张悦：雨洪控制与利用
admin
2015-05-25
来源：景观中国网
对于城市水问题的管理与解决，个人认为供水与污水都处在相对容易解决的层面，因为这些问题指标单一，指向明确，因素相对简单，其解决方法有清晰的思路可循。而对于雨水管理来说，则是一个涉及供排水、水资源蓄积、防涝等多方面的城市综合管理问题，从这个角度上来说，雨水可称之为城市水管理的终极目标。
对于城市水问题的管理与解决，个人认为供水与污水都处在相对容易解决的层面，因为这些问题指标单一，指向明确，因素相对简单，其解决方法有清晰的思路可循。而对于雨水管理来说，则是一个涉及供排水、水资源蓄积、防涝等多方面的城市综合管理问题，从这个角度上来说，雨水可称之为城市水管理的终极目标。
雨水管理：水源利用、污染、内涝是三位一体的问题
水源问题：虽然大气存在污染，但雨水毕竟还是水源，对于北方缺水城市，水资源的综合利用尤其重要。
污染问题：每场降雨，初期雨水携带的污染物质会导致河道污染、发黑发臭。城市面源和农村面源污染已经成为污染的主要因素。
内涝问题：内涝问题主要体现为城市安全问题。不少城市淹水情况突出，一方面是自然原因，和过去相比，气候变化导致的短历时、强降雨频率越来越高；另一方面是人为原因，如“摊大饼”式的城市化发展、“热岛效应”、“雨岛效应”、道路硬化等会对自然原因导致的效果产生强化。
首要解决内涝问题
在传统的城市建设和管理体系中，雨水的解决方案以“快排”为主，在目前的城市管理中，个人认为应当首要解决内涝问题。应当更加重视污水和雨水管网的协调。
“十一五”期间，大规模污水厂建设过程中，污水收集管网与原有雨水管网的融合，缺乏科学管理和长期规划，而这个问题并没有引起足够的重视。
中国传统的排水体系为雨污合流，但不是完全的合流体系，而是干管合流制，即城市排水干管按照雨污合流的原则建设，而“毛细干管”（污水收集系统末端）仍是最初的雨水管道。实际在收集系统末端，污水的收集仍然使用原有的雨水管道，“鸠占鹊巢”。污水进入雨水系统，流速很慢，沉积、淤积严重，平均淤积60-70%的管径断面。庞大的雨水系统成了污水的沉淀池，不仅为管网清淤带来很大的困难，而且一旦进入汛期，长期积累的淤泥集中被冲刷裹挟进入污水厂，造成污水厂处理负荷加重。根据我们多年的观察，中国的污水排放量最高的时段为每年的4、5月份，也就是南方的“梅雨“季节。内涝不仅是因为雨季的面源径流，而且与管道淤积造成的排水不畅密切相关。管道排水不畅每年都要花费很大的力气整治，而日本的雨污合流管网统一建设成上宽下窄形，就是为了避免此类问题。因此，建设部要推广雨污分流，因为若没有独立的雨水管道和污水管道，会造成大量的渗滤、淤塞。我国水务建设早期，人们主张雨水应进入污水处理厂统一处理。现在，城市污水处理率已经达到了70%以上，城市原有排水系统的支管、次干管、毛细管都变成了污水管，在这样的情况下，我们要尽可能的将雨水的系统还给雨水，雨污分流才能解决内涝。污水处理要讲究效率，尽量避免让雨水、地下水、地表水都进入污水处理厂。
重新定位城市河道
在我国快速城市化的进程中，很多城市河道已经成为了城市的排水河道，并被纳入城市防洪体系，但城市的排水体系往往仍将河道作为“泄洪渠道”来使用。结合上面所说的情况，当暴雨来临，以“快排”解决出路时，河道泄洪能力往往被超越，那么自然要泄压，水位上升，超过排水口，从敞开的重力流变成了淹没的倒灌流，这也是很多城市发生“内涝”的原因。所以个人认为，应当在排水系统中对城市中的河道重新定位，并打破目前行政功能的分割，综合考虑。目前，北京市已经由规划部门和水利部门等在一个更大的视野内研究、统筹与建设雨洪控制和利用，这也是一个有益的尝试。
雨洪因素分析与对策
首先是自然因素，随着降雨类型和降雨量的变化，我们需要更科学的预测和更好的应对方法。
其次是城市化“摊大饼”带来的热岛效应和雨岛效应。以往的“暴雨中心”往往在山区，因为那里是冷热气流的交汇区域。现在由于“城市热岛效应”，“暴雨中心”便逐步转移到城市中心，这就是“雨岛效应”。
解决对策：
首先，城市规划要综合竖向设计规划，在一个城市的范围内，应统筹地下的管网、泵站和调蓄池，在空间和时间上进行调控。目前国内的现状为管网和泵站严重缺失，调蓄池仍属于空白，同时城市小区“自扫门前雪”式的开发排水系统以达到向道路干管快速排水的目的，这造成城市干管负荷越来越大，峰值承受能力越来越低。
其次，多利用滞、蓄、渗等手段，尽量以自然规律为解决主体。基于低影响开发（LID）理论，在小区规划的时候，应考虑模仿自然的下垫面，多绿地滞蓄，减少硬化地面。我国目前绿地接近40%，但是往往建设高于路面，对雨水没有滞蓄；要进行绿色保护和修复，而这个绿色不仅指颜色，更意味着生态功能，要做“下凹式绿地”。
第三，对雨水进行源头利用和消减。未来的居住区应当兴建雨水利用设施，完成过程控制和滞蓄，将雨水导入水系和绿地。最终进入地下管网的时候，要综合利用雨水调节池、泵房、管网、排放口通道等实现调蓄、处理和排放并举。。总结起来就是源头削减、过程控制、末端排放。
内涝和污染、雨水资源综合利用要三位一体考虑，那么，源头、过程、末端也要三位一体。目前，我们还是处于末端控制阶段，快排的理念一定会导致内涝。
雨水管理：一个未来更大的水务市场
日益严峻的城市内涝问题，必然会带来原有城市排水系统的改造和城市化进程中新的管理措施。也许未来这部分的投资份额会超过污水和管网的市场规模。就从目前来说，大量基础工作要做，比如，暴雨公式的完善；综合规划地下管网、泵站和调蓄池也是未来很重要的一个技术方向。要解决这些问题，我们需要借助数学模型，智能判断，依据GIS系统，建设可视的、数据化的管理系统。在此基础上做风险评估，引入污染治理的概念，逐步解决面源污染。
也许我们应够首先解决地下管网数字化的问题，城市所有的建筑数据都将录入模型，勘察管径、标高、走向，每个城市都有几十万的数据，并保持动态完善。虽然在目前的发展水平下，不算高科技，但却是一个比较庞杂的系统工程。
另外，我们可以借助数字化、遥感卫星、雷达、等先进手段进行数字化智慧城市建设。建立直观的仿真系统，包括防洪体系、河道承受能力，水位边界条件等等，能够告诉城市管理者在哪些情况下出现问题，怎么解决。一句话来概括，就是可以把未来可能的风险变为可视化的警示，便于管理者决策。
雨水管理：水源利用、污染、内涝是三位一体的问题
水源问题：虽然大气存在污染，但雨水毕竟还是水源，对于北方缺水城市，水资源的综合利用尤其重要。
污染问题：每场降雨，初期雨水携带的污染物质会导致河道污染、发黑发臭。城市面源和农村面源污染已经成为污染的主要因素。
内涝问题：内涝问题主要体现为城市安全问题。不少城市淹水情况突出，一方面是自然原因，和过去相比，气候变化导致的短历时、强降雨频率越来越高；另一方面是人为原因，如“摊大饼”式的城市化发展、“热岛效应”、“雨岛效应”、道路硬化等会对自然原因导致的效果产生强化。
首要解决内涝问题
在传统的城市建设和管理体系中，雨水的解决方案以“快排”为主，在目前的城市管理中，个人认为应当首要解决内涝问题。应当更加重视污水和雨水管网的协调。
“十一五”期间，大规模污水厂建设过程中，污水收集管网与原有雨水管网的融合，缺乏科学管理和长期规划，而这个问题并没有引起足够的重视。
中国传统的排水体系为雨污合流，但不是完全的合流体系，而是干管合流制，即城市排水干管按照雨污合流的原则建设，而“毛细干管”（污水收集系统末端）仍是最初的雨水管道。实际在收集系统末端，污水的收集仍然使用原有的雨水管道，“鸠占鹊巢”。污水进入雨水系统，流速很慢，沉积、淤积严重，平均淤积60-70%的管径断面。庞大的雨水系统成了污水的沉淀池，不仅为管网清淤带来很大的困难，而且一旦进入汛期，长期积累的淤泥集中被冲刷裹挟进入污水厂，造成污水厂处理负荷加重。根据我们多年的观察，中国的污水排放量最高的时段为每年的4、5月份，也就是南方的“梅雨“季节。内涝不仅是因为雨季的面源径流，而且与管道淤积造成的排水不畅密切相关。管道排水不畅每年都要花费很大的力气整治，而日本的雨污合流管网统一建设成上宽下窄形，就是为了避免此类问题。因此，建设部要推广雨污分流，因为若没有独立的雨水管道和污水管道，会造成大量的渗滤、淤塞。我国水务建设早期，人们主张雨水应进入污水处理厂统一处理。现在，城市污水处理率已经达到了70%以上，城市原有排水系统的支管、次干管、毛细管都变成了污水管，在这样的情况下，我们要尽可能的将雨水的系统还给雨水，雨污分流才能解决内涝。污水处理要讲究效率，尽量避免让雨水、地下水、地表水都进入污水处理厂。
重新定位城市河道
在我国快速城市化的进程中，很多城市河道已经成为了城市的排水河道，并被纳入城市防洪体系，但城市的排水体系往往仍将河道作为“泄洪渠道”来使用。结合上面所说的情况，当暴雨来临，以“快排”解决出路时，河道泄洪能力往往被超越，那么自然要泄压，水位上升，超过排水口，从敞开的重力流变成了淹没的倒灌流，这也是很多城市发生“内涝”的原因。所以个人认为，应当在排水系统中对城市中的河道重新定位，并打破目前行政功能的分割，综合考虑。目前，北京市已经由规划部门和水利部门等在一个更大的视野内研究、统筹与建设雨洪控制和利用，这也是一个有益的尝试。
雨洪因素分析与对策
首先是自然因素，随着降雨类型和降雨量的变化，我们需要更科学的预测和更好的应对方法。
其次是城市化“摊大饼”带来的热岛效应和雨岛效应。以往的“暴雨中心”往往在山区，因为那里是冷热气流的交汇区域。现在由于“城市热岛效应”，“暴雨中心”便逐步转移到城市中心，这就是“雨岛效应”。
解决对策：
首先，城市规划要综合竖向设计规划，在一个城市的范围内，应统筹地下的管网、泵站和调蓄池，在空间和时间上进行调控。目前国内的现状为管网和泵站严重缺失，调蓄池仍属于空白，同时城市小区“自扫门前雪”式的开发排水系统以达到向道路干管快速排水的目的，这造成城市干管负荷越来越大，峰值承受能力越来越低。
其次，多利用滞、蓄、渗等手段，尽量以自然规律为解决主体。基于低影响开发（LID）理论，在小区规划的时候，应考虑模仿自然的下垫面，多绿地滞蓄，减少硬化地面。我国目前绿地接近40%，但是往往建设高于路面，对雨水没有滞蓄；要进行绿色保护和修复，而这个绿色不仅指颜色，更意味着生态功能，要做“下凹式绿地”。
第三，对雨水进行源头利用和消减。未来的居住区应当兴建雨水利用设施，完成过程控制和滞蓄，将雨水导入水系和绿地。最终进入地下管网的时候，要综合利用雨水调节池、泵房、管网、排放口通道等实现调蓄、处理和排放并举。。总结起来就是源头削减、过程控制、末端排放。
内涝和污染、雨水资源综合利用要三位一体考虑，那么，源头、过程、末端也要三位一体。目前，我们还是处于末端控制阶段，快排的理念一定会导致内涝。
雨水管理：一个未来更大的水务市场
日益严峻的城市内涝问题，必然会带来原有城市排水系统的改造和城市化进程中新的管理措施。也许未来这部分的投资份额会超过污水和管网的市场规模。就从目前来说，大量基础工作要做，比如，暴雨公式的完善；综合规划地下管网、泵站和调蓄池也是未来很重要的一个技术方向。要解决这些问题，我们需要借助数学模型，智能判断，依据GIS系统，建设可视的、数据化的管理系统。在此基础上做风险评估，引入污染治理的概念，逐步解决面源污染。
也许我们应够首先解决地下管网数字化的问题，城市所有的建筑数据都将录入模型，勘察管径、标高、走向，每个城市都有几十万的数据，并保持动态完善。虽然在目前的发展水平下，不算高科技，但却是一个比较庞杂的系统工程。
另外，我们可以借助数字化、遥感卫星、雷达、等先进手段进行数字化智慧城市建设。建立直观的仿真系统，包括防洪体系、河道承受能力，水位边界条件等等，能够告诉城市管理者在哪些情况下出现问题，怎么解决。一句话来概括，就是可以把未来可能的风险变为可视化的警示，便于管理者决策。
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