超大城市排涝关键技术思考与探讨

张春生

身份证号码：230123199011030031

摘要：近年来，我国城市洪涝灾害频发，特别是城市排水防涝问题引起社会广泛重视，北京“7·21”、郑州“7·20”、广州“5·22”等极端暴雨灾害，教训深刻。因此要着力提升内涝预警机制和应急水平，加强部门联动和信息共享，进一步完善城镇排水防涝应急预案，强化物资储备和应急演练；对排涝管网、雨水泵站等设施加密排查，尤其重点排查往年较大范围和历史上发生过较大水浸的地段，提前做好应对措施。大力开展管网清疏、设施维护改造、执法巡查等工作，确保建成设施发挥其应有作用，同时严防地下管网作业溺水事故、有限空间中毒事故，确保汛期施工、运营人员安全。基于此，对超大城市排涝关键技术思考与探讨进行研究，以供参考。

关键词：超大城市;排涝;关键技术

引言

全球气候变化导致极端气候事件增加以及城市化和人来活动引起的下垫面变化，使得城市及所在区域暴雨频发，径流系数增加，汇流速度加快，同时随着社会财富向城市的聚集，城市洪涝风险的暴露度大幅提升，洪涝灾害日益严重。通常，城市内部河网涝水经闸泵自排或抽排至城市外部承泄区，区域性河道是城市外排涝水的接纳体。若城市外部区域防洪能力不足，承泄河道水位过高，将对城市排涝产生顶托，并制约城市排涝体系的有效运行；若城市排涝能力不足，则使得城市内河网涝水无法及时排出，城市内河网水位快速上升甚至发生漫溢，这就要求城市排涝能力与所在区域河道的行洪能力相互衔接并协同运行。

1城市排涝的新问题

1.1内涝防治标准高、水利排涝标准低，无法有效应对城市内涝风险

不协调好城市内涝防治的高标准和水利排涝的低标准之间的衔接问题，就无法有效应对城市内涝风险。例如根据上海最新的城镇排水标准，雨水排水设计重现期3～5年一遇，内涝防治标准为50～100年一遇，对应24h降雨量为240～275mm。而上海现行水利排涝标准为重点地区30年一遇、一般地区20年一遇，采用最大24h面雨量200～220mm，1963年雨型和相应实测潮型，能排出、不受涝。其中，潮位采用的1963年9月暴雨期间的实测潮位，其高潮位不到1年一遇，且低潮位较低。出现内涝防治标准高、雨量大、降雨过程、防涝边界条件不清的新问题。而水利排涝标准低、雨量小，但降雨过程、排涝边界条件清晰。内涝防治与水利排涝2个标准之间如何衔接，怎样配置相关内涝防治设施，未来如何认定城市内涝承载能力，尚无相关规范指导。

1.2城区排水系统不完善

城区雨水管道密度小，布局不尽合理，缺少必要的雨水调蓄设施和强排泵站，部分已建泵站标准低，导致雨水长期滞留在城区内；老城区大多为雨污合流排水体制，管径小，故障多；市政道路雨水口淤堵，地面雨水无法顺利排入管道。

1.3河道防洪排涝能力不足

随着城市化加快，城市建设与河流水系之间用地矛盾加剧，加之资金等多种原因，城区部分河道未经系统治理。部分已建堤防、护岸由于建成年代久远，相当一部分工程建设标准偏低，经过多年运行，部分河段淤积严重，河道断面缩窄，且河道沿线多布置有桥梁、闸（堰）等阻水建筑物，形成新的险点、隐患，给城市安全带来极大隐患。

2城市排涝关键技术探讨

2.1实行水域空间分片和分功能管控

以上海为例，目前上海分片分区河湖水面率统算管控的状况不够精细，无法区分行洪和排涝功能，无法准确计算各区和各水利片的蓄排空间，无法科学衡量各区排涝安全指数。比如杨浦区，如包含黄浦江面积，其2021年河湖水面率为10.37%，居全市第2位，但扣除黄浦江后，其参与区域蓄排的河湖水面率仅为3.15%。科学划分水域空间功能，实行分片分功能管控势在必行。流域及区域行洪通道，强化行洪泄洪功能，锁定空间布局，提高堤防防御能力，研究河道管理范围和保护范围，保障防洪安全。突出圩区河道蓄排功能，落实圩区河湖空间要求，加强圩堤封闭，科学设定除涝标准。同时需要合理设置圩区泵闸、河网结构、圩内水位，充分挖掘圩区蓄水能力，减轻大片压力。水利片治涝分区河湖，主要承担蓄排、生态等功能。需要分水利片，管控河湖水面率、预降水位和除涝最高控制水位，科学配置水利片排涝泵闸，充分利用河湖调蓄功能。

2.2数据库设计

数据是实现城市防洪排涝智能决策的基础，通过透彻感知，全方位、全对象、全指标的监测手段，提供城市防洪排涝主要特征指标数据和相关的环境、水文、气象等多种类精细化的数据。该平台通过整合雨情、水情、工情等防汛排涝关键信息，融合南昌市气象局预报内容及水文系统等相关数据，通过地理信息系统“一张图”，以多种数据可视化方法汇集综合展示雨水情、气象、山洪灾害、防洪工程、防汛值班等相关信息，并对其进行全面分析处理，为防汛排涝风险研判及决策提供了直观高效的分析与管理平台，为日常防汛排涝管理工作提供相关便利。（1）基础信息数据库。包括基础空间数据（涉及水系、道路、高清影像、数字高程模型等）、水利工程信息、预报模型数据和调度方案数据等。（2）实时监测数据库。主要指各闸泵、水位计、流量计的实时监测信息，其中闸泵实时监测信息包括闸门开度情况、泵站开启状态等。（3）水雨情数据库。包括水情信息、雨情信息、气象信息等。水情信息包括水文站分布和各站点水位、流量过程等；雨情信息包括雨量站分布和各站点雨量监测信息；气象信息包括区域的雨量、气温、湿度、风速等。（4）视频监控数据库。涵盖各个水闸的闸前闸后视频信息、重要水域断面视频信息、城区易涝区域视频信息等。

2.3完善自然灾害防治管理体制

推动灾害防治工作重心由末端救灾向前端防灾减灾转变。以集中统一、高效有力为目标,进一步强化国家层面和地方各级防灾减灾委员会职能,形成统一领导、分级管理、属地为主、社会参与的防灾减灾救灾管理新格局,提升灾害防治综合效能。统筹区域流域生态治理和基础设施建设,统筹资源利用和防灾减灾,将自然灾害防范设施与城乡建设同步规划、建设和管理,加快构建城市排水防涝工程体系,完善城市安全、洪涝灾害风险评估体系,切实增强城市应对洪涝灾害的韧性。

结束语

北方大部分地区相比南方,地势平缓,河流流速慢,降雨相对集中,降雨过程中容易形成短时积水。随着城市的加速建设,积水下渗通道减少,地表径流时间缩短,河流行洪、滞蓄洪区被大量侵占,在暴雨增多的情况下,积水排泄难度加大,降雨与地面积水的快速排泄平衡被打破,不断出现北方城市被淹的情况。相比南方常态化的洪水,北方地区洪水的成灾率更高。解决北方地区防汛救灾问题,必须进行系统治理,统筹政府、企业、社会、家庭、个人等全社会力量,采用综合手段,从政策机制、法规制度标准、

参考文献

[1]陈军飞.推进城市洪涝灾害治理现代化的重点与难点[J].国家治理,2021(37):17-21.

[2]於家红,黄袆静,陈燕,雷瑶,邓东升,刘增贤.城市精细化洪涝模拟及防控措施研究——以昆山经济技术开发区为例[J].城市与减灾,2021(05):6-11.

[3]章卫军,廖青桃,杨森,张馨匀,张晨玲,向美焘,雷征旻.从郑州“2021.7.20”水灾模型推演看城市洪涝风险管理[J].中国防汛抗旱,2021,31(09):1-4.

[4]张书函,郑凡东,邸苏闯,李永坤,于磊,赵飞,王丽晶.从郑州“2021.7.20”暴雨洪涝思考北京的城市内涝防治[J].中国防汛抗旱,2021,31(09):5-11.

[5]柏平,刘业森,刘舒,李敏.极端大暴雨对昆明市城市洪涝防御的警示和思考[J].中国防汛抗旱,2021,31(09):25-29.