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2025年6月4-6日

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多地開啟“看海”模式,城市排水為何問題不斷

進入6月以來,部分地區暴雨不斷。截止到6月30日,中央氣象臺連發29天暴雨預警,持續時間為近年來少見。據統計,目前,我國洪澇災害已造成13省1216萬人次受災,78人死亡失蹤,72.9萬人次緊急轉移安置;8000余間房屋倒塌,9.7萬間不同程度損壞;直接經濟損失257億元。突如其來的暴雨,加劇了城市排洪負擔。甚至到達了年年暴雨,年年內澇的地步。為何城市排水系統如此脆弱?城市防洪、排澇及排水設計標準又有哪些區別?

在一些場合,經常有人提及國內排水與防洪標準不一致不能銜接的問題,這也主要是由于國內管理體制的原因造成的,而國外則基本不會面臨這個問題。在我國大部分城市, 城市防洪與城市排水分別屬于水利和市政兩個行業,在學術研究上,兩者也分別屬于水利學科和城市給排水學科。一個城市的防汛工作則由這兩個行業共同合作完成,其中市政部門負責將城區的雨水收集到雨水管網并排放至內河、湖泊或者直接排人行洪河道,水利部門則負責將內河的澇水排人行洪河道,同時保證設計標準以內的洪水不會翻越堤防對城市安全造成影響。為了保證城市防洪排澇安全, 兩個部門各有自己的設計標準。市政部門采用的是較低的重現期標準,一般只有一至三年一遇, 有的甚至一年幾遇。而水利部門有兩種設計標準, 分別是防洪標準和排澇標準,其重現期一般較高,范圍也很寬,防洪標準可從五年一遇到最高萬年一遇。

按水災成因劃分,洪災通常指城市河道洪水(客水或外水)泛濫給城市造成嚴重的損失,而澇災則是由于城區降雨而形成的地表徑流,進而形成積水(內水)不能及時排出所造成淹沒損失。為了保護城市免受洪澇災害,需要構建城市防洪排澇體系。一個完整的防洪排澇體系包括防洪系統和排澇系統。防洪系統是指為了防御外來客水而設置的堤防、泄洪區等工程設施以及非工程防洪措施,建設的標準是城市防洪設計標準,而排澇系統包括城市雨水管網、排澇泵站、排澇河道(又稱內河)、湖泊以及低洼承泄區等, 城市管網、排澇泵站的設計標準一般采用的是市政部門的排水標準,排澇河道湖泊等一般采用水利部門的城市排澇設計標準。

城市防洪設計標準是指狹義上的標準,特指“河(江)洪水”的防洪標準,是以城市行洪河道所抵御的洪水(客水)的大小為依據,洪水的大小在定量上通常以某一重現期(或頻率)的洪水流量表示。城市排澇設計標準則是指內水的防洪標準。在規劃設計上, 排水管網采用的是用暴雨強度公式計算的一定重現期的流量作為城市排水設計標準,這個重現期是指相等的或更大的降雨強度發生的時間間隔的平均值,一般以年為單位。

城市排澇設計標準主要應用于城市中不具備防洪功能的排澇河道、湖泊、池塘等的規劃設計中,主要計算由區域內暴雨所產生的城市“內澇”,而城市防洪標準主要應用于城市防洪體系的規劃設計, 包括城市防洪河道、堤防、泄洪區等,沿海城市還包括擋潮閘及防潮堤等。其涉及的范圍不但包括區域內暴雨所產生的城市“內澇”,還包括江河上游地區及城市外圍產生的“客水”。城市排水設計標準主要應用于新建、擴建和老城區的改建、工業區和居住區等建成區,它是以不淹沒城市道路地面為標準, 對管網系統及排澇泵站進行設計。

城市防洪設計標準中的重現期是指洪水的重現期, 側重“容水流量” 的概念,城市排澇設計標準與城市排水設計標準中的重現期, 指的是城市區域內降雨強度的重現期, 更側重“強度”的概念。

另外, 城市排澇和城市排水設計標準中的重現期的含義也有區別。城市排澇設計標準中的重現期采用年一次選樣法, 即在n年資料中選取每年最大的一場暴雨的雨量組成n個年最大值來進行統計分析。由于每年只取一次最大的暴雨資料,所以在每年排位第二、第三的暴雨資料就會遺漏,這樣就使得這種方法推求高重現期時比較準確,而對于小重現期其結果就會明顯偏小,而城市排水設計中暴雨強度公式里面的重現期采用的是年多個樣法, 即每年從各個歷時的降雨資料中選擇6-8個最大值,取資料年數3 -4倍的最大值進行統計分析,該法在小重現期時可以比較真實地反映暴雨的統計規律。

城市外來洪水和城市內澇之間存在相互影響、相互制約、相互疊加的關系,行洪河道洪水水位高, 則澇水難以排出而城市排澇能力強, 則會增加行洪河道的洪水流量, 抬高河道水位, 加大防洪壓力和洪水泛濫的可能性。城市防洪標準與城市排澇標準的接近程度與流域面積的大小有關系, 流域面積越小,二者關系越接近,這是由于越小的流域內普降同頻率暴雨的可能性越大。在一個較大流域內, 不同地區可能發生著不同重現期的暴雨, 而整個流域下游河道形成的洪水的重現期可能大于流域內大部分地區暴雨的重現期,而兩者的關系還取決于各地區排澇設施的完善程度。對于小流域來說, 二者常常是一回事。

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