017—2035）》

根据《上海市城市总体规划（2017—2035）》（公示稿），上海的城市目标愿景是努力把上海建设成为卓越的全球城市，令人向往的创新之城、人文之城、生态之城，具有世界影响力的社会主义现代化国际大都市。为此规划提出，要建设更可持续的韧性生态之城，包括完善防汛除涝保障体系、建成能有效抵御突发性灾害气候的现代化城市防汛保障体系、高标准建设和改造城镇雨水系统，以及提升水环境质量等。而苏州河深隧工程作为提高城市排水防涝标准、完善防汛除涝保障体系，以及提升城市水环境质量的重要手段和依托工程，其建设需求迫切、工程意义显著。

2.2 《上海市城市雨水排水规划（2017—2035）》

根据《上海市城市雨水排水规划（2017—2035）》（公示稿），规划在上海中心城区形成“3、2、2、X”的布局，即通过海绵设施建设，新建3个集中线性调蓄管道系统、2纵联络管、2座初期雨水处理厂，并对区域已建未达标系统进行整体提标和初雨输送。其中苏州河段深层排水调蓄管道系统工程作为集中线性调蓄管道系统的中线工程，聚焦于现状暴雨积水严重、排水防涝和水环境矛盾突出的苏州河地区，已被列入2017年11月发布的《苏州河环境综合整治四期工程总体方案》之中。由此可见，尽快推进苏州河深隧工程满足上位排水专业规划及苏四期工程总体方案的要求，规划依据和工程必要性均非常充分。

2.3 上海市海绵城市建设的需要

2013年12月12日习近平总书记在中央城镇化工作会议上的讲话指出：在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。海绵城市的六字方针包括“渗、滞、蓄、净、用、排”，而深层调蓄隧道作为海绵城市建设的重要措施和手段，是“蓄”和“排”理念的有机结合和良好体现。

根据《上海市海绵城市建设指标体系》，为实现上海的年径流总量控制目标，市政雨水系统（含调蓄、深隧等）与河道共同作为年径流总量控制的托底工程（见图1）。而对于现在水面率不足3.0%的上海中心城区，苏州河深隧工程将是年径流总量控制的重要和主要托底工程。

图1 上海市海绵城市建设指标体系构架图

2.4 其他相关规划及政策

2015年11月上海市水务规划院联合上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、上海市城市建设设计研究总院编制完成了《苏州河段深层排水调蓄管道系统工程规划》，并于2016年3月25日获批。该规划作为苏州河深隧工程的专项工程规划，对于整个工程的工程范围、工程目标、建设条件、规划方案、工程投资及效益等进行了较翔实的论证，为苏州河深隧工程的立项和推进奠定了重要的基础。此外，2015年12月印发的《上海市水污染防治行动计划实施方案》也明确提出，开展中心城初期雨水治理，深化苏州河段深层排水调蓄系统工程的前期研究并加快建设。因此苏州河深隧工程的建设在符合上位规划和产业政策方面依据充分。

3 满足人民群众对美好生活的向往

党的十九大报告指出，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。因此作为一项排水领域的世纪工程，必须将满足广大人民群众对美好生活的向往作为重要出发点。

3.1 提高苏州河沿线地区的排水标准

苏州河中心城区段沿线是上海市经济最为发达的地区之一，涉及市政雨水排水系统共有25个（其中已建24个、在建1个），总服务面积为57.92 km2。已建雨水排水系统的设计标准除广肇系统采用两年一遇外，其他均采用一年一遇。根据上海市排水处统计资料，上海中心城区暴雨积水点主要分布于123个系统中，其中苏州河地区有21个系统暴雨积水，积水点总数约占中心城的19%，暴雨积水严重。同时苏州河两岸规划的除涝泵站规模仅建成了50%，水利片除涝能力尚未达到20年一遇的除涝标准。因此通过建设苏州河深隧工程，实现沿线地区排水系统的提标，保证地区排水安全非常必要。

3.2 应对苏州河地区日趋严峻的防涝形势

苏州河是上海市最主要的一条防洪排涝河流，它兼具流域行洪、区域排涝、环境景观生态、航运等多重功能。然而由于沿线地区水面率偏低、周边建筑人口密集、地区开发强度非常高，加上近年来全球气候变化异常、极端强降雨频发，使得苏州河的防涝压力巨大。在遭遇风、暴、潮、洪“四碰头”的情况下，苏州河曾多次发生超越警戒水位的险情，导致沿线排水泵站被迫停机，引发严重的内涝灾害及经济损失。

通过苏州河深隧工程的建设，可以在一定程度上减轻苏州河的排涝和行洪压力。同时如果远期增设排江泵站，还可在苏州河深隧静态调蓄的主运行模式上增加动态输送的选择，相当于在苏州河下方又增设了一条“地下河川”，这对于有效应对苏州河地区日趋严峻的防涝形势效果显著、意义重大。

4 满足国际化大都市水环境治理需要

目前苏州河沿线已经建设了6座调蓄池，分别是成都路、新昌平、梦清园、江苏、芙蓉江和新师大调蓄池，6座调蓄池总调蓄容积约7.42万m3，其中梦清园调蓄池最大，调蓄容积为2.5万m3。上述6座调蓄池在CSOs控制上取得了一定效果[2-3]，但是由于总体规模有限，尚无法从根本上解决苏州河中心城区段的雨天溢流污染问题，苏州河“逢雨即黑”的现象仍然时有发生。而通过苏州河深隧工程的建设，可以实现22.5 mm以内的降雨市政泵站不溢流，基本消除工程沿线初期雨水污染。因此可见，苏州河深隧工程将有效加强沿线面源污染控制，改善苏州河水环境质量，成为上海市黑臭河道治理的典型案例及长效手段。

5 满足智慧城市精细化设计、精细化管理需要

近年来随着新型技术的不断涌现和发展，排水领域信息化、现代化水平不断提高，对于智慧水务、智慧城市建设的呼声也越来越高。《上海市城市总体规划（2017—2035）》明确提出，创新城市治理方式，加强精细化管理，推动城市公共基础设施管理智能化，实现城市管理精细化、可视化发展。上海在排水行业信息化建设方面起步较早，目前已经做了一些有益的探索并取得了一定的成果[4]，其搭建的排水行业数据库及管理信息系统目前已经广泛应用于排水规划建设、设施管理、运行监管、排水防涝等方面。在此基础上，近年来排水管网模拟软件、三维建模（BIM）软件、实时控制系统软件、辅助决策系统软件的迅速发展和广泛应用也为苏州河深隧工程的精细化设计和管理提供了有力支撑。有理由相信，通过对先进模型技术的探索和运用，苏州河深隧工程将进一步推动和提升上海市智慧水务领域的精细化设计和管理，并彰显长效的有益影响。

6 树立深隧技术解决中心城区防洪排涝工程示范

目前深层调蓄隧道技术日趋成熟，国际上成功案例已经超过20项。我国广州、深圳、北京、武汉、成都等许多城市也在进行深隧工程的研究、规划乃至建设。然而目前开工建设的调蓄隧道仅广州深隧工程东濠涌试验段和上海苏州河深隧工程试验段。广州深隧工程东濠涌试验段工程内径约5.3 m，长约1.77 km，埋深约40 m[5]，为广州深隧工程的一条支线；上海苏州河深隧工程试验段内径10.0 m，长约1.67 km，埋深接近60 m，是苏州河深隧全线工程的起始段。总体而言，国内深隧技术的应用尚处于探索和起步阶段，相关的技术研发和储备也相对滞后，存在一定的研究和技术空白。

与此同时，上海苏州河深隧工程目标多样、条件复杂、难点突出，无法有效借鉴国外深层调蓄隧道的工程经验以及国内交通隧道的设计方法。通过苏州河深隧工程试验段及全线工程的建设，可以实现深隧核心技术的积累和突破，通过树立示范工程，最终为后续的上海乃至我国其他城市深隧工程的建设奠定坚实的基础。

7 结 语

苏州河段深层排水调蓄管道系统工程旨在解决上海市中心城区排水系统提标、内涝防治及面源污染控制等问题。为论证其建设必要性，本文从响应国家相关政策法规的需要、满足上海市相关规划及政策的要求、满足人民群众对美好生活的向往、满足国际化大都市水环境治理的需要、满足智慧城市精细化设计和管理的需要、树立深隧技术解决中心城区防洪排涝工程示范等角度进行了详细的分析。研究表明，建设苏州河深隧工程依据充分、效益显著、意义重大、影响深远。建议后续结合深隧技术的探索、研发和实践，高标准、严要求，不断优化工程技术方案，让这一世纪工程在建设美丽中国的蓝图上绽放出绚烂的花朵。