當前正值汛期,極端天氣多發(fā),防汛形勢十分嚴峻,一場(chǎng)來(lái)勢洶洶的極端性強降雨,給城市帶來(lái)了多重的考驗。在堅決打好防汛救災這場(chǎng)硬仗的同時(shí),采取有效措施,提升城市應對風(fēng)險挑戰的能力也至關(guān)重要。
有專(zhuān)家分析認為:海綿城市并非萬(wàn)能,無(wú)論是多好的排水設施、多高的設防標準,在長(cháng)時(shí)間來(lái)看,排水量都會(huì )有超出標準的時(shí)候。在這場(chǎng)千年一遇的暴雨面前,我們更要高度關(guān)注城市應急管理,認真做好預案,及時(shí)準確發(fā)布預警信息,科學(xué)引導民眾避險。
“海綿城市”如何保障城市中雨水天氣中正常運轉?近日,《中國建材報》記者采訪(fǎng)了中關(guān)村海綿城市工程研究院有限公司總經(jīng)理劉飔穎 。
多措并舉解決城市排水問(wèn)題
2013年12月12日,中央城鎮化工作會(huì )議上最早提出“海綿城市”一詞:在提升城市排水系統時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái),優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水,建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。
降水量不同,海綿城市的應對等級也不同。海綿城市的等級是如何劃分的?劉飔穎介紹到:海綿城市中的海綿可分為“小海綿”“中海綿”“大海綿”3個(gè)等級。“小海綿”就是老百姓認識的源頭綠色排水系統,解決的是中小降雨,也就是20mm至30mm的降雨;“中海綿”是市政管網(wǎng)、市政行泄通道等,解決的是大道暴雨問(wèn)題,這個(gè)控制的降雨級別,各個(gè)城市均有不同;“大海綿”是城市內澇除險設施,各級泵站、河道、水系、泄洪區等,這些綜合起來(lái)才能解決城市內澇的系統問(wèn)題,但是也是有設計標準的,海綿城市也僅能應對30年、50年甚至100年一遇的暴雨。
多年來(lái),海綿城市建設經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展,其建設理念也在更迭中。劉飔穎表示:從過(guò)去的“有水就排”,變成現在的“緩排”“蓄排”,通過(guò)“滲、滯、蓄、凈、用、排”一系列措施實(shí)現,在一定程度上,很好的減輕了城市管網(wǎng)的排水壓力,是非常好的城市排水理念,但不得不承認,一些城市基礎設施還有很多要改進(jìn)的地方,尤其老城區雨水管網(wǎng)重現期小于1年,有不少的宜澇風(fēng)險區域,應急除險的設施還并不完善,想要通過(guò)海綿城市建設立竿見(jiàn)影解決城市內澇問(wèn)題并不現實(shí)。
生態(tài)透水磚是海綿城市建設中最基本的“海綿體”組成部分,用在步道、廣場(chǎng)、園林、庭院、盲道……常見(jiàn)的地面鋪設。劉飔穎告訴記者:其實(shí)我國的海綿城市涵蓋非常廣泛,不僅僅包括源頭的雨水花園、透水鋪裝、綠色屋頂這些減排設施,還包括管網(wǎng)、泵站、調蓄設施、河湖、水系等,是“綠”“藍”“灰”的結合,是通過(guò)下沉綠地、生物滯留池、植草溝等綠色基礎設施,通過(guò)排水廠(chǎng)管網(wǎng)河一體化、泵站、調蓄設施等灰色設施,通過(guò)河湖、水系統連通等藍色調蓄空間,建立完整的城市防洪體系,系統的解決城市排水問(wèn)題。
建筑屋面排水同樣重要
當暴雨來(lái)襲,不僅要關(guān)注被雨水淹沒(méi)的車(chē)輛、街道及市政設施,也應該關(guān)注機場(chǎng)航站樓、火車(chē)站房、會(huì )展中心、劇館等人員聚集的公共建筑及屋面的結構安全,警惕暴雨引起公共建筑溢水。
在基于一定重現期的暴雨情況下,建筑屋面排水系統排放如何保障建筑屋面排水的安全。劉飔穎表示:首先需要分析暴雨對建筑屋面排水帶來(lái)的影響,由于屋面匯流時(shí)間短,加上大屋面通常有較大的屋面坡度,導致匯流時(shí)間進(jìn)一步縮短。在暴雨強度取值時(shí)通常取5分鐘峰值流量作為計算依據(市政排水通常取20分鐘至30分鐘),同樣一場(chǎng)降雨對建筑屋面排水系統挑戰更大。短時(shí)的強降雨,在天溝內快速匯集,此時(shí)排水系統未能到達最大排水能力,尤其市政管網(wǎng)滿(mǎn)水、地面積水的條件下,建筑屋面排水系統會(huì )遇到較大的“頂托”影響,市政管道的滿(mǎn)流狀態(tài)對建筑屋面排水會(huì )有巨大的影響。
針對建筑屋面排水在暴雨期間的問(wèn)題,可以采取以下手段:一是增加系統主動(dòng)排水措施。設置“開(kāi)放式”溢流措施,通過(guò)設置無(wú)排水阻礙的溢流系統,保障應急排水的安全,可以通過(guò)開(kāi)敞式溢流口,或是直接散排至地面的溢流系統實(shí)現。
二是加強系統運維管理。應加強日常對屋面排水系統的運營(yíng)維護,建立系統中各個(gè)部件的運維管養記錄,及時(shí)發(fā)現雨水斗堵塞、天溝排水通道堵塞等問(wèn)題。也可以建立建筑雨水排放監測系統平臺,通過(guò)數據監測、視頻等手段,記錄關(guān)鍵的設備運行數據,為后期設備運行的頻次提供依據,從而減少運維管養頻次。
三是建立基于氣象信息的預警系統及應急預案。目前氣象預報的準確度越來(lái)越高,應根據未來(lái)暴雨強度的預測,尤其是未來(lái)2小時(shí)內的分鐘降雨數據,通過(guò)水力模型的快速分析計算,判斷系統排水是否會(huì )出現溢流問(wèn)題,及時(shí)提醒運維管理方采取措施,保障系統安全。
提高雨水資源化利用
2015年我國發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計劃》明確提出,有條件的地區要推進(jìn)初期雨水收集、處理和資源化利用。城市雨水資源化利用是一種既經(jīng)濟又實(shí)用的水資源開(kāi)發(fā)方式,利用城市雨水資源可節約生活用水量,減少水費、排污費,避免水澇災害,提高生態(tài)環(huán)境,具有較好的節水效果和環(huán)境效益。
雨水收集系統的資源化利用,需要在雨前、雨后提高雨水資源化利用的水平。以北京為例,北京市已建設調蓄設施近5000處,但是由于管理主體運維水平不一致,對雨水資源價(jià)值認識不高,雨水資源化利用量非常低。
劉飔穎表示希望降雨與氣象信息相關(guān)的雨水調蓄設施管理系統,根據降雨預報信息、實(shí)時(shí)監測信息進(jìn)行多情景模擬計算,從降雨預測,到可收集雨水量,從雨水收集水質(zhì)預測,到雨水處理多用途開(kāi)發(fā),通過(guò)雨水調蓄設施管理平臺、一體化的雨水處理設備,簡(jiǎn)化雨水處理的過(guò)程,提高效率,讓運維管理方能更便捷的使用雨水,從而提高雨水資源化利用高水平。
雨水資源化利用可以為市政園林綠化、環(huán)衛清掃作業(yè)、住宅小區提供景觀(guān)補水及綠化等領(lǐng)域提供生產(chǎn)用水;為城市防洪應急體系構建,提供源頭調蓄空間,減少地塊外排峰值流量,提高城市防洪能力;為城市消防、山體消防提供應急用水,將雨水調蓄信息接入城市應急系統,根據調蓄設施位置信息,提供便捷接口。
“未來(lái)通過(guò)數字化技術(shù)實(shí)現智慧雨水管理,將雨水資源作為水資源多元保障及配置工程中重要的組成部分,通過(guò)建立智慧雨水池管理系統,因地制宜建設雨水取水點(diǎn),開(kāi)發(fā)雨水多元靈活的利用途徑。”劉飔穎表示。