昆明,中國西南部云南省的省會城市,位于云貴高原,平均海拔1895米,有1200年的城市建設史。昆明位于滇池盆地的中心。它的主城南部與全國污染最嚴重的三個湖泊之一的滇池接壤。極端降雨事件最有可能發(fā)生在該地區(qū)的雨季,從五月持續(xù)到九月。昆明主城區(qū)排水系統(tǒng)分為三類,其一是有21條進入滇池的河道,占入滇池河道總數(shù)的80%。其二為人工干渠157條,主要歷史城市渠道建立解決城市洪水,由于土地有限,城市化不斷加劇,許多人工建筑物已建在這些人工河道之上,從而成為地下河道。大多數(shù)地下河道直接與城市污水管線相連,主要用于收集城市污水。地下河全長250公里,占昆明主城區(qū)700公里長河網(wǎng)的35%。第三類包括為市區(qū)工業(yè)和家庭排水建造的排水管線。這些排水管線已經(jīng)運行了100多年,其中包括5000公里的市政管線和約10000公里的庭院管線。這些管線主要用來排放城市污水和雨水。昆明有14座污水處理廠正在建設或運營中,每天處理約146.5立方米的污水,其中大部分排入滇池。
在過去的20年中,昆明經(jīng)歷了一系列的暴雨事件,特別是在2008年7月2日、2013年7月19日,以及2017年7月20日。這幾次極端天氣引起的城市洪水對城市造成了嚴重破壞和財產(chǎn)的巨大損失。
圖1 昆明主城區(qū)2008年7月2日和2013年7月19日兩次城市內(nèi)澇
昆明2017年7月20日,強降雨致昆明城區(qū)局部發(fā)生嚴重內(nèi)澇,多條道路積水嚴重,市民出行受到不同程度影響。繼2013年“7·19”特大暴雨洪水后,昆明城區(qū)排水能力再次面臨嚴峻考驗。據(jù)市氣象局統(tǒng)計,本次降雨歷時短、雨量強,單點暴雨特征較為明顯,在主城區(qū)33個測點中,一小時雨量超30毫米的測點有19個,超50毫米的有9個,其中新迎小區(qū)77.0毫米、人民東路75.3毫米、吳井72.3毫米、金星立交67.2毫米、鼓樓65.2毫米、金碧63.5毫米。截止20日凌晨4時,12小時累計降雨量超70毫米(即大暴雨)的測點有18個,超140毫米(即特大暴雨)的點有2個。強降雨導致昆明市區(qū)40余個路段交通中斷,多個小區(qū)嚴重淹積水,一些小區(qū)和單位用電也受到影響。此次暴雨分布范圍比2013年“7·19”更廣,市政排水系統(tǒng)下游河道全線超出警戒水位。主要城市道路交通擁堵嚴重,交通中斷時間短。某些地區(qū)的電力或供水出現(xiàn)了損失。工業(yè)和住宅區(qū)受到嚴重影響。在昆明的這場暴雨中,相關(guān)部門為抗擊洪水進行了大量努力和物資開支以及許多緊急救援行動。到7月21日,搶險救災工作基本完成,主城區(qū)102個淹沒區(qū)的洪水普遍退去,生產(chǎn)和生活條件逐步恢復正常。
2008年以來,昆明持續(xù)對市政排水管網(wǎng)進行全面升級改造。然而,這種間隔4-5年的城市內(nèi)澇現(xiàn)象并非正?,F(xiàn)象。
昆明城市防洪體系是“上游蓄水,疏浚中游水道,下游加快排放”指導下的綜合調(diào)度體系。2017年7月20日的洪澇災害表明,城市防洪排水管理機制不健全,城市規(guī)劃建設管理有缺陷,應急響應和極端天氣的公眾預警能力不足等問題。
圖2 昆明主城區(qū)2017年7月20日排水部門在城市內(nèi)澇中應急搶險
昆明市雨水管線管理存在問題。第一,城市防洪排澇管理體制不健全。目前,昆明市城市防洪排澇管理責任由多個部門負責,分別是水資源、城市規(guī)劃、住房建設、交通運輸、城市管理、滇池管理和排水。這種多部門管理導致工作重疊和脫節(jié)。當城市遭遇洪澇災害時,協(xié)調(diào)工作難度較大,這在一定程度上制約著城市洪水救援活動的實施。第二,雨水管線管理機制不健全。目前,主城區(qū)已開發(fā)區(qū)約有一定數(shù)量的的市政雨水管管線和公共排水泵站等設施。由于各種原因,昆明排水設施管理有限責任公司并沒有全部覆蓋維護與管理。
首先,制定科學合理的城市防洪排澇綜合規(guī)劃。長期以來,昆明的城市排水規(guī)劃與城市防洪規(guī)劃已獨立運行,不相互鏈接,與城市排水系統(tǒng)建設和河道治理沒有對兩者進行整合的城市防洪排水綜合規(guī)劃。區(qū)域(區(qū))發(fā)展規(guī)劃與城市防洪排澇規(guī)劃沒有有效銜接。二是城市規(guī)劃、城市排水規(guī)劃和城市防洪規(guī)劃存在問題。城市地下空間規(guī)劃與城市排水規(guī)劃聯(lián)系不夠緊密。城市垂直高程規(guī)劃尚未實施,城市地下基礎設施,特別是排水管線,在城市控制法規(guī)中沒有規(guī)定。此外,沒有可靠和有效的工具來核實規(guī)劃結(jié)果。第三,城市地下排水規(guī)劃實施不到位。
首先,河道泄洪排水設施能力不足。大多數(shù)河流在重建過程中沒有達到這些標準。由于各種原因,包括城市建設,綜合污水管線系統(tǒng)和污水截流處理進行埋地或修改,分水渠排水溝渠的排洪能力受到很大限制。城市排水管線建設標準不多。第二,昆明在區(qū)域開發(fā)、道路建設、重建和河流管理方面缺乏雨水管理系統(tǒng)的整體系統(tǒng)布置。特別是城中村改造建設項目存在嚴重的洪澇問題。第三,老社區(qū)存在明顯的洪澇問題。盡管老社區(qū)在城市建設時改進了雨水和污水系統(tǒng),由于社會和城市建設的不斷發(fā)展,社區(qū)內(nèi)部的高度以及周圍道路和土地的高程大不相同。因此,雨水和污水系統(tǒng)的分離只是治標不治本,不能從根本上解決洪水問題。第四,近年來昆明地下開發(fā)強度加大。這增加了地下的不透水性。隨著不透水度的增加,城市降水不能迅速滲透轄區(qū),這是城市淹水的另一個原因。
總之,與其他城市一樣,昆明城市排水管線引起城市洪澇災害的原因是復雜多變的。有歷史的原因和現(xiàn)實的困難。面對城市內(nèi)澇問題,應采取以下措施:
城市許多地方都淹沒在暴雨中,是因為雨水管線網(wǎng)絡中的大多數(shù)出入口都比常見的洪水位低,導致水向后流動,而且由于主管與分支管之間的連接不系統(tǒng),導致水從支管溢出。為了解決2017年“7.20”洪災發(fā)生的類似問題,應整合和加強排水管理制度,進一步完善應急預案。
一是改善雨水管線,提高泄洪能力。對城區(qū)主要雨水管線進行全面徹底的檢查,系統(tǒng)地調(diào)整連接不良的主、支管。二是實施統(tǒng)一的雨水管線管理計劃。許多國家的經(jīng)驗表明,有一個負責防洪的部門和一個綜合的管理機構(gòu)對城市水災方面更有效。建立健全排水管理體制,改善排水管理,形成水資源、供水、節(jié)水、防洪、排水、污水處理等一體化管理模式。第三,解決雨水管線運行和維護資金嚴重短缺,特別是地下排水管線的定期疏浚,應立即建立穩(wěn)定的資金體系,以確保充足的投入。第四,加強日常管理。昆明市完成的公共工程包括積極疏浚,疏通河道,管線和溝渠,對泵站進行檢查維護,確保泵站順利排水,正常運行。
市政設施的規(guī)劃和建設對于防止城市淹水至關(guān)重要。城市防洪規(guī)劃應結(jié)合城市建設排水規(guī)劃,納入城市總體規(guī)劃,制定城市防洪排水綜合規(guī)劃。關(guān)于淹水流域性質(zhì),考慮到集水區(qū)的大小環(huán)境,應對昆明城市防洪計劃進行修訂,包括滇池流域面積2920平方公里,排水管線專項規(guī)劃由其負責的行政主管部門編制。這些計劃須在經(jīng)城鄉(xiāng)規(guī)劃行政主管部門審查通過并經(jīng)政府批準后實施。排水管線專項規(guī)劃應保留相應期間總體城市規(guī)劃所需的開發(fā)空間。建設更為重要的設施,如雨水池塘,實施地下空間開發(fā)滲透設計,確保洪水保持和排水。
雨水管線信息管理是管理城市洪水的本質(zhì)。排水管線信息管理的第一步是對管線進行全面普查。目前,中國地級以上256個城市中已有146個完成了排水管線綜合普查和信息管理工作。對昆明而言,2007年至2011年間,對主城區(qū)330平方公里的排水管線進行了普查。昆明市城市地下管線探測管理辦公室,一個專門的政府部門,建立了一個地理信息數(shù)據(jù)庫,收集了13000公里排水管線及其相應的地形數(shù)據(jù)。具體來說,收集了所有主城區(qū)庭院排水管線和相關(guān)設施的數(shù)據(jù),以幫助改善城市水環(huán)境。這種做法在國內(nèi)外均十分少見的。此外,為排水管線建立了數(shù)據(jù)標準,這些都在雨水管線的相關(guān)工作中發(fā)揮了重要作用。首先,建立了雨水管線網(wǎng)絡信息的動態(tài)更新和共享。二是鼓勵城市管線管理人員和用戶,特別是城市排水管理部門建立專門的管線信息系統(tǒng)。
準確、完整的雨水管線信息是正確管理排水管線、解決城市發(fā)展洪水等問題,為排水管線管理和維護提供保障和支持的基礎。為此,昆明于2013年3月頒布實施了《昆明城市地下管線管理條例》(以下稱《條例》)。頒布《條例》的主要目的是規(guī)范昆明地下管線的規(guī)劃和建設,以保證地下管線的安全。此外,該條例應防止昆明排水管線綜合調(diào)查結(jié)果在數(shù)年未經(jīng)更新后變得無用。還應保證財政投入的最大效益和綜合調(diào)查結(jié)果的持續(xù)效果,鼓勵對新建、改建地下管線的信息收集進行有效地管理和控制。
圖3 昆明市排水管理專業(yè)技術(shù)人員對地下排水管線進行堵塞檢查和疏浚
圖4 基于水力模型的洪水預測三維地理信息系統(tǒng)