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    现代城市雨水控制管理面临的挑战与对策

    作者:李俊奇 出版时间:2013年07月
    摘要:城市雨水往往导致内涝频发、雨水径流污染严重、雨水资源大量流失、生态环境破坏等一系列突出问题,对现代城市管理提出了严峻的挑战。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。在分析现代城市雨水控制管理所面临困难和挑战的基础上,从理念、规划、技术、宣传教育等方面提出了对策建议。在雨水控制系统中源头控制和终端控制同样重要;建立“源头减排-过程控制-末端调蓄利用”的多层次、多目标控制利用系统是未来城市雨水系统的必然选择,也是现代城市雨水系统的发展方向。制定“雨水排放许可”和“雨水排放收费”协同作用的政府管制制度和市场激励制度,完善城市雨水管理政策体系,可为现代城市雨水控制系统的建立提供保障。
    Abstract:Urban stormwater runoff often leads to a series of serious problems,such as frequent flood,runoff pollution,loss of rainwater resources,ecological environment destruction,which pose a severe challenge to modern urban stormwater management.The traditional concept of single-target "rapid discharge" and the gray stormwater infrastructure and management mode which give priority to pipe drains,has been difficult to deal with the stomwater plight of the rapid urbanization process.On the basis of the analysis of difficulties and challenges which modern urban stormwater management facing,some suggestions were proposed from concept,planning,technology,public education and other aspects.Onsite control and terminal control is equally important in stormwater control system;establishing the multi-level,multi-objective control and utilization systems like "onsite emission reduction-process control-terminal storage utilization" is an inevitable choice and also the direction for the future of urban stormwater systems.Developing government regulation and market incentive systems that contain "stormwater discharge permit" working in coordination with "stormwater drainage fees",and improving urban stormwater management policy systems can provide protection for establishment of modern urban stormwater control systems.

    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、