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关键词:水利工程规划;防洪治涝;设计
雨水天气,低洼地区会产生渍水,甚至被淹没,从而出现洪涝。洪涝灾害严重影响了农业等领域的发展。洪涝灾害也会影响水利工程建设,造成工程结构的破坏,影响其正常使用。因而在水利工程规划中,工作人员应重视洪涝灾害的控制问题,加强防洪治涝设计,明确规划目标,进行合理规划,提高水利工程的质量,确保其具有更高的安全性与可靠性。
1水利工程规划中防洪治涝设计的原则
(1)从整体性出发。水利工程是关乎国计民生的重要项目,在进行规划设计时,要基于整体角度考虑,将综合利益置于首位。在防洪治涝设计中,工作人员应注重上下游和两岸的灾害抵御,在整体上考虑防洪治涝问题。规划人员要优先明确防洪治涝的整体任务,即对洪水的抵御和疏导[1]。以此为出发点,明确工程设计的重点。同时,工程建设要注重轻重缓急,特别关注重点要素,包括名胜古迹、交通枢纽、农田等,进行规划设计时,要注重对这些要素的保护,进行优先考虑。(2)结合相应的防洪措施。防洪治涝的工程项目规模较大,需要占据较大面积的土地,耗费较高的成本。工程建设中,存在一些非工程处理措施,能够以较少的人力与物力投资降低洪涝损失。这种措施是水利工程防洪治涝设计的要点之一[2]。例如,国家规范水利工程人员技术操作的相关法律法规、现代化防汛指挥系统等,都是此类措施之一。规划人员要将这些非工程处理措施应用到防洪治涝设计中,全面提高规划效率。(3)有效利用水资源。洪涝灾害带来的损失较大,但是洪涝过程中的水资源也可以被有效利用,对损失进行弥补。我国国土面积大,地形地势复杂且差异性较大,导致水资源的分布不均,具有一定的特殊性。洪涝地区的水资源可以被引至水资源缺乏地区,从而实现水资源的合理配置[3]。因而,防洪治涝设计要与水资源分配结合起来,在易出现洪涝的地区强化洪水疏导工程建设,在水资源匮乏地区兴建水库,实现储水。在防洪治涝设计中融入水资源配置思路,可以因地制宜地选择治理办法,降低成本,提高防洪治涝设计的有效性。
2水利工程规划中防洪治涝设计的对策
(1)细化调研。对于洪涝的高发地点,规划人员要进行细致的调研工作。首先要通过网络、书籍、走访等形式了解现场的基本信息,包括地形、地势、水文、气象等特点,根据资料分析可能引发洪涝灾害的原因[4]。其次,要根据历史信息掌握该地点出现洪涝灾害的情况,并分析原因,了解当时的解决方法,结合环境及现实条件的变化,研究制定新的防洪治涝方案。另外,除了施工地实际情况的调研,还应走访当地居民,了解居民实际需求,使得水利工程迎合民众需要,降低人为因素干扰。(2)制定标准。调研后,工作人员要对防洪治涝设计方案进行意见征集,制定标准。明确设计标准有利于加强水利工程建设的可行性,使之更符合当地的实际发展状况。针对该区域的地理和经济条件,工作人员要进行保护区的划分,明确保护区洪涝灾害的影响程度和发生几率,进而开展综合分析,详细制定防洪治涝设计标准,使得防治标准更加符合建设区域的实际,优化防洪治涝效果。(3)构建防治体系。调研和防治标准完成后,规划人员要建设防洪治涝的综合治理系统,使设计成为体系。防洪治涝是一项复杂的工程,需要规划人员系统地把握。防治体系的建设同样需要以自然条件为主要依据。在此基础上,还要对设计、建设等各部门的需求进行全面把握,分析防治过程中的影响因素及其影响程度,从而建设起完善的防洪治涝体系。在决定最终方案之前,要进行工程质量评估,必要时可适当牺牲局部利益,以保障工程整体质量,确保防治效果最优。(4)进行效益评估。水利工程建设的本质属性是环境工程,其作用指向抵御洪灾,保证生存环境质量。水利工程在防洪治涝的过程中也面临着一些挑战,包括移民安置、垃圾处理等,对环境和居民的影响较大。因而,防洪治涝设计中要进行适时地环境评估,降低工程建设对环境的不利影响[5]。另外,规划人员应对年均效益进行估算,以便反应防洪治涝的效果。这就要求工作人员结合历史数据,对典型洪水相关的数据进行分析和统计,判断经济发展与洪灾损失之间关系,将计算结果纳入防洪治涝效益的体系中。(5)编写报告。防洪治涝设计最终要以报告形式呈现。规划人员要在报告中阐释工程建设及投资、流域自然情况、历史洪灾分析、移民安置、水文资料分析、防洪工程建设情况、社会经济情况、非工程措施等内容。规划人员要确保报告的完整性,按照一定的逻辑结构编写。同时,编制设计报告的基本要求就是真实性,规划人员要确保数据信息真实有效,对相关问题进行客观分析,提高报告的专业性与科学性。报告编制完成后需接受相关部门和人员的审核,并进行质量检测,判断设计报告的可行性,审核通过方可投入使用,作为水利工程建设的指导文件,以防洪治涝设计提升水利工程的功能性。
关键词:河道治理;护坡护岸;水生态环境
1 概述
随着社会工业化的不断发展,城镇化建设的深入,用自己的方式改变着气候和环境,随着全球气候的逐渐升温,植被的逐渐减少,暴雨和洪涝灾害发生率逐年上升。这些年来,我国的防汛建设主要集中在大江大河上,建立洪涝灾害预警系统,完善防洪指挥机制,提高水库堤坝的防洪能力。虽然这样,但是仍然有一些地区不断发生洪涝灾害,造成大量的人员和财产损失。这些问题主要是因为中小型河流洪涝灾害所造成的,随着这样的事情不断发生,政府也应该把目光转移到中小型河流上。要治理中小河流洪涝灾害,必须首先了解成因,他的主要原因体现在以下几个方面:一是中小河流流域气候条件变化快,缺乏监测设备,没有预测技术,人员投入少,能力不足,防洪难度大。二是中小河流地质地貌情况复杂,洪水同时伴随着泥石流产生。三是中小河流治理的资金投入不足。四是为了追求眼前的经济利益,一些地区盲目开发、乱采矿石、拦河设障、挤占河道。五是防洪标准低。为了节约资金,防洪标准一般是三到五年一遇的洪水,防洪能力不足,遇到一些极端情况,就容易发生水灾。
2 生态护坡所面临的问题
2.1 相关问题及产生原因
由于我国当前城市用地紧张,而人们喜欢依山伴水的生活环境,所以一些城市的河道边水地带不断被侵占,水面面积越来越小,河流宽度越来越窄,为了泄洪的需要,将河道挖深,取直,这样的结果,使得对护河岸堤的建筑强度要求越来越高,建设的费用越来越大,但是破坏了河道两边的生态环境,其生态功能逐渐减退,河道成了专门的泄洪通道,失去了河道两边景观休闲和娱乐的功能。虽然为了改变这种状况,我国部分地区在防洪和河流治理工程中,采用了一些新材料,新技术和新的设计思路,比如采用生态型护坡技术,堤防绿化措施等,尝试还原河流域的生态环境,但是遇到了很多问题。现在的情况是从水利主管部门到具体的设计人员,在很多问题的认识上比较片面,思想高度不够,模糊不清,缺乏系统的理论知识学习和相应技术的应用指导,由于实际设计时时间紧任务重,设计资料不全面,没有相关领域的生物资料,使水文地质勘探资料都不齐全,在这种情况下,人往往习惯用传统的方法对中小河流进行治理,在繁重的工作压力下,设计思路有很大的局限性,没有采用新材料新工艺的设计思路方法,并且在设计和施工过程中缺乏相关的依据和标准,在河流整治全过程中缺乏科学性和规范性。
2.2 解决方式
在当前的经济环境形势下,面对现有问题,在解决城市河道的治理问题时,区域市政的规划相结合,还需要相关的政策扶持,进行退地还河工作,拆除原有的视觉单调、生硬、热岛效应明显的渠道护岸,使用生态护坡建设技术,尽量还原原有的天然河道,创造适宜水生物生长把生态环境,提高河流的自净能力,维护河道的生态平衡,这样才能实现河道生态环境的可持续发展,我们现在投入人力物力,不是修建一条条规模不同的臭水沟,而是要建造一个适宜人居住的河岸环境。因此,生态护坡技术的创新与研发,应该不断进行,努力提高,需建立一个适合实际操作的,完善的科学体系。
3 生态护坡的设计要点
一是具有较大的孔隙率,护岸上能够生长植物,可以为生物提供栖息场所,并且可以借助植物的作用来增加堤岸结构的稳定性;二是地下水与河水能够自由沟通,能够实现物质、养分、能量的交流,促进水汽的循环;三是造价较低,不需要长期的维护管理,具有自我修复的能力;四是护岸材料柔性化,适应曲折的河岸线型。复式断面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形断面,既解决了常水位时亲水性的要求,又满足了洪水位时泄洪的要求。人类活动较少的区域,在满足河道功能的前提下,应减少人工治理的痕迹,尽量保持天然河道面貌,使原有的生态系统不被破坏。所以在河道断面的选择上,应尽可能保持天然河道断面,在保持天然河道断面有困难时,按复式断面、梯形断面、矩形断面的顺序进行选择。在河道治理的过程中,也应该避免断面的单一化。不同的过水断面能使水流速度产生变化,增加曝气作用,从而加大水体中的含氧量,有利于改善生物的生存环境。例如在浅滩的生境中,光热条件优越,适于形成湿地,以供鸟类、两栖动物和昆虫栖息。积水洼地中,鱼类和各类软体动物丰富,它们是肉食性候鸟的食物来源,鸟粪和鱼类肥土又能促进水生植物生长,水生植物又是植食鸟类的食物,从而形成了有利于鸟类生长的食物链。深潭的生境中,由于水温、阳光辐射、食物和含氧量随水深变化,所以容易形成水生物群落的分层现象。
4 几种生态护坡的设计方法
方法一,液压喷播植草护坡。这种方法是将槽子,改良剂,肥料,纸浆和粘合剂按照一定比例混合,配水搅拌均匀后,通过液压喷射到边坡坡面,这样就可以完成跖草施工工作,其优点是施工速度快,操作方法简单,两个月后就能实现绿化功能,适用范围广,防护效果好,但不适用于靠近水的地方,只适用于护坡的背水面防护工作;
方法二,人工种草护坡,就是使用人工的方法在播面简单播撒的一种传统方式,这种方法的草种播撒不均匀,天气对其影响较大,近年来已经很少使用了;
方法三,客土植生植被护坡,将保水剂,粘合剂,抗蒸发剂,植物纤维,复合肥料和腐殖土经过专业机械混合,形成一定厚度的客土,然后将选好的种子喷洒到客土中。利用这种方法,土壤与坡面结合牢固,普通的透气性好,机械化程度高,工期短,植被保护效果好,基本不需要维护,根据地质和气候条件进行优化配置,但同样只是用于背水面。
方法四,蜂巢式网格纸草护坡,这种方法是在整理好的边坡坡面上,利用混凝土框架砖,平铺成正六边形网格,在网格内,填充种植土,然后再种草或者是铺设草坪一种防护措施,其优点是受力结构合理,可以有效分散泼面雨水径流,防止破庙冲刷,施工简单,外观整洁,美观大方,但同时造价比较高,故土效果方面不是很好。
以上的几种方法,在使用选择方面应该与当地的情况相结合,选用哪种方法,需要根据当地的经济条件和自然环境条件确定,不能一概而论,充分调查,广泛取证,才能选择最适合当地的方法。
5 结束语
在满足防御洪涝灾害的前提下,保护和创造良好的生物生存环境,建造适宜人类生存的自然景观,再考虑到安全性强度和耐久性的同时,充分考虑生态环境的效果,把过去的由混凝土组成的人工建筑河堤,改造为由水系和土体以及植物互相联系,适宜生物生长的,自然状态的生态护坡,现在城市河流治理的一个发展趋势。生态护坡建设技术,是一个集环境科学,生物科学,现代水利工程学,美学和生态学等学科的一体性的工程。推广生态型护坡的新思路、新材料、新工艺,建设一个绿色环绕,水质清澈,人与自然和谐共存的学校环境,是我们这一代水利人不可推卸的责任。
关键词:小城市及县城 水利问题
随着我国改革开放的不断深入,城市化急剧发展,城市面貌日新月异,为使城市(城区)性质、规模适应经济发展的要求和适应以环境保护为重点的可持续发展战略,各小城市及县城都在对现有城区进行新的规划和建设。水利作为城市基础设施的一个重要方面,它承担着城市防洪、供水、排水、航运、水环境等功能,是城市生态系统和景观系统的重要因素。因此,在城市及县城建设中,对水利建设,特别是水环境综合治理提出了更多、更新的要求。
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当前小城市及县城水利存在的主要问题
1.1 小城市及县城防洪标准偏低,排涝能力不足
小城市及县城几乎都依河而建或河流贯穿其中,随着城市的发展以及城市的辐射作用,人口与财富大量集中在城市,由于城区现状防洪标准低,据有关资料,在我国641座有防洪任务的设市城市中,防洪标准低于国家标准的就有431座,而目前小城市及县城的防洪标准更低,仅为五年一遇—十年一遇,有些县城几乎不设防;同时由于城区扩张,大面积地面硬化,使得暴雨产生的径流量成倍增加,峰值更为集中,加上受外河水位顶托,使得内水排不出,外河又倒灌,而目前大部分城区几乎没有排涝设施,造成市内排水系统不畅,排涝设施不足,城区经常遭受洪涝灾害,损失十分严重,一些小城市、县城几乎年年受淹。根据有关资料统计,1999年,浙江省嘉兴市一个市洪灾损失就达40亿元,除4亿元为城市中心区的损失外,其余大量损失为分布在市辖城镇,可见,小城市及县城遭受洪涝损失之大。
1.2 盲目侵占城区河道,减少水面,导致洪涝灾害和生态系统的破坏
随着城市化、城镇化的快速发展,由于人口增长、工业勃兴和对环境的忽视,在小城市及县城建设中,土地利用价值高,受经济利益驱使,为了多争一块土体,盲目侵占河道和蓄滞洪区,将城区河道排水改为管道排水,在上面兴建街道和商业城等设施,使得城区水面积急剧减少,天然调蓄功能不足,内河排水不畅,易淤积、堵塞洪水通道;因蓄滞洪区面积被侵占,造成原有满足设计排涝要求的排涝设施排涝能力不足;由于上述的原因,使得暴雨时,人为产生新的洪涝灾害,街道被淹成为常见病,加大了城区洪涝灾害的发生。
当城区河道被侵占后,内河易被垃圾等杂物淤积,不易清除,大量污水的排入使得水环境恶化,违章建筑等使得沿河环境脏乱差,城市生态系统也遭受到了严重破坏。
1.3 城区水利缺乏专项规划,城市水利功能得不到整体发挥
在小城市、县城建设过程中,对城区防洪规划较为重视,特别在“98洪水”后,各地编制了或正在编制科学、可行的城区防洪治理规划,并开始实施,而对排水以及作为城市生态系统和景观体系特殊载体的城市水利,则没有专项的整体规划,仅对某一小区域内水系进行景观设计,缺乏对整个城区水系的滞洪排泄雨洪、为工农业供水和城市景观等多种功能的综合考虑,使得城市水利的减少洪涝灾害、净化环境、提供公共绿地和旅游休闲等各项生态功能得不到充分发挥。
由于体制上的原因,城区防洪规划和城市道路、排水等市政工程规划分属不同的部门,水利部门只进行河道的防洪规划,城建部门负责城区的排水及用地规划,市政部门排水标准与水利部门要求的排涝标准不一致,使河道防洪治涝与城区防洪治涝截然分开,难以协调。1998年,某市实施城市防洪治涝工程,根据内河中蓄滞洪区的面积和排涝要求确定了排涝站装机容量,并实施完成。可在工程建成后,因城区面积扩大,将该蓄滞洪区所在地划为新城区,新区建设中将蓄滞洪区面积减少了三分之一,造成原有排涝装机容量不足。
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解决小城市及县城水利问题方法探讨
2.1 对城区进行专项水利规划
水利作为城市基础设施的一个重要方面,应与道路等基础设施一样,围绕城市或县城总体规划的总目标,同步规划,同步协调,并以专项规划报告作为城市(县城)总体规划报告的附件,正式列入总体规划内容,报有关部门批准实施。
专项城市及城区水利规划应以城区为主,兼顾农村,城乡一体化。要确保防汛安全,不能让城区的经济文化生活因洪涝灾害而遭受损失;由工程水利向资源水利转变,改造整治内河水系,以适应城市发展的需要,满足城区引水、排水和生活环境的需要,建立多功能、高效益的水保护综合体系,促进城市开发和品位提升。
主要规划项目为防汛、引水、排水、水环境等。防汛主要是根据城市、县城规模和国家防洪标准确定的防洪治涝标准,采用加高加固现有防洪堤等工程措施,提高城市抗洪能力。引水和排水是城市水利规划的重要内容,要统一规划水源,合理调度水利工程,引入高质量的水;通过暴雨峰值和径流量计算,确定城区的排水出路,完善排涝设施,保证有水排得出去。水环境的治理则保留水面积,通过清淤疏浚、截污、亲水护岸、水利设施改造、立体绿化等措施,控制水环境,实现水清、流畅、岸绿、美观的目标,成为城市公共生活的重要场所。
2.2 加强城区河道水系的综合治理
河流是城市文明的发源地,也是城市景观环境的重要依托,由于城区发展以及管理上的不善,使城区内河道成为城市排污沟,集污水和洪水为一身,恶化了人民的生活环境,制约城市发展。目前,对城市水系进行综合治理得到了人们的重视。1998—1999年,北京市对市中心区的水系进行了综合治理,实现“水清、流畅、岸绿、通航”的目标,取得了社会、经济和环境多方面的效益。1993—1997年,成都市对府南河进行了综合整治,以防洪、治污、绿化、文化、安居等项目实现经济、社会、环境三者的融合,形成城市可持续发展的模式,得到了人们广泛认同和赞许,荣获1997年度联合国人居奖。这些做法值得发展中的小城市及县城借鉴,切不可走上先污染后治理、先侵占后拆迁的老路。城市建设初期,充分体现“以人为本”的思想,坚持水利建设与生态环境建设同步规划、同步实施、同步发展,建立起良好的河流景观与滨水环境,绿依水,水依城,将城区建设成与水融为一体的特色景观环境。 2.3 加快实施水务一体化管理步伐
现代城市水利是一项综合工程,承担着防洪治涝、供水排水、排污治污及生态环境的建设。目前,水资源管理体制仍是水利部门管水源和防洪治涝,城建部门管城区供水和排水,环保部门管理污水。管水和防洪治涝的不管城区供水、排水和治污,管供水和排水的不管水源、防洪治涝、治污和河道上下游的关系,甚至出现河道排涝和城区排水标准不是同一体系,块块管理,各自为政,不能统筹兼顾,全面规划,使水利设施难以合理安排,并充分发挥作用。应加快水务一体化管理步伐,借鉴上海、深圳等地城市水务改革成功经验,将涉及水事务的统一管理,使城市水利实行统一、高效、有序的管理体制,由水利部门对城区的防洪治涝、供水、排水及水环境治理统一规划,研究防洪减灾措施,保证高质量供水,提高人民的生活水平。
2.4
加大对城市水利的投资力度
随着城市化的发展和人民生活水平的提高,人们对居住城市(城区)的供水质量、生态环境的协调美化要求越来越高,洪涝灾害造成的损失也越来越大,对水利建设要求也相应提高,其所需资金较大。要坚持多渠道、多层次、全社会办水利的办法筹集资金。
政府要加大对城市水利建设的投资力度,发挥财政性资金的导向作用,并制定一些扶持政策,向受益企、事业单位集资来支持城市水利建设。
通过向银行等机构贷款方法来筹集资金。江西省上饶、景德镇等六个设区市以财政担保形式,通过低息日元贷款,筹集到了城市防洪治理所需的资金,目前该工程已进入了招标投标阶段。
如以“田纳西河流域”为例,研究学习区域的可持续发展,引导学生分析该流域开发的地理条件,了解该流域开发建设的基本内容,以及综合治理的对策和成功的经验。
【课标要求】 以某流域为例,分析该流域开发的地理条件,了解该流域开发建设的基本内容,以及综合治理的对策措施。在这节课中,课标要求可以具体落实到:以田纳西河流域为例,从自然条件、社会经济基础等方面,分析该流域的地理条件,并说出该流域开发的基本内容以及综合治理的措施。
【学情分析】 高二学生对河流、流域以及河流开发利用已经有了一定的认知,具有一定的获取信息的能力;初步掌握了分析一个区域地理背景的方法;但难以理解区域的地理要素之间相互影响、相互依赖、相互制约的关系对流域开发的影响。
【教材分析】 一般来讲,河流两岸是世界上人口稠密、城市集中和经济发达的区域,沿河而居,一方面享受着河流带来的优越自然条件,但另一方面人们的生命和财产也面临着频繁的洪涝灾害的威胁。所以,河流流域的开发治理是区域可持续发展中的一个重要研究课题。教材以美国田纳西河流域成功治理的案例,分析河流流域治理的一般方法。教材首先介绍田纳西河治理的背景和治理过程,说明田纳西河流域经过治理,由一个洪涝灾害频繁、经济落后的地区转变为工农业发达、环境优美的地区,成为具备这样自然地理环境特征的区域提供了开发治理的思路和方法。
【设计思路】 出示学习目标和分解自学指导并导入部分通过图片和文字资料,引发学生对古今田纳西河流域的巨大差异的思考:同样一条河,为什么会有如此的天壤之别?引入田纳西河流域的地理背景的学习。
读 学生阅读课本内容,了解田纳西河流域的地理背景(本节课学习的基础内容)。这部分内容有一定的综合性,通过出示田纳西河流域的地形图、北美洲的气候类型图和田纳西河流域某点的降水图、田纳西河流域的矿产图、田纳西河流域早期开发的文字资料图,让学生归纳出田纳西河流域的自然条件。
议 田纳西河流域开发的基本内容和综合治理的措施是本节课的重点。学生讨论并分析出田纳西河流域开发的有利条件和不利条件,对有利条件提出发展方向,对不利因素找出应对策略。对田纳西河流域而言,解决洪涝灾害的应对策略是什么?引导出修多个大坝,从而引出河流的梯级开发以及综合开发。最后归纳总结出田纳西河流域开发的基本内容和综合治理的措施,延伸到我国的流域的开发治理问题。
讲 美国的田纳西河流域是开发与整治、走可持续发展道路的成功典例,在教学过程中要以此引导学生探究和规划流域开发整治的一般过程和方法,学会举一反三。比如我国的长江流域、黄河流域或塔里木河流域等都可借鉴其成功经验。
练 教学中组织学生以小组为单位,开展探究活动并做检测题(长江流域、黄河流域、塔里木河流域,各为一个小组,时间可长一些,1课时至2课时),首先提出问题:(1)收集有关资料,分析各流域地理环境条件;(2)分析各流域地理环境要素中对发展有利因素和制约因素;(3)探寻流域发展的主要内容和方向;(4)探寻综合治理的对策。重点以长江流域为例,与田纳西河流域分析思路大致相同,然后各个小组讨论、交流、总结、展示。
关键词:现代城市;排水规划;防涝对策
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:16723198(2015)13018702
每个城市的排水系统是预防暴雨洪涝灾害的基本设施,能够及时有效的排放处理雨水,防止城市交通造成瘫痪和财产等损失,是城市正常运行的保障。但是,随着近几年我国城镇化步伐的不断加快,排水系统却未能有相应的更新升级,因此,就是北京、重庆等发达城市也屡屡发生洪涝灾害,造成了巨大的损失。相对于欧美发达国家的排水系统,我国城市的排水仍存在很大的问题,特别是应对特大暴雨突降带来的洪涝灾害,几乎每年都有一些城市因暴雨造成损失。
1太原排水基本情况概述
太原地处山西省的中央,是盆地地形,东部、西部和北部三面环山,只有中南部为河谷平原。黄河的第二大支流汾河是太原的母亲河,横穿太原市境内自北向南,流经长度约有100公里,流经区域约7000平方公里。因为太原呈现簸箕形的地貌特征,太原的气候属于北温带大陆性气候,夏季炎热多雨,冬季干燥寒冷。据有关数据统计,太原年平均降雨量约为467mm,其中最大降雨量的年份是1964年,降雨量为695mm,降雨量最大的区域是古交市与万柏林区交界处,约为703mm。并且,太原市的降雨基本集中于6到9月,占全年降水量的80%,而7月和8月两个月的降雨量占比超过全年降雨量的50%。太原发生洪涝灾害的部分统计数据如下:
1996年8月4日,太原突降特大暴雨,导致虎峪河水位骤涨,冲垮了河坝,淹没了迎泽大街,造成的直接经济损失多达2.86亿元。
2008年6月28日,由于突降暴雨,排水系统不畅通致使积水过深,万柏林区瓦流路地段两名女子不慎被地面湍急的洪水冲入下水道卷走。可怕的暴雨夺去两条年轻的生命,让更多的政府人员开始反思排水系统的问题。
2009年7月17日,又是暴雨突降,太原新建路、南内环街、迎泽大街等主干道的部分路段积水漫过了行人的膝盖,多辆行驶中的公交车瘫痪在积水中,严重影响到了市民的出行,甚至威胁到被困行人的人身安全。
同样,2011年至2014年,均有一些路段因暴雨造成交通瘫痪的情形发生。
可见,尽管太原市投入排水系统改造维护的费用逐年增加,但形势依旧严峻,需要不断提升城市排水能力。
2城市排水防涝面临的挑战
2.1极端天气频发引发降雨量骤增
随着全球变暖的普遍影响和城市规模扩大带来的人员密度加大引发了活动更加频繁等多方面的因素,城市热岛效应明显,使得有利于降雨的条件成熟,许多无法预测控制的特大暴雨极端天气频频出现,历时很短的强降雨天气带来了排水系统承受着巨大的压力。比如,2012年7月第一周就发生了三次强降雨,最大的一次降雨发生在7月4日中午。暴雨袭击一个多小时之后,太原市尖草坪立交桥下、迎春街铁道桥下,积水深达100公分,就连新建路市委东门口等路段,积水也深达30到50公分不等。并且,因为暴雨引发了部分区域停电,同时造成了停水等连锁反应。
2.2排水系统的软肋加剧了洪涝灾害
首先,井篦子的堵塞是下水不畅的直接障碍。由于疏于管理和惩罚制度的漏洞,很多沿街经营商铺将杂物、垃圾和泔水等倒入下水道,堵塞了井篦子,严重影响到了下水道的排水功能。根据一位基层道排所的所长的介绍,正常情况下,一个下水井篦子的进水口能在一秒钟时间之内排掉10立方米的水量,但是有杂物堵塞,不仅影响水的流量,更为关键的是影响水的流速,这样就只能排掉5立方米的水量,甚至会更少。
其次,下水管道直径口细径小,对雨水的消化能力不够强。目前,太原旧城区的改造较为缓慢,即使有的道路进行了更新,但排水系统却未能同步得到改造。比如,小东门、五一路等道路,排水管道的直径不到30厘米,几乎还是上世纪五六十年代的水平,根本无法满足城市强降雨的要求。再者太原市很多下水管道没有达到雨污分流的设计标准,雨水和污水共用一条管道,一旦遇到暴雨,排水压力剧增。地下管道长度不够也是制约排水能力的一大障碍,太原市的排水管道长度总共只有780公里,一旦遭遇强降雨,降水量达到40mm以上,街道退水的速度就会明显的放缓,造成积水增加严重。
再次,地下方涵直径有限。汇入各条道路下水井室的积水,通过下水管道,一般进入比较大的地下雨水方涵。但是,太原市的雨水方涵容量不够大,还存在垃圾堵塞的问题,造成了排水能力下降。
最后,河道、渠道的淤泥沉积严重,导致排水量减少,水位上升,引发洪涝的几率增加。比如,上文提到的虎峪河水流冲击迎泽大街,与河道的设问题有着直接的关系。太原市河道、渠道共有80多条,总长度1460公里,但由于严重积淤,造成了很大的隐患。另外,人为的活动占用河道区域,也为防涝工作造成了极大的障碍,
2.3下穿式立交和地下空间成为新的防涝区
上文提到的迎春街铁道桥下和尖草坪立交桥下,一旦遇到暴雨来临,总是积水较深的地方。近几年,太原市道路改造升级,修建的立交桥和下穿式道路,都应当作为防涝的重要部位。并且,很多地下空间一旦进入雨水,只能通过机械设备强制性抽水,需要配备完善的抽水机泵等设施。比如,2012年7月21日北京的强降雨,造成洪涝灾害,其中最重要的原因就是立交泵站排水能力不足,不能满足需求。
目前,太原市的道路立交、地下停车场的开发呈增长的态势,应当引起排水管理部门的重视,加强管理。
3对策分析
排水防洪防涝工程是一项系统的工程,需要从规划设计、实际地域要求、施工维护等多个方面进行统一的运筹。其中,特大暴雨的监测预警、适时的事前准备防护、重点区域的特别防范、科学有效的调度以及必要资金的投入等,都是必不可少的。排水防洪防涝工程也是一项长期而艰巨的工程,需要不断持续的投入进行更新升级,才能标本兼治,做到长久保障城市各项事宜的正常运行。
3.1提高排水防涝的标准
首先,使用新的降雨强度衡量标准,按照地区的差异,统一计算口径,制定不同的防涝措施和手段。新建道路、新修桥梁等要严格按照国家标准进行设计施工。对旧城区可以进行更新改造的排水系统,也要严格按照设计施工标准进行。
其次,开展排水规划修编。在实际工作中,要结合降雨强度计算方法、设计施工规范和标准等资料,充分考虑太原的地形、气候、人口以及未来的发展规模等因素,适当提高城市的排水标准,形成布局规划符合实际、体系完善、排放畅通、能够有效预防洪涝的排水系统。真正做到,正常降雨道路无积水、短时暴雨道路不淹没、特大暴雨交通不瘫痪。
3.2建设完善城市排水系统
首先,在工程体系方面,主要应当实施六大工程:第一,针对防洪河堤做到工程达标,定期清理沉积淤泥,对沿河地段的低标准河堤进行改造加固,达到100年一遇的标准;第二,实施城市外排工程,真正做到排水畅通,将雨水有效的排放到汾河,保证汾河的畅通,使得雨水入河为安;第三,实施六城区低洼、立交桥下等治理工程,消除低洼、立交桥的积水隐患;第四,实施城市排水泵站的双电源工程,切实确保排水的有效;第五,实施城区河道和下水管网的综合治理,加大监督力度,提升调蓄引排能力;第六,改造雨水排水管道,达到国家标准,新城区建设采用雨污分流。
其次,在非工程体系方面,实施旧城区河网自流工程,进一步打通龙潭公园、饮马河公园、迎泽公园以及汾河公园之间水系的流通,形成活水,增强降雨水量增大时的蓄水调节能力。
3.3完善排水防涝运行管理
首先,完善长效监督管理机制。排水系统设施的完善和设计施工达标是一个方面,而后期的适时维护则是另外的一个重要方面,进一步明确责任分工,积极将市一级排水管理部门、区一级排水管理部门以及街道办和社区的职能调动起来,分工协作,各负其责,形成规范的排水管网养护办法。
其次,强化应急管理。制定切合实际而完备的应急预案,并定期进行模拟演练,保证做到特大暴雨来临之时,能够做到临危不乱,应对有方,及时消除隐患和危险。
再次,注重能力建设。政府应当加大排水工程的投入,保证各项资金物资的及时到位。加强专业人员的综合素质培养,建立专业化的应急抢险队伍。对低洼和立交桥等特殊地段进行设施升级改造,保障积水的及时排出。
4结论
随着我国城镇化建设步伐的不断加快,加强城市基础设施建设,特别是排水系统的升级更新,对于构建四位一体的和谐文明城市有着重大的意义,在城市环境保障和经济可持续发展中,具有至关重要的作用。
参考文献
[1]沈海滨,赵华菁.苏州城市排水防涝对策探讨[J].中国水利,2013,(17).