由于全球氣候變化，我國(guó)在近三年里城市內(nèi)澇的問題越來(lái)越頻繁，強(qiáng)度越來(lái)越大，嚴(yán)重影響城市居民生活，幾乎每一次重大內(nèi)澇都導(dǎo)致傷亡事件，嚴(yán)重威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)，制約著整個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

　　本稿件來(lái)自于 “2014 全國(guó)智慧管線與地下空間管理高峰論壇”中作者的主題演講《排水管網(wǎng)與城市內(nèi)澇》整理而成。

　　北京，2013年“七二一”暴雨事件，全市受災(zāi)人口160.2萬(wàn)人，公路中斷4萬(wàn)余條次，因?yàn)?zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失116.4億元。

　　上海，2013年9月13日特大暴雨，造成浦東、黃浦、楊浦、長(zhǎng)寧等區(qū)80多條(段)道路短時(shí)積水20-50厘米，部分老小區(qū)內(nèi)道路積水10-30厘米。

　　廣州，2012年5月5日，廣州氣象臺(tái)發(fā)布廣州市暴雨黃色預(yù)警信號(hào)，市三防總指揮部同時(shí)啟動(dòng)防暴雨內(nèi)澇三級(jí)響應(yīng)。

　　而今年，由暴雨引發(fā)的城市內(nèi)澇事件呈多發(fā)態(tài)勢(shì)：2014年3月30日，佛山禪城區(qū)?？诖逯裣锝肿钌罘e水達(dá)70厘米;2014年3月30日，深圳首場(chǎng)大暴雨造成內(nèi)澇200處， 2人因?yàn)?zāi)死亡;2014年3月31日，105國(guó)道佛山順德陳村段路面嚴(yán)重積水;2014年3月30日東莞多處內(nèi)澇， 1 女大學(xué)生被沖入下水道死亡。

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　　分析我國(guó)內(nèi)澇的主要成因，主要有五大類：氣候條件、地形條件、城市化、城市排水工程設(shè)計(jì)、管網(wǎng)維護(hù)和排水應(yīng)急管理。以廣東省番禺為例，來(lái)分析這五類成因?qū)Τ鞘袃?nèi)澇的影響。

　　首先是氣候條件，但什么樣的標(biāo)準(zhǔn)才是50年一遇，假如以歷史數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，那可能會(huì)遇到50年一遇的暴雨是年年都有的情況，因?yàn)楝F(xiàn)在全球極端氣候變化下，降雨的模式和規(guī)律都在發(fā)生變化。對(duì)于降雨量較大的南方地區(qū)來(lái)說(shuō)，主要就是兩類的氣候條件導(dǎo)致的強(qiáng)度暴雨：第一類是極端強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的短歷時(shí)強(qiáng)暴雨主要集中在4-6月份，會(huì)引發(fā)突發(fā)性山洪、城市內(nèi)澇;第二類就是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)造成的，集中在7-10月份，引發(fā)流域性大洪水、河口風(fēng)暴溫潮和城市內(nèi)澇，而且強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨的歷史比較長(zhǎng)。根據(jù)佛山市提供的材料，每年的開訊期都不一樣，總體而言在3月底，4月初開始的，晚的到5月初。

　　番禺前汛期為每年的4-6月份，以短時(shí)強(qiáng)降雨居多，而后汛期在每年的7-9月，主要受臺(tái)風(fēng)影響，以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)強(qiáng)降雨為主。一小時(shí)最大的雨量，前汛期比后汛期大。

　　前汛期不同年份對(duì)比

　　后汛期不同年份對(duì)比

　　第二類因素是地形條件，GIS的三維地形圖圖分析，可以直觀看到番禺有很多地方都是地勢(shì)低洼的，如番禺石橋、大北路，積水主要集中在最低洼的地方，如果降雨強(qiáng)度大，山洪的傾泄，地下管線不夠暢通的話，雨水口的倒灌及沿海城市的潮漲潮落倒致江河倒灌，其高壓可以使水從低水口噴出來(lái)引發(fā)城市內(nèi)澇。

　　第三個(gè)成因就是城市化的發(fā)展。中國(guó)改革開放30多年，幾乎走過了西方國(guó)家300多年的道路。換而言之就是我們?cè)谟门馨倜椎乃俣扰苋f(wàn)米。經(jīng)濟(jì)快速的增長(zhǎng)伴隨著城市?。航煌〒矶?、水污染、包括地表、地下，土壤污染以及城市內(nèi)澇等新問題。高速城市化直接的影響就是城市的地面透水性差，原有鄉(xiāng)村的土地及魚糖等補(bǔ)充蓄水設(shè)施被城市建筑代替，使城市產(chǎn)流率增加，回流速度加快，城市的蓄水能力差，水系的循環(huán)能力降低。另一個(gè)就是老城區(qū)的管網(wǎng)很小，沒有考慮到現(xiàn)在的高增長(zhǎng)率的緊湊式發(fā)展，地表水增多，內(nèi)澇是必然性的。

　　第四個(gè)成因就是現(xiàn)有的城市排水工程的設(shè)計(jì)。一方面是管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，而且各地方對(duì)多少年一遇的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)也不一樣;二是排水溝渠設(shè)計(jì)不合理，普遍偏小，沒有綜合考慮路面和廣場(chǎng)的排水量;三是立交橋底排水能力欠缺;我們需要在做城市規(guī)劃的時(shí)候就把管線規(guī)劃同步來(lái)做，做好部門間的協(xié)調(diào)，才能做出符合標(biāo)準(zhǔn)需求的城市排水工程。

　　最后一點(diǎn)就是管網(wǎng)維護(hù)和排水應(yīng)急管理。如雨水口堵塞及管網(wǎng)日常維護(hù)工作不到位，造成的管道淤積，都可能引起城市內(nèi)澇。所以降雨產(chǎn)流、回流、地下管網(wǎng)的排水是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，做單一模型是解決不了城市內(nèi)澇問題。

　　基于上述五個(gè)成因進(jìn)行城市內(nèi)澇的模擬，形成了我們的內(nèi)澇模擬技術(shù)路線：首先內(nèi)澇模型通常需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，建立城市內(nèi)澇分析數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括了數(shù)字高程模型、土地利用數(shù)據(jù)、水文參數(shù)、管道普查數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在此基礎(chǔ)上形成城市內(nèi)澇模型，進(jìn)行模型校準(zhǔn)及多情景模擬后，最終形成分析結(jié)果，包括：內(nèi)澇點(diǎn)分布、內(nèi)澇點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)、管道承載力等各類數(shù)據(jù)，最后形成一個(gè)城市內(nèi)澇點(diǎn)的預(yù)案。

　　大北路/富華東路積水和車流量連續(xù)變化過程

　　通過對(duì)多個(gè)城市的內(nèi)澇模型的分析，我們發(fā)現(xiàn)了在排水管網(wǎng)建設(shè)中存在的一系列問題：排水體制混亂，雨污管線錯(cuò)接、混接，上下游管線不匹配，管線逆坡，斷頭排水管網(wǎng)。

　　一是排水體制混亂的問題，以莞城街道的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)為例，主要包括三種類型的管道：雨水管道、污水管道和雨污合流管道。雨污合流管道覆蓋了莞城街道的大部分，合流制排水管網(wǎng)占據(jù)了較大比例。

　　二是上下游管線的不匹配，按理論說(shuō)，管線的口徑下游比上游大才比較合理，但事實(shí)上，根據(jù)我們的分析主要是因?yàn)椴煌瑫r(shí)期分批建成;不同權(quán)屬單位建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一致。這種上下游接口不匹配的將近7%了。還有就是管線逆坡，如莞城街道現(xiàn)狀排水管網(wǎng)中出現(xiàn)下游管底高程大于上游管底高程。

　　還有就是混接，錯(cuò)接情況發(fā)生。由于排水管網(wǎng)建設(shè)零散和缺乏整體規(guī)劃，存在一定程度的雨污錯(cuò)接現(xiàn)象。雨水管道和污水管道的錯(cuò)接可能引起水質(zhì)的污染，也可能會(huì)導(dǎo)致暴雨時(shí)雨水進(jìn)入污水管而引發(fā)內(nèi)澇。

　　四是斷頭排水管網(wǎng)。我們可以做情景分析，排水能力分析，排水管網(wǎng)現(xiàn)狀，以及排水能力評(píng)估，我們可以設(shè)置各種預(yù)期的模擬分析，以及預(yù)期以后有什么樣的改進(jìn)，這里頭就不給大家看具體的例子了。

市橋河商業(yè)街管線數(shù)據(jù)缺失溫南路管線數(shù)據(jù)缺失

　　針對(duì)上述的一些問題，我們主要從以下幾個(gè)維度進(jìn)行模擬研究：

　　1、洪澇情景模擬和排水能力分析，設(shè)置了3種除雨情景進(jìn)行模擬分析；

　　2、排水管網(wǎng)現(xiàn)狀排水能力評(píng)估，分析一年一遇降雨情況下主干管道充滿度；

　　3、排水管網(wǎng)淤積模擬分析，分析一年一遇降雨情況下主干管道淤積；

　　4、內(nèi)澇整治工程完成后的作用分析，評(píng)估擴(kuò)大管徑對(duì)城市內(nèi)澇的整治效果；

　　綜合上述的成因和模擬模型研究，智慧水務(wù)的建設(shè)要從以下幾點(diǎn)著手：

　　1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲?。?/p>

　　2、城市洪澇實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括建立降雨和水位遠(yuǎn)程無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、建立降雨和水位遠(yuǎn)程無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

　　3、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成分析與預(yù)警；

　　4、洪澇模擬和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

　　5、城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)；

　　6、日常管理與應(yīng)急處置；

　　城市內(nèi)澇是中國(guó)快速城市化過程的通病, 中國(guó)大部分城市建設(shè)的排水設(shè)計(jì)管理較粗、排水設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)過低等各種因素造成，及時(shí)應(yīng)對(duì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我們要加強(qiáng)地下排水基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)，加強(qiáng)市內(nèi)排澇設(shè)施管理，進(jìn)一步強(qiáng)化暴雨預(yù)警和應(yīng)急處置，從源頭收集雨水，減少內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生，除了專業(yè)的水務(wù)管理部門外，還需要廣大公眾的參與。另外，我們需要學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，從排水過程的每一步著手，減少城市建設(shè)對(duì)自然排水過程的干擾，增加雨水下滲量和地表蓄洪量，降低產(chǎn)流量和遲滯匯流峰值。(柳林)