淺析上海市城鎮排水系統的防汛能力

儲小英

(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司，上海 200092)

受全球氣候變化和暴雨等極端天氣影響，許多城市內澇積水頻率加大［1-3］，嚴重時已影響到城市正常運行，威脅到人民生命、財產安全。改進城市排水與內澇防治策略，改善人居環境、增強城市綜合承載能力，提高以人為核心的新型城鎮化質量，是當前的緊迫任務。

本文通過對上海市城鎮排水系統［2］、城鎮道路下立交［4］等防汛能力評估結果分析，分析本市城鎮排水系統防汛能力存在問題及薄弱環節，并提出一些改善、優化建議。

1 基本情況

上海市城鎮排水系統防汛能力評估［2］是對全市中心城區、寶山、閔行、原浦東新區的城市化建成區和郊區的雨水管網(含合流管)、雨水泵站(含合流泵站)運行情況，收納水體外圍除澇設施匹配，近10年降雨積水調查分析及典型區域的下墊面組成分析研究。結果顯示全市中心城區(11個區)及郊區(縣)(6個區縣)規劃排水系統共439個［2］，其中強排系統279個(中心城區為262個、郊區(縣)為17個)。納入調查的387個排水系統中，中心城區管網達標率僅57.38%，配泵率74.12%;郊區管網達標率33.15%。除中心城區中央商務區規劃暴雨重現期為3～5年，其他大部分地區為1年，具體數據如表1、表2所示。

市域范圍內的除澇設施達標率為28%左右，城市排水與外圍防汛除澇設施能力的不匹配是造成地區防汛壓力、形成積水隱患的重要因素。

中心城區尚有62個系統尚未編制雨水排水專業規劃［2］。

城鎮道路下立交防汛能力評估［4］，對全市已建道路下立交276座(其中城市道路下立交89座，公路下立交186座)，如圖1所示。

表1 中心城區總體評估表Tab.1 Overall Evaluation of Central City

表2 泵站設施評估表Tab.2 Evaluation of Pumping Station Facilities

圖1 下立交分布圖Fig.1 Tunnel Distribution

調查數據相對完整的183座地道中，29條地道沒有建泵站，42座下立交在暴雨時易積水。現狀雨水管、泵站達標率過低，泵站設施已建待完善或待建的比率較高，此為目前排水系統排水能力較低的關鍵問題;此外運行管理也存在不足，特別是鄉村公路下立交泵站。

2 存在問題分析

目前上海市城鎮排水系統、市域范圍內的除澇設施、城鎮道路下立交現狀設施能力和運行、管理能力存在如下主要問題。

2.1 現狀設施與規劃要求存在較大差距

管網達標率、配泵率、除澇設施達標率低于規劃要求。20世紀90年代起，逐步在中心城區中央商務區和一些重要地區(如小陸家嘴地區等)按暴雨重現期3年實施排水管道后，地區積水現象基本消除。

2.2 規劃引領和約束作用不夠

我國雨水排水設計標準較低［5］，排水系統規劃和城市總體規劃修訂不同步［6］，規劃實施不到位。原規劃理念上較依靠末端快排，忽略蓄、排結合，兼顧污染控制和雨水利用的綜合治理。

2.3 基礎理論研究較薄弱

原設計計算方法偏單一、落后，與現代技術嚴重不符。借鑒國外的規劃設計經驗，引入空間分析及計算機模擬技術［7］，可全面提升設計水平。

2.4 雨、污混接不能得到有效控制

部分合流泵站截流設施運行不正常，導致排放水體時引發面源污染。從居民生活的龍頭有效納管，到沿街洗車、餐飲點無序排放等，雨、污混接情況仍難以監管、控制。

2.5 建設運行資金投入不足

據《2009年城鎮建設年鑒》統計，用于市政基礎設施的財政資金僅4%用于排水系統建設，城鎮排水系統建設嚴重滯后，養護維修的資金投入更加不足。

2.6 運行、養護、管理手段落后，運營模式存在弊端

專業人員配備不足，維護設備、手段相對落后，基本還停留在經驗操作層面。

3 近年工作

(1)2009年以來在中心城區實施道路積水改善工程，結合各區道路每年大修同步設施相應路段排水管道達標改造，改造完成地區排水得到較顯著的改善，投資效益明顯。

(2)2012年起開展對流砂易發地區、管齡30年以上、管道質量較差和重要地區的排水管道進行檢測和非開挖預防性修復，通過對地區排水管網檢測、評估成果梳理分析，結合實際情況提出了較有針對性的修復方案，由于不需要開挖路面，對周圍交通、環境等影響較小，開始顯現了該技術的優勢。

(3)逐步開展建設的雨水蓄水池，截流部分初期雨水;在雨水泵站內設置混接污水截流設施，排入污水處理系統。以上措施有效改善了河道面污染，水環境得到改觀。雨水的集蓄［7］、間接及綜合利用向多目標和綜合性技術發展，是解決城市水資源短缺、減少城市洪災的有效途徑，也是改善城市生態環境的重要組成部分。

(4)運用水力模型復核［7］區域排水系統整改設計方案，提出改造優化分析，通過工程性和非工程性措施結合，提高地區綜合排水安全性。

4 目標及建議

(1)從管理、規劃、設計、施工、運營探索實現更好的架構和模式，盡可能提高在建、待建系統雨水排水標準。

(2)高標準規劃建設排水系統，更注重前瞻性、全局性、系統性和綜合性，使排水系統建設滿足并超前于城鎮發展的需要，提高雨水排水管道設計標準和安全可靠性。

(3)加強開展基礎理論研究［8，9］，利用 ArcGIS空間分析功能及計算機模擬技術建立典型匯水區域排水系統模型［10-12］，模擬并分析排水系統的運行現狀及地面積水情況，開展提高已建城區雨水排水標準，研究提高雨水排水標準可能采用的不同途徑，使提高標準與環境保護、水資源利用相結合;并使提高排水標準的工作科學有序進行。

(4)開展管道材料及制管技術的繼續研究和開發，提高產品的準入門檻，加強行業管理。

(5)開展全系統達標建設排水系統的研究，完善管理體系，逐步實現排水管網系統的科學管理。

(6)建立城市排水管網的計算機網絡監控系統和中央調配信息平臺，建立城市排水管網的計算機網絡實時監控系統和中央調配系統。

(7)合理調配雨水資源，強化城市排水、水域、流域的網格化管理，在計算機網絡監控系統建立前設專人巡視，連續跟蹤，建立數據庫。

(8)對地下管道實時排查，診斷滲漏區域及管道滲漏狀況，實現對地下排水管道故障的早發現、早預見、早排除;創建新型地下排水管網電子檔案，與城市排水管網的計算機網絡監控系統聯網，并與社會數據平臺共享，在城市道路修建，舊城區改擴建時可提高設計精準化，并降低不同地下管線等施工對排水管網的損壞和影響。

［1］馬俊花，李婧菲，徐一劍，等.暴雨管理模型(SWMM)在城市排水系統雨季溢流問題中的應用［J］.凈水技術，2012，31(3):10-15，19.

［2］上海市排水管理處，上海市水務規劃設計研究院，上海市城市建設設計研究總院，上海市政工程設計研究總院.上海市防汛能力調查與評估-城鎮排水系統防汛能力調查評估研究報告［R］.2013.

［3］倪華明，劉晨，朱剛，等.城市雨水回收利用現狀及發展——上海案例［J］.凈水技術，2012，31(2):1-5.

［4］上海市城市建設設計研究總院.上海市城鎮道路下立交防汛風險及能力評估［R］.2013.

［5］全新峰，張克峰，李秀芝.國內外城市雨水利用現狀及趨勢［J］.能源與環境，2006，25(1):19-21.

［6］車伍，李俊奇.城市雨水利用技術與管理［M］.北京:中國建筑工業出版社，2006.

［7］GB 50014—2006，室外排水設計規范［S］.

［8］董欣，陳吉寧，趙冬泉.SWMM模型在城市排水系統規劃中的應用［J］.給水排水，2006，30(5):106-109.

［9］馮艷杰，肖建華.SWMM模型在城市排水系統中的應用［J］.地理空間信息，2011，9(10):125-127.

［10］趙冬泉，王浩正，陳吉寧.城市暴雨徑流模擬的參數不確定性研究［J］.水科學進展，2009，20(1):45-51.

［11］劉志生，李晶，崔凱.基于ArcGIS與InfoWorks的城市排水系統模擬研究［J］.中國給水排水，2013，29(21):144-147.

［12］李晶，金霏霏，張莉，等.模型輔助典型匯水區雨水系統規劃研究［C］.多元與包容-2012中國城市規劃年會論文集(07.城市工程規劃)，2012.