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探究武汉市内涝渍水点的消除对策及建议

2021-06-30 182 上传者：管理员

摘要：在当下武汉建设国家中心城市的背景下,结合武汉市主城区地势特征、降雨特征和排涝特征,从自然因素、排水设施和维护管理等方面分析了武汉市主城区内涝渍水的原因,并提出了补齐排水设施短板、弥补先天条件不足、加强精细设计施工、提高管理维护能力、推进海绵城市建设的总体策略,为当下武汉市主城区内涝渍水的治理提供参考。

关键词：
城市内涝
城市给排水
排水系统
海绵城市建设
渍水成因
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随着武汉市城市建设的快速发展，主城区内涝渍水的社会影响在逐年加大。为支持武汉加快建设国家中心城市，大幅提升排水防涝能力，保障城市排水安全，针对主城区内涝渍水问题，提出总体策略并就共性问题形成治理对策指引。

1、武汉市排水防涝基本特征

1.1 地势特征

拥有“百湖之市”美誉的武汉市受长江及汉江分割，形成武昌、汉口及汉阳三大片区。汉口地势平坦，武昌及汉阳地势起伏略大，总体呈现沿江高、沿湖低的特点。武汉市主城区大部分建成区标高在20.0m～25.0m(黄海，下同),临江周边地面标高多在24.0m～25.0m,湖泊周边标高仅20.0m～21.0m,基本上在常年洪水位以下。

1.2 降雨特征

武汉市年降雨量充沛，且月份降雨分布不均，汛期暴雨强度较大。武汉市暴雨发生月份多集中在4月～8月，其降雨量占全年的65.8%[1]。据气象部门相关统计资料，近50年来，武汉市年降雨量在700mm～2100mm之间波动，其多年平均降水量1257mm,最大降水量2056.9mm(见图1)。

1.3 排涝特征

长江、汉江是武汉市主城区降雨的受纳水体，由于长江汉江洪水位高于主城区大部分地面高程，为抵御外江洪水，沿长江汉江建设了防洪堤防，并与自然高地一起将城区围合在汉口、汉阳和武昌等三个大防洪保护圈内。在汛期外江水位高时，城区降雨须通过雨水泵站抽排至外江；在非汛期外江水位低时，城区降雨则通过穿堤排水闸来实现雨水外排。除汉口主城区和部分沿江地区直接排入外江外，武汉市大部分地区雨水先就近入湖泊调蓄，超过湖泊调蓄能力的来水和湖泊蓄后雨水再排入长江、汉江等外江。按照出江口的不同，武汉市主城区现状排水防涝系统或水系10个，其中汉口地区4个，汉阳地区3个，武昌地区3个(见图2)。

2、武汉市内涝渍水成因分析

城市防涝工程是一个系统工程，由多种防涝设施共同构成，管理运行极为复杂，因此雨水排除系统的构成涵盖雨水排放全过程，包括降雨径流、雨水口收集或地面下渗、雨水管涵或明渠输送、入湖或调蓄池调蓄、泵站抽排等。影响城市内涝渍水的自然因素包含降雨条件、竖向条件和下垫面条件，人为因素包含排水设施及维护管理等。

2.1 自然因素

2.1.1 降雨条件

武汉属北亚热带季风性湿润气候区，具有雨量充沛、降水集中、暴雨在时间分布上的不均匀性显著等特点。强降雨或连续性降雨是造成武汉市内涝的客观因素。当出现短历时强降雨时，汉口和临江等通过泵站强排地区更容易出现渍水，但一般渍水时长较短，雨后渍水能够快速消退；当出现长历时强降雨时，则武昌及汉阳等湖泊调蓄区则更容易出现渍水，且在超长历时降雨情况下容易出现大面积长历时渍水，如2016年7月上旬超长历时暴雨，汤逊湖及南湖地区出现系统性大面积渍水长达一周。

2.1.2 竖向条件

武汉市主城区总体地势平坦，一旦汇流面积过大，其排水极易受到下游水位顶托影响，在地势低洼区形成渍水。如汉口地区的黄孝河和机场河系统，除沿江地面标高达到25.0左右外，其他从一环线至三环线的大部分区域地面高程大多在22.0m～20.0m之间，地势平坦低洼，属于全系统的易渍水区。

2.1.3 下垫面条件

下垫面的影响主要体现在径流系数上。随着武汉市主城区硬化率的快速增长，其地表产流量迅速增加，汇流不断加快。各类型地类中不透水地表面积占比对内涝渍水影响最大，而透水绿地和水体则对雨水存在具有明显调蓄作用，与内涝程度呈现负相关关系[2]。

2.2 排水设施

排水设施的影响因素主要包含排水管涵、排水明渠、调蓄设施和排水泵站等。汉口地区汇流面积大，排水过于集中，主干管涵及明渠排水能力明显不足，加之调蓄水体少及末端泵站抽排能力欠缺，在短时强降雨下容易形成渍水。而汉阳和武昌地区调蓄水体多，大部分区域可分散排水就近入湖调蓄，但湖泊调蓄能力受到排江泵站能力、景观要求等因素限制，湖泊经常持续高水位状态，导致上游低洼区水位受顶托，也易形成内涝。

2.3 维护管理

维护管理的影响包括雨水口、管渠的淤积影响、湖泊港渠的水位控制、泵站涵闸的调度以及汇水面积的控制等。

1) 设施淤积

过水能力随管涵淤积加重而快速降低，管道淤积20%过水能力约降低25%。据调查，汉口解放大道等合流箱涵因旱季流速极低，极易造成箱涵淤积，雨季排水受影响加大了渍水风险。

2) 水位控制

为保障湖泊的景观效果，现有部分调蓄湖泊未能在雨前实现水位预降，导致湖泊可调蓄容量下降明显。如位于武汉东湖生态旅游风景区的东湖，其规划雨前低水位为19.15m,为维护其5A景区滨水景观效果，实际控制低水位为19.5m,调蓄容量下降明显。

3) 涵闸控制

武汉市主城区部分湖泊周边现存部分合流区，为减少雨季污水溢流入湖，排水口处设置有截污闸和截污管。由于截污闸受到严格控制，且配套截污管能力有限，导致上游极易形成渍水。近年来为保护水体环境，武汉市主城区沿湖排口截污工程大量实施，由此产生的渍水问题不容忽视。

4) 汇水区控制

周边配套排水管不完善、未设置挡水设施或道路未设置反坡，导致下穿立交等特殊低洼地段实际汇水范围发生变化，排水提升泵站不堪重负而渍水。

5) 施工管理

城区内部分施工工地排水管理薄弱，泥浆砂石等混入排水管涵，也未得到及时清理，导致管涵淤堵，排水能力下降。另有部分工地为赶工期未能准确恢复原有排水管道，导致排水不畅。

2.4 小结

通过综合分析可知，影响武汉市主城区渍水的主要要素包括排水系统(设施)抽排能力、控制措施、降雨及地形地势(先天条件)、涵闸及泵站等设施的管理维护、下垫面硬化程度等。

3、武汉市内涝渍水点消除对策及建议

3.1 内涝渍水点消除总体对策

在综合分析武汉市主城区内涝渍水成因的基础上，基于海绵城市理念，按照建设、管理、维护一体化的思路，提出有针对性的内涝渍水点消除总体策略。一是按照国家最新内涝防治标准，新建、改扩建防涝设施，补齐系统抽排能力不足的短板；二是低洼地区适当提高设计标准，运用调蓄、强排等综合措施，弥补地势等先天条件不足的问题；三是精细化设计，严格控制汇流面积，优化竖向高程，加强立交及隧道等特殊低洼地区汇水面积的控制；四是加强施工工地管理，管渠疏捞常态化，优化泵站及闸门调度，强化设施管理维护的能力；五是推进海绵城市建设，缓解地面硬化率过高的影响。

3.2 内涝渍水点消除分类指引

3.2.1 补齐排水设施短板

1) 扩大泵站抽排能力

武汉市主城区大部分排水泵站经过2016年灾后重建后有了较大提升，但仍有部分排水泵站抽排能力不足。现状抽排能力不足的排水泵站主要有后湖泵站、罗家路泵站、汤逊湖泵站等。为有效应对城市内涝，减少城市渍水风险，应继续推进排水泵站的建设。

2) 完善管渠主干通道

针对管渠排水能力不足的问题，应及时按规划增加排水主干通道，完善雨水管渠系统。如汉口地区应新增黄孝河二通道、建设大道主干通道等，扩建黄孝河明渠，必要时考虑汉口排涝深隧来抵御特大暴雨。武昌地区应新增野芷湖连通通道，扩建青菱河、东港、沙湖港等，畅通区域性排水廊道。

3.2.2 弥补先天条件不足

部分道路及小区建设时竖向设计考虑不够周全，导致道路及小区内局部地段不利于排水而形成渍水，如省公安厅内餐厅及周边明显比小区其他地段低而形成相对低洼区，阳光在线小区地面高程接近于湖泊实际水面高程等。针对此类地势低洼类渍水点，可适当提高设计标准，运用调蓄等综合措施。

3.2.3 加强精细设计施工

由于汇流面积控制不到位，导致下穿涵洞等特殊低洼地段实际汇水范围发生变化，立交排水提升泵站不堪重负而渍水。针对此类渍水点，应精细化设计，严格控制汇流面积，优化竖向高程。以姑嫂树下穿涵洞为例，其在下穿通道两侧布置挡水设施，在入口处设置横截沟和道路反坡，严格控制汇流面积(见图3)。

3.2.4 提高管理维护能力

1) 湖泊水位未能按规划控制水位运行

为充分发挥湖泊调蓄功能，应协调好武汉市湖泊调蓄与滨水景观功能之间的矛盾，及时准确掌握天气信息，提前调度闸站，控制好湖泊水位。

2) 排水涵闸难以及时开启

对于合流区和雨污混流区的涵闸，一方面应加大对初雨的调蓄和截流，将初雨送至污水处理厂进行处理，另一方面要掌握好控污与排涝之间的关系，应在上游产生内涝之前提前开启闸门，避免形成渍水。

3) 重大工程施工影响

应加强对重大工程施工排水的监管，实施排水许可制度，严禁建筑泥浆、沙石等进入城市排水系统，管线迁改工程则应及时验收复核，确保排水管涵通畅。

3.2.5 推进海绵城市建设

针对城区内普遍存在的地面硬化率过高的问题，应大力推进海绵城市建设，削减雨水径流量和降雨峰值。通过建设可渗透广场和路面，结合实际条件建设绿色屋顶和生态停车场等，促进雨水下渗，建设公园绿地时多考虑下凹式绿地，植草沟、绿地滞留设施等，尽量滞留部分降雨，从而减少汇流量，减缓汇流速度。同时要加大保护主城区内河湖港渠、坑塘湿地等保护力度，保障雨水调蓄空间。鼓励建设综合雨水利用设施，加大雨水回用力度。

4、结语

1) 城市内涝渍水一般是多方面不利因素共同叠加的结果，必须全方位多角度进行分析，然后结合实际情况采取综合治理措施，必要时可按照近远期结合，分期实施整治方案。

2) 部分渍水点必须将水安全和水环境问题同步解决，才能实现排涝与治污的平衡。

3) 应建构城市排水防涝系统平台，整合地形、降雨、下垫面、现状管线、闸站和水体等防涝系统相关信息，形成渍水评估、预警和后评估机制，辅助进行科学决策。

参考文献:

[1]康丹,康宽.武汉临湖建成区渍水成因及对策:以南湖地区为例[J].中国给水排水,2018,34(3):135-138.

[2]陈雪.武汉市中心城区下垫面因素对其内涝的影响分析[D].武汉:武汉大学,2018.

文章来源：胡晗,高艳,吴思.武汉市主城区渍水成因及对策分析[J].山西建筑,2021,47(13):153-155.