沿海城市雨水系統(tǒng)改造規(guī)劃對策研究—以深圳市南山區(qū)為例

引言南山區(qū)位于深圳特區(qū)的西部，東臨深圳灣，西瀕珠江口，北靠羊臺山，南至大鏟島和內(nèi)伶仃島，與香港元朗隔海相望，全區(qū)總面積151km2。目前擁有長約40km海岸線，為深圳擁有海岸線最長的城區(qū)，是典型的濱海城區(qū)。經(jīng)過多年的發(fā)展，南山區(qū)已成為深圳市最重要的港口基地、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地、教育基地、旅游區(qū)，并擁有相對特區(qū)其它轄區(qū)較多的城市用地儲備，對深圳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用。 　　然而，南山區(qū)日益被污染的水環(huán)境和年年發(fā)生的內(nèi)澇嚴重阻礙著城區(qū)乃至整個特區(qū)的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，沿岸約有6.37萬m3/d的污水未經(jīng)處理便區(qū)內(nèi)唯一一條河流———大沙河，約占大沙河旱季流量80%，導(dǎo)致該河嚴重污染，水質(zhì)超過內(nèi)陸V類地表水水質(zhì)標準。自1997年以來南山區(qū)受洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟損失為：1997年3500萬元，死亡2人，受傷2人；1998年1100萬元；1999年3800萬元；2000年“4.14”暴雨受損3500萬元，死亡8人，受傷3人。造成以上水災(zāi)的洪水頻率多為5年至20年一遇的洪峰，只有2000年4月14日發(fā)生的洪水是深圳市8年實測資料中發(fā)生的最大洪水，當(dāng)時24小時內(nèi)降雨達331毫米，以致造成了嚴重的經(jīng)濟損 失和人員傷亡。 　　1現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)存在問題及分析歷經(jīng)數(shù)月的調(diào)研，我們掌握了南山區(qū)現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)的第一手資料，找出了目前雨水系統(tǒng)存在的問題及產(chǎn)生癥結(jié)的原因。 　　1.1雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀南山區(qū)北高南低,北靠羊臺山，南瀕臨蛇口港及深圳灣，整個城區(qū)排水自然條件較好。區(qū)內(nèi)的河流僅有大沙河一條，屬海灣水系，集水面積90.69km2，河長18.0km，自北向南穿過南山城區(qū)再注入深圳灣，為南山區(qū)主要泄洪通道，也是南山區(qū)北部、中部及東部城區(qū)最終城市排水咽喉。流域面積小于10km2大于1km2的主要小溪流有金雞干渠、鄭寶坑渠、桂廟路干渠等3條，均屬珠江口水系，西南橫穿城區(qū)下注珠江口的前海。這三條干渠為南山區(qū)西部城區(qū)主要城市排水要道?，F(xiàn)狀河道防洪標準皆為100年一遇。 　　由于靠近海灣，前、后海地區(qū)及蛇口片區(qū)、赤灣與媽灣的城市排水主要由管渠收集后分段就近排入后海及蛇口港。 　　南山區(qū)的排水系統(tǒng)經(jīng)過多年的規(guī)劃建設(shè)，已形成了以麒麟路———南油大道———大小南山為雨水分水嶺的幾大較完善的排水系統(tǒng)：深圳灣排水系統(tǒng)、前海排水系統(tǒng)及港灣排水系統(tǒng)。每個系統(tǒng)均有自己獨立的排水管網(wǎng)，一般地面雨水由小區(qū)管網(wǎng)收集后通過市政道路雨水系統(tǒng)排入河道或直接排海。在具有較完善排水系統(tǒng)的表面下，每逢暴雨，仍有部分城區(qū)面臨著受淹的困擾，而且原本清潔秀麗的大沙河和整個海岸線等水體都遭到不同程度的污染。 　　1.2存在的主要問題目前南山區(qū)雨水系統(tǒng)主要存在城區(qū)經(jīng)常發(fā)生洪澇災(zāi)害和雨污合流、混流兩大類問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）局部地勢低洼的城區(qū)長久以來一直受到潮洪威脅形成內(nèi)澇。目前南山區(qū)內(nèi)澇區(qū)主要集中在沙河片區(qū)、白石洲地區(qū)、南頭檢查站、南頭舊村、南油舊村及工業(yè)區(qū)、蛇口片區(qū)局部地段。 　　（2）部分地區(qū)在開發(fā)建設(shè)初期沒有充分考慮防洪問題，存在一定洪水災(zāi)害的隱患。如龍珠個別舊村、蛇口西片區(qū)。 　　（3）部分地區(qū)雨水系統(tǒng)極不完善且雨污合流或混流嚴重，合流廢水排入河道或近海，嚴重地破壞了城區(qū)的生態(tài)水環(huán)境。目前存在雨污合流現(xiàn)象的地區(qū)主要分布在舊村和老工業(yè)區(qū)。 　?。?）部分地區(qū)雨水串接到污水管，加重了污水廠運行負荷。這種現(xiàn)象為分散點狀況，并沒有集中在某一片，但每片區(qū)都或多或少存在有這種問題。 　　1.3原因分析城區(qū)內(nèi)澇及作為受水體的河道與近海受污染的原因有其自身地形特點的因素，也有雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計原因。 　　（1）部分地區(qū)地勢低洼，極易發(fā)生內(nèi)澇某些地區(qū)地勢低洼，通常比四周市政道路路面低1m左右，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)低洼地段每逢2～5年一遇的雨洪時便不能自排接入市政雨水系統(tǒng)，極易形成雨洪倒灌。如位于城區(qū)中西部的南頭、南油片區(qū)部分地面標高低于深圳灣5年、100年一遇的潮水位2.32m和2.79m，個別舊村局部地方地面高程甚至還低于2年一遇的潮水位2.08m。而大沙河沿岸區(qū)域部分地面標高也低于現(xiàn)狀大沙河入海口處50年、100年一遇的洪水位3.0m和3.5m。 　?。?）原設(shè)計的潮水位標準偏低原來城區(qū)雨水管道的規(guī)劃設(shè)計是以0.99m多年平均高潮位作為管道計算的出?？跇烁撸@一數(shù)據(jù)小于一年一遇的潮水位1.82m。當(dāng)外水洪、潮水位大于0.99m時，排水干渠受洪、潮水位頂托，抬高了水位線，導(dǎo)致上游地面積水。同時部分排水管渠設(shè)計沒將地形特點和洪潮水位結(jié)合考慮，雖符合城市排水標準，但由于管徑偏小，水力坡降遠大于地面坡降，抬高了管渠水位線，導(dǎo)致上游受淹。 　?。?）部分現(xiàn)狀排水管渠斷面偏小，尤其是低洼地段部分管渠設(shè)計未能達到城市排水標準。 　　如地處大沙河流域的沙河白石洲地區(qū)，局部地勢低洼，承擔(dān)著上游塘朗山部分排洪，現(xiàn)狀排洪渠總排水能力為35.5m3/s，小于片區(qū)暴雨重現(xiàn)期P=1年的洪峰流量49.9m3/s，更達不到20年一遇和50年一遇的洪峰流量57.6m3/s和73.1m3/s。 　?。?）在城市飛速建設(shè)過程中，破壞了原有的雨水排放系統(tǒng)城市建設(shè)中人為的填溝占道，破壞了原有的雨水排放系統(tǒng)。 　　一些老區(qū)改造后，下游管渠沒有及時配套修建。同時城市發(fā)展使植被減少，不透水地面增加，造成徑流量的增加，雨水管渠個別地方因此成為排水瓶頸，致使雨水排水不暢。 　?。?）區(qū)內(nèi)舊村和老工業(yè)區(qū)排水系統(tǒng)不完備由于歷史遺留等原因，南山區(qū)的所有自然村和部分老工業(yè)區(qū)排水體制均采用雨污合流，沒有嚴格意義上的排水系統(tǒng)，大部分雨污廢水通過道路邊溝排放。雨水管渠容易被各種垃圾淤積堵塞，而清淤工作又不及時，人為減小了管渠的過水?dāng)嗝?，?dǎo)致一下雨地面就積水。 　　（6）建設(shè)初期缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃由于區(qū)內(nèi)華僑城、蛇口工業(yè)區(qū)及南油工業(yè)區(qū)等工業(yè)區(qū)早期擁有較大的規(guī)劃建設(shè)自主權(quán)，導(dǎo)致南山區(qū)城市及其配套設(shè)施建設(shè)各自為政，雨水系統(tǒng)在總體上不協(xié)調(diào)。 　　2雨水系統(tǒng)改造規(guī)劃對策通過對目前南山區(qū)雨水系統(tǒng)存在的各種問題產(chǎn)生的原因進行分析，擬訂合理的工程措施與解決問題對策。 　　2.1原則（1）在整治河道的基礎(chǔ)上完善城市排水設(shè)施，提高城市排澇、排洪能力，逐步消除市區(qū)的雨澇災(zāi)害；（2）選擇合理的排水、排洪、防潮方案。用最經(jīng)濟的手段充分利用地形，結(jié)合城市防洪標準，嚴格遵守高水高排，低水低排，分散就近排入受水體；（3）在經(jīng)濟、合理、可行的前提下，城區(qū)的雨水排放盡量采取“平時自排為主、汛期電排為輔”的方式合理布置排水管道和設(shè)施。 　?。?）整個城區(qū)雨水系統(tǒng)的改造規(guī)劃應(yīng)結(jié)合城區(qū)的土地利用規(guī)劃，做到以近期為主，近遠期相結(jié)合，避免在短期內(nèi)進行二次改造。 　　2.2設(shè)計標準根據(jù)南山區(qū)自然地形特點與社會經(jīng)濟地位，確定城區(qū)雨水系統(tǒng)的設(shè)計標準。 　?。?）根據(jù)《深圳市城市總體規(guī)劃》規(guī)定：一般城區(qū)雨水管(渠)設(shè)計降雨重現(xiàn)期T取1年，低洼易澇城區(qū)T取采用2年，特別重要地段如鐵路、橋梁T采用5年。 　?。?）雨水地表綜合徑流系數(shù)Ψ老城區(qū)取0.6～0.65，新區(qū)取0.7。 　　（3）設(shè)計降雨歷時t取10～15min。 　?。?）排洪按照《深圳市城市總體規(guī)劃》確定：城區(qū)主要大型排洪道按100年一遇設(shè)計，如大沙河；已整治和已暗渠化的按50年一遇復(fù)核，達不到此標準，則按100年一遇標準改造。 　?。?）排澇采用10年一遇24小時雨水24小時排干的標準。 　?。?）洪潮遭遇按以下兩種情況組合，比較計算各干渠水力線。 　　第一種組合：設(shè)計頻率洪峰徑流與汛期平均高潮位遭遇。 　　第二種組合：設(shè)計頻率最高潮位與多年平均最大洪峰徑流遭遇。 　　（7）城區(qū)雨水管渠的水力計算，一般采用設(shè)計頻率暴雨量與平均高潮位0.99m遭遇，并用設(shè)計頻率暴雨量與汛期平均高潮位2.08m遭遇進行校核。對于抽排區(qū)泵站下游管渠水力計算,采用設(shè)計頻率暴雨量與5年一遇高潮位2.32m遭遇。 　　2.3具體對策（1）盡量利用已有的排水設(shè)施，局部增加現(xiàn)有管渠容量。對于成片現(xiàn)狀地勢低洼區(qū)（主要集中在舊村），由于集體改造代價太高，而且也不現(xiàn)實，建議近期設(shè)臨時泵站，同時對合流管渠進行截流改造。遠期在舊村改造的同時，逐步提高現(xiàn)狀地面標高，重新設(shè)置分流排水管渠。 　?。?）盡快完善管道建設(shè)，堅持排水管道與設(shè)施建設(shè)和交通道路建設(shè)同步進行。加強排水管理，健全管理機構(gòu)，做好水土保持工作，及時進行管渠、河道清淤，保證雨水排放系統(tǒng)的暢通。 　?。?）城區(qū)雨水系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)將城市排水、防澇、防潮統(tǒng)一考慮，鑒于南山區(qū)特殊地理位置，建議將以后規(guī)劃填海區(qū)的雨水管(渠)設(shè)計標準提升為重現(xiàn)期1.5年，低洼區(qū)提升為重現(xiàn)期3年。 　　（4）全區(qū)雨水系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮，統(tǒng)一標準。規(guī)劃要有系統(tǒng)性、綜合性和超前性。規(guī)劃市政配套設(shè)施用地時應(yīng)考慮擴建、改建的可能，適當(dāng)留有余地，避免出現(xiàn)類似目前鄭寶坑渠排水泵站選址困難的情況。 　?。?）考慮海床由于年年淤積，海底不斷上升，而且受海潮頂托的影響，對填海區(qū)做好地面豎向規(guī)劃，并盡可能地抬高雨水入?？跇烁?。 　　3結(jié)論由于沿海城市有其地理的特殊性，其雨水工程的規(guī)劃改造也很有特色，通過深圳市南山區(qū)的雨水現(xiàn)狀分析，可得出如下結(jié)論： 　?。?）沿海城市普遍有地勢低洼，雨水干管（渠）極易受海潮頂托的地形特點，建議適當(dāng)提高雨水管(渠)的設(shè)計標準。 　?。?）采取高水高排，低水低排；自排為主、抽排為輔；以近期為主，近遠期相結(jié)合等排澇原則，用最經(jīng)濟可行的手段解決城市排水需求。 　　（3）考慮海床由于年年淤積，海底不斷上升，而且受海潮頂托的影響，對新區(qū)做好地面豎向規(guī)劃，并盡可能地抬高雨水入?？跇烁摺Ｔ趯嶋H規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)因地制宜，充分吸收各地的先進經(jīng)驗，有針對性地采取切實可行的措施，使沿海城市雨水規(guī)劃更趨于合理化。（作者單位：深圳市城市規(guī)劃設(shè)計研究院）