出版时间:2013年07月 |
雨水系统是城市健康水循环的重要组成部分,更是城市洪涝安全、水质安全和生态安全的重要保障。但目前我国许多城市存在“逢雨必涝”、雨水径流污染严重、雨水资源大量流失等相关问题,这些问题已对现代城市新型雨水控制系统提出了严峻的挑战。因此,必须从规划设计理念、技术体系、政策制定、宣传教育等方面进行彻底的变革;在完善传统雨水排放系统的同时,因地制宜地选择源头减排、过程控制、末端调蓄等技术措施来弥补传统雨水系统的不足。除了技术层面的措施之外,还应制定严格的政府管制制度和市场激励制度、加强宣传教育等也是现代雨水控制系统建立的重要保障。
一 城市雨水引发的系列突出问题
随着城市的快速发展和极端气候的变化,近年来,我国许多城市不断发生严重的洪涝灾害,造成巨大的损失和恶劣的社会影响,甚至夺走很多人的生命,引起政府和社会各界的高度重视。事实上,多年来,在落后的管理理念与单一的治理目标的指引下,城市雨水系统在遭受水涝困扰的同时,往往还面临严重的雨水径流污染、雨水资源大量流失和严重缺水、地下水位大幅下降、生态环境恶化等多重与雨洪关系密切的重大问题。图1列出了城市化带来的一系列雨水问题。
图1 城市化引发的一系列雨水问题
(一)洪涝灾害风险加大
城市化带来的不透水面积加大,导致峰流量加大,峰现时间提前,洪涝灾害发生的频率加快。而且,在城市,由于人口和资产高度集中,洪涝灾害带来的损失可能比以往的灾害损失提高数十倍,如城市内涝除了给企业、公共设施、居民资产等造成直接的经济损失外,其间接损失往往大于直接损失,即影响的范围超出受灾的范围,造成的损失可能无以弥补。2010年住建部对全国351个城市的内涝情况进行调研显示,2008~2009年,62%的城市发生过不同程度的积水内涝;内涝灾害超过3次的城市占39%;最大积水深度超过0.5米和0.15米的城市分别占74.6%和90%;积水时间超过0.5小时的城市占78.9%。足见城市内涝灾害呈现发生范围广、积水深度大、积水时间长的特点,不仅造成了巨大的经济损失,还严重威胁城市安全。
(二)城市雨水资源流失严重
我国近2/3的城市存在资源性和水质性缺水问题。而随着城市化进程的不断加快,雨水资源流失现象也愈加严重。以北京市为例,北京市水资源人均占有量仅为全国和世界人均水平的1/8和1/30,远低于国际公认的人均1000立方米的下限,水资源短缺已成为限制首都经济发展的瓶颈,但仅城区雨水径流流失量就高达2.3亿立方米/年。如表1所示,通过对我国城市化进程(2010~2050年)中雨水资源化利用潜力的预测可知,当雨水资源化利用率占城市需新增供水量的比例分别为20%和40%时,城市可利用雨水量占需新增供水量的7.1%~25.0%。
表1 中国城市化进程及其部分水量预测
(三)雨水径流污染严重
城市化的发展使得更多的自然地面被硬化道路及屋面所取代,随之带来了大量的径流污染源,如汽车轮胎磨损、汽油泄漏、融雪剂、动植物有机废弃物、肥料及杀虫剂等。除了地表污染外,因城市雨水管网管理不完善导致的雨污水混接及合流制溢流污染,最终导致许多城市初期雨水径流的污染程度超过城市污水,径流污染日趋严重。如北京市区多年平均COD(化学需氧量)排放总量5.51万吨/年,单位面积负荷577.4千克/(104平方米·年),2000~2006年,城市污水处理率由40.6%提高到90%,但雨水径流COD排放量却由2000年的23.59%提高到2006年的33.39%,随着城市生活污水及工业废水处理达标率的不断提高,雨水径流COD排放量占总量的比例还将继续上升。因此,雨水径流污染控制将成为污染减排的重要方面。
此外,城市径流雨水资源流失还会引发一系列环境生态问题,如水土流失加剧、地下水位下降,甚至出现地面下沉、地下管线损毁、铁路路基塌陷等现象。
面对如此错综复杂的难题,单一“快速排放”的传统理念和以管渠等为主的灰色雨水基础设施与管理模式,已难以应对快速城市化过程中出现的雨水困境,因此由雨水引发的系列问题已对现代城市管理提出了严峻的挑战。
二 城市雨水控制管理目前面临的挑战
当前,我国城市雨水控制管理面临的挑战主要包括以下方面。
(一)理念落后,技术与管理体系不健全
城市雨水控制与管理战略面临由“单一快排”向资源化利用、