浅谈城市内河及地下排水管网水安全

陈暘

（湖南水利水电职业技术学院，湖南 长沙 410131）

城市内河及地下排水管网在城市经济建设中起着至关重要的保障作用，随着城市内河沿线两岸的建设发展，人口日益增加，人民对水资源的消耗也日益增大，地表径流由原来的自然无组织排水、渗水、集水变为有组织排水和收集排放，雨水、污水收集时间缩短并集中排放，在这个收集和排放的过程中，如排水、泄洪能力不足，将对城市带来不可估量的后果和损失，如地势低洼处产生内涝，更加严重的后果是地势低洼建筑或地下室被淹没，造成交通阻塞，出现人身和财产安全问题。

人们对生存环境的要求与生存环境能否得到及时有效的改善已成为当前城市发展的主要矛盾之一，如何处理人与水的关系成为当今社会尤其是城市的聚焦点。水资源是维持自然生态环境平衡的基本要素，成规模的地表水循环系统能带动片区经济发展，打造水生态经济带，但同时也要求同步完善地表和地下排水系统基础设施。笔者基于一个生活在高速发展的城市中的普通市民，从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扰问题，通过调查了解并溯源城市废水和地表径流收集及排放进行浅层思考并提出对策。

1 城市内河及地下排水管网现状浅层调查分析

1）城市内河现状浅层调查分析

目前，我国城市内河在城市建设中主要起着行洪、形成生态景观带的作用，在雨污未完全分流的情况下，在今后的一段时间内分担雨天地下雨污合流管超负荷部分的污水处理工作。城市内河的水源补给主要来自上游、本城市片区的雨水、地下水、经处理符合排放要求的水，因此，城市内河与城市地表和地下排水管网是联通的，并形成城市水系的主要部分。由于城市的建设具有多样性，对城市水处理方式也日益丰富，并逐步建立起一套比较完整的城市水处理系统。由于城市内河形成时间较早，前期可能为城市郊区的灌溉水渠或一条小溪，逐步被开发形成一条河流，随着城市发展，地表硬化、地下排水管网逐步完善，对雨水和污水的收集时间缩短，排放时段集中，要求城市内河同步提升行洪能力或探索降低洪峰峰值的解决方式，降低防洪度汛风险。

2）地下排水管网现状浅层调查分析

通过调查了解，我国对于城市雨水、城市工业废水、生活污水的处理已经建立起一套比较完善的审查、处理和排放机制，大部分城市正在逐步实现雨污分流，即雨水通过初步处理可利用或排入就近城市内河，工业废水、生活污水在确保浓度的前提下通过地下排水管网输送至污水处理厂集中处理，达到排放标准后排放至就近江河，地下排水管网系统逐步得到改善，排水能力增强。但随着城市的发展，城市用水量及排水量的增加或集水面积的改变，要求现有地下排水管网排放能力必须能满足要求或地下排水管网基础设施建设与城市发展同步。

2 水文资料和地表径流收集分析

1）水文资料收集分析

我国大部分地区尤其是具有一定历史年代的大中型城市降雨资料整体具有可追溯性，部分城市或地区已形成水文数据收集及管理长效机制，并适时更新地方暴雨洪水手册，对城市发展有着重要的参考意义。但由于城市建设需要，为充分发挥水资源在城市生态建设中的作用，打造城市沿河经济带，根据城市及水资源规划，需新建内河或拓宽原有郊区水渠、小溪，由于水文资料不够完善或短缺，不利于规划和建设。

2）地表径流水环境分析

城市地表径流始终遵循由高处往低处流的规律，初始径流集水面积的统计也围绕着分水线，地表径流汇集时间也遵从自然规律，但随着城市建设，地表逐步被硬化处理、地表分水线不断发生变化，雨水收集和排放基础设施不断完善，局部片区地表径流为缓解排水压力或受限于地理位置，根据城市排水规划人为的调节由低地势向高地势区提升或修建撇洪措施排放的情况，雨水收集和城市统筹调度排放更趋于集中化，要求在城市地下排水管网的建设和城市内河的建设中，需考虑该因素所造成的影响并采取处理措施。

3 当前城市水系水特性分析及常见水安全问题

1）城市水系水特性分析

目前，根据中央政策和要求，我国大部分地区及城市大力推进水生态环境建设，加速流域综合治理，进行中水回用，突出水资源管理，部分区域水资源管理机制较为完善，水资源经过处理后利用率明显提高，水安全保障能力也得到有力保障，区域水系构建初具规模，具有一定调节能力，但这也加速了城市污水、雨水收集及排放速度，缩短了地表径流时间，在雨污未分流、截流的情况下，涉河溢流排口越多，城市水系负荷短期内会有明显增大，如水系调控能力不足，导致在中下游段会出现暴涨暴跌的洪水特性。

2）常见水安全问题

一方面由于城市内河的局部段行洪能力有限，如行洪断面不足、规划防洪标准较低、受已建跨河桥梁影响，另外一方面由于城市污水管网、雨水管网系统等基础设施不断完善，城市人口日益增多，用水率不断提高，污水和雨水收集及排放体积增大、时间缩短且越来越集中，如地下排水管网和河道调节能力不足，超负荷的雨污混合水排放至城市内河，将出现低重现期降雨量超设计洪水位的情况，出现管网满负荷涌水从而诱发常见的城市内涝，造成部分建筑地下室和交通道路被淹没，交通阻塞甚至短期瘫痪，造成人身安全问题和经济损失。

4 对 策

1）强化流域水资源统筹管理，顶层设计

我国河流和地下排水管网具有延伸长、集水面积广的特点，可能存在跨越多个行政区的情况，并涉及多专业多部门统筹，在河道和地下排水管网的规划管理方面已经形成有效的管理机制，并有专门的行政管理单位负责审批管理，逐步实现了对污水的有效处理和对水资源的保护和合理开发利用。城市建设高速发展，对城市水系水安全提出了更高的要求，因此需要专门的排水管理单位和河道流域管理机构进行全流域统筹规划，找准定位，逐梯级、分阶段均衡投入兴建水安全基础设施，并逐步完成清障，加强维护，完成顶层设计。

2）坚持问题导向，科学治理

笔者认为目前城市水系水安全问题主要是要解决内涝问题，由于水系中下游水位迅速上涨，过水截面有限，雨污未完全分流，水位上涨超过截污堰高程排入河道，由于河道局部段行洪能力不足，水位上涨，容易产生河水倒灌至雨污合流管或末端关闭，当超过现有雨污管道截流倍数，中下游段地下排水管网管道内水量满负荷，此时会由原来的重力流转变为压力流，当管道内水压持续增加，会从各个检查井及通道涌流，冒出地面，形成内涝。因此，要解决内涝问题，在提升河道行洪能力的同时需因地制宜实施雨污分流。

3）充分利用现有水利设施和技术进行调峰、错峰

当前城市建设和水系设施日趋完善，公园和湿地的有机结合、地下调蓄池的建设，地下排水管网容积的增加，引水、撇洪工程兴建，河道的拓宽等为城市水安全提供了有力保障，但局地受地理条件限制或跨河建构筑物的影响，河道出现“卡脖子”情况，一定程度上制约着河道的行洪能力。在河道行洪能力特定、水安全基础设施建设周期长的条件下，一方面应充分利用水文气象手段提前预报，为实现精准调峰、错峰赢得时间和提供依据，另外一方面要充分发挥城市水系的作用，在洪水来临时提前统筹放空容积，包括河坝、小区人工湖及水系、各公园水系、调蓄池、生态池等，增加蓄水能力，实现调峰措施，确保城市水安全。

4）深层挖掘城市水系渗、蓄、滞水的潜力

城市水系在过水断面上普遍受限于地理位置和周边环境，其地表拓宽潜力有限，为缓解河道行洪压力，笔者主要从渗、蓄、滞、排方面进行分析，并借鉴国外经验，认为我国在延长集水时间、增大地下蓄水空间方面还有很大潜力可挖掘，一是在城市建设中可研发地下透水和滞水措施，二是研究城市建筑蓄水、滞水措施或湿地公园，三是兴建地下蓄水池设施等，目的是实现洪峰可调节，缓解城市内河行洪压力，还可以形成水景湿地、城市水资源补给再利用。

5）健全智慧水务管理系统，一统城市水系

对水资源的有效管理是全世界人民共同研究的一个重要方向，我国大部分大中型城市已经对主要水系建立智慧水务管理系统，充分利用科学技术进行水资源管理，在地下水系统调查收集数据方面已经实现机器人操作，但智慧水务管理系统的建立健全需要统筹集中多部门数据信息，科学分析，合理利用，并普及到全流域水系的管理中。当前如能从水系初始收集阶段开始到末端排放全流程实现对水质、水量、流速、水位、压力的精准监控，利用科学技术实现对“江、河、湖、网”全流域水系智能管理，能有效化解城市地下排水管网和城市内河的矛盾，在很大程度上为城市水安全提供强力保障。