隨著我國經濟的迅猛發展,人民生活水平的迅速提高,城市對排水工程的要求也隨之提高。如何破解城市排水工程面臨的缺水、內澇、污染等系統性問題,順應時代發展的潮流趨勢,是城市管理和市政行業必須深入研究的課題。
1 城市排水工程的概念
城市的雨水、生活污水、工業生產排出的廢水等,需經過渠道、泵站、污水處理廠等進行處理排放,這些工程設施及構筑物統稱城市排水工程。排水工程是城市功能運行的重要基礎設施,是城市環境保護特別是水環境保護的重要環節。
2 城市排水工程面臨的系統性問題和成因分析
2.1 水資源短缺
我國人均水資源占有量 2100 立方米,僅為世界平均水平的28%,列世界第 125 位,全國 2/3 的城市不同程度缺水,而且時空分布不均,水旱災害年均影響上千萬人口。
就缺水而言,主要有三種基本類型:一是資源型缺水,即水資源可利用量小于用水需求,這種情況主要發生在北方地區和南方沒有大江大河通過的沿海地區;二是水質型缺水,即水資源可利用量大于用水需求,但水體受到污染,不符合城市用水的水質要求,這種情況主要發生在水資源豐富、人口稠密的南方地區,而在資源型缺水地區水污染問題往往也比較嚴重;三是工程性缺水,城市用水需求不能由城市給水工程完全滿足,這種情況在現階段大部分城市已經少見。
2.2 城市內澇
我國城市的暴雨重現期設定值普遍過小,數十年來城市大規?;A設施建設并未涉及“城市地下”部分。近年來全國各地城市在暴雨來臨時普遍發生城市局部內澇災害,從北京、廣州、杭州到濟南、滁州、哈爾濱,一時間“到某城來看?!背闪司W絡熱詞。據調查,國內351 個城市有 62%的城市存在不同程度的內澇問題,57 個城市的最長積水時間超過 12 小時。
造成內澇有多方面的成因。近年來地球氣候變化加快,極端天氣不斷出現,暴雨出現概率有所增加。城市快速擴張形勢下,硬質地表(混凝土、瀝青路面等不滲水材料)徑流系數偏大,缺乏有效的透水面積。合流制排水系統存在暴雨時期排水能力有限的問題。城市個別節點高程造成的雨水外排限制等。
2.3 水污染
城市水體污染問題越發嚴重。湖泊、河流等地上水體,和地下水體都存在不同程度的遭受污染情況。60%左右的平原區地下水水質劣于Ⅲ類,118 個大中城市地下水已普遍受到污染。20.8 萬公里的重要江河河段中,Ⅴ類和劣Ⅴ類水達到 20%左右的份額。
我國作為最大的發展中國家,在經濟快速增長的同時,也付出了環境遭受污染的慘痛代價。環境總容量面臨極限,城市中的工業企業向地表排放大量的工業廢水,甚至超標超額排放。城鎮化水平的攀升也使居民生活污水排放量激增。城市總體污水處理率偏低,部分城市污水不能處理。不容忽視的還有水體二次污染問題即第二環境問題,污水處理廠工藝落后,運行管理缺失,處理后的城市污水不達標。
3 針對熱點難點問題,提出對策
3.1 加強污水處理廠建設,提高城市污水處理率
加強污水處理理論研究,處理工藝升級換代;新建、改擴建現有污水處理廠,提高城市污水處理率。根據哈爾濱市總體規劃(2011-2020),至 2020 年,新建及升級馬家溝文昌、何家溝群力、何家溝平房、信義溝公濱等 14 座污水處理廠,污水集中處理率達到 90%以上。
3.2 參考先進國家的成功經驗
在財力允許的情況下,推進雨污分流制的排水體制改造,在城市新建區實行雨污分流制,進行分流制的降雨初期污水處理的探索研究工作。
國外發達國家的城市排水經過百余年的建設,一般暴雨重現期已經提高到“五至十年一遇”,甚至“十五年一遇”.法國巴黎的地下水排水系統有 2300 公里長,東京的地下排水系統堪稱地下宮殿。而且這些發達城市有兩套系統,即處理一般降雨的小排水系統和應對極端暴雨情況的大排水系統,值得注意的是,大排水系統暴雨重現期很大,是由排水渠道、蓄水池、公路道路、水體等多種設施組成的綜合排水系統,確保極端雨洪的及時排泄和綜合吸納利用。
3.3 建設“海綿城市”
近年來國內興起了建設“海綿城市”的熱潮。2014 年 11 月 3 日,住建部發布《海綿城市建設技術指南》;2015 年 1 月 20 日財政部、住建部、水利部辦公廳聯合印發了《關于組織申報 2015 年海綿城市建設試點城市的通知》;國家正在推廣和應用低影響開發建設模式(LID 模式),意圖利用城市水系、道路、綠地等用地的吸納功能,對降雨進行吸收利用,在利用中保持水文特征基本不變,從而達到削減徑流負荷、保護和改善生態、防止內澇和節約水資源的目的。
海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。
海綿城市的建設理念,是“回歸自然的水文循環”.利用城市水系、道路、綠地等用地的吸納功能,讓它們像“海綿”一樣對降水進行吸納、按需求排放和再利用。要充分考量各個不同的氣象、水文、水系、地形的不同情況,確定控制目標。一般說來,海綿城市控制目標有徑流污染控制、徑流總量控制、雨水資源化利用、徑流峰值控制等,制定規劃原則和實施策略,通過土地利用布局的方式進行實施。
雨水利用模式要從傳統的以排為主轉變為以吸收利用為主,從規劃設計開始,貫穿施工及維護等整個建設及運行過程,城市各部門各專業要統籌協作,構建低影響開發雨水系統。建設海綿城市具體工程措施包括盡量采用透水性路面、地面,利用停車場、綠地等公共區域建立地下雨水收集池、建立地下大型雨水調蓄池等控制性工程。
4 結束語
城市排水工程是關乎民生的系統工程,隨著社會經濟的發展,人民對城市排水工程的要求越來越高。經歷了從“排污水、不內澇”的低端要求向“山清水秀、循環利用”的高端要求的轉變。應加強對城市排水工程的系統研究,把握城市排水工程研究的新趨勢,促進城市經濟社會的健康發展。
參考文獻:
[1]謝映霞。從城市內澇災害頻發看排水規劃的發展趨勢[J].城市規劃,2013,2.
[2]王文亮。海綿城市建設要點簡析[J].建設科技,2015,1.