浅析国外内涝防治的措施与经验

(整期优先)网络出版时间:2014-10-20
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浅析国外内涝防治的措施与经验

翁窈瑶

翁窈瑶

1、浙江工业职业技术学院浙江312000

摘要:国外很多发达的城市在其城市发展和建设过程中都曾遭遇内涝灾害的侵袭和影响,而他们应对内涝灾害的措施和经验非常值得我们借鉴。本文初步分析了国外一些发达城市(如芝加哥、伦敦、澳大利亚等)的排水理念和系统设计以及内涝防治措施与经验,并将其与国内的排水系统现状进行对比,从而为我国的城市防洪排涝事业作出一定的案例参考。

关键词:内涝;大排水系统;小排水系统

1概述

近年来,随着社会经济发展,我国的城市地下排水系统建设虽然得到了长足的发展,但是依然不能很好地抵御内涝灾害的侵袭。特别是这两年以来,我国多数地区相继出现强降雨天气,给不少城市造成极大的排水压力,那么,我们的城市排水系统究竟还欠缺了什么呢?事实上,很多城市在发展过程中都曾遇到内涝问题,但它们完善的城市排水系统使之避免或减轻了雨水灾害,因此分析借鉴他们的经验对我国城市内涝灾害的防治有百利而无一害。本文初步分析了国外一些发达城市的内涝防治措施与经验,并将其与国内的排水系统现状进行对比,从而为我国的城市防洪排涝事业作出一定的案例参考。

2国外城市的排水系统

2.1芝加哥

芝加哥于1856年建立雨水排水系统。当时的芝加哥像大多数城市一样建立了一个地下的污水和雨水合流制系统,将雨污水输送至污水处理厂,该合流制系统可以轻松处理城市和郊区需要处理的污水。但是当雨水量很多时,合流制管道就会发生溢流,雨污水就会进入芝加哥河。于是,芝加哥认识到雨水管理的重要性,城市水管理部门不仅花费约50万美元,每年清理和升级4400公里的管道和相关构筑物,而且市政当局还在上世纪70年代中期提出了隧道及水库计划(TunnelandReservoirPlan,简称TARP),预计于2029年完工。TARP计划的目的是为了防止合流制下水道的雨污水溢流进入城市河道。这个计划包括160km隧道,用以截流贮存合流管中的溢流水,以便污水处理厂以后处理。TARP隧道一般都位于芝加哥河道系统的200英尺以下,如果发生的极端降雨事件超过隧道容量时,管道溢流就会进入芝加哥河道系统。而TARP计划中的水库阶段就是防止这部分溢流的发生。目前该系统已经部分投入使用。

事实上,美国城市的排水系统一般采用大/小排水系统方式。小排水系统通常按10年重现期暴雨事件径流量来设计。大排水系统则通常以百年一遇暴雨事件来进行校核。大排水系统用来排除小排水系统设计重现期以外的暴雨径流。

2.2伦敦

现在伦敦的排水系统发展自十九世经中叶维多利亚女王时代建设的,被称为“工业世界的七大奇迹之一”的伦敦下水道,距今已有150多年历史[1]。1859年著名的工程师约瑟夫·巴瑟杰按“污水有效收集、将污染转移到泰晤士河口处理”的思路着手伦敦排水系统,包括“收集系统、截污系统和处理设施”3部分的建设和完善。收集系统由21000公里污水收集支管、720公里污水主干管和提升泵站组成。但是城市的不断发展扩张使得当时运行良好的维多利亚下水道的排水容量备受压力,二十世纪以来,系统进行了关键而且重要的升级,现在,曾经组成伦敦排水系统的维多利亚下水道只占整个伦敦管渠的1%不到,目前仅污水主干管总长就达到将近81000公里,尺寸最大的比伦敦地下铁道还要大。2007年伦敦市投入17亿英镑,实施“泰晤士隧道”方案,这项排水隧道工程将在泰晤士河下面建设一条长35公里、直径7.2~9米的深层排水隧道,以达到进一步提高伦敦城市排水系统过流能力,提升城市排水安全的目的。

2.3澳大利亚

澳大利亚的下水道系统为分流制系统。雨水渠和洪水主要流域一般根据集水区大小和洪水灾害进行分开管理。雨水渠是指道路排水沟,管道和明渠系统,而洪水主要流域是指从流域通过主渠道和溪或河的漫滩形成的洪水通道。澳大利亚采用了雨水排除的大/小系统。小排水系统是指道路排水沟/渠和管网系统,该设计主要抵御小型暴雨径流。大排水系统通常由地表径流通道或排水蓄水系统组成,并在小排水系统过载时,提供大暴雨期间的雨水流量安全通道。两套系统的设计标准也有所不同。对于小排水系统的设计重现期根据不同的区域功能有所不同[2]。如高速发展的企业、商业和工业区,20年或50年;其他企业、商业和工业区以及住宅开发区,10年;其他较低密度的住宅区和空地,5年。而大排水系统的设计重现期则一般以100年为标准。

3启示

从上述城市以及其他一些发达城市的排水理念和系统设计来看,国外在城市排水以及内涝防治系统上,存在着两套体系,一套是城市排水设施(如小排水系统、下水管道系统等),另外一套则是防御内涝的设施(如大排水系统、排水隧道等)。在这两套系统中,前面一套城市排水设施我们已经建成,即城市的地下排水管道系统,但是我们欠缺了第二套设施,这也是造成我国内涝灾害事件频发的主要原因。因此,我们应该建设排水、防涝、防洪三套工程来保证城市的安全。这在新的《室外排水设计标准》中已经有所体现。引用北京工业大学周玉文教授的话来说,我们现在所构造的三套工程体系任务是不同的,防洪是解决生存的问题,防涝是解决城市安全运行的问题,排水则是解决市民方便生活的问题。所以,三套系统各有分工,协同合作。排水设施解决的是日常排水问题,而防涝设施则是要排除排水系统设计重现期以外的暴雨径流,所以解决内涝问题的关键不能仅仅局限于提高城市排水系统的设计标准,还要明确界限。

我国排水系统的设计重现期较国外设置标准相比相对偏低。从上述案例也可以看出,国外城市的排水系统设计标准一般是5~10年,但国内城市在之前的实际建设中,大部分采取了1年的标准。但国外在制定标准时,将设计暴雨频率与洪灾频率加以区分,科学地明确了超载与洪灾的概念[3],明确界定了排水系统的界限。这也是值得我们借鉴的。

4结语

完善的城市排水系统并不意味着能完全杜绝城市内涝灾害,即便拥有强大地下排水系统的伦敦,也同样不能百分之百避免淹城的命运(2007年夏季,伦敦依然多地发生内涝)。因此,城市内涝问题解决的关键是建立起一套完整的城市防涝体系,来排除排水系统设计重现期以外的暴雨径流。我国城市应该在合理分析自身特点的基础上,借鉴国外城市内涝防治的措施与经验,取长补短,切实提高城市水安全。

参考文献

[1]赵华.国际大都市如何排水[J].防灾博览,2012.4:60-62

[2]周玉文.构建三套工程体系确保城市洪涝安全[J].给水排水动态,2011.8:12-14.

[3]王磊;周玉文.国内外城市排水设计规范比较研究[J].中国给水排水,2012.8:23-27.