漢京超，徐文征，曹 晶

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引 言

近年來我國北京、上海、武漢、廣州等許多大中城市先后遭遇了較為嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此國家相關(guān)部門多次下發(fā)文件，要求加強(qiáng)城市排水設(shè)施建設(shè)，提高排水防澇設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。對于特大城市，其中心城區(qū)通常具有經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集、建筑林立、用地緊張、交通擁擠、地下空間大量開發(fā)等諸多典型特征，使得對現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模翻排改建并不現(xiàn)實(shí)。而深層排水調(diào)蓄隧道技術(shù)的日趨成熟和廣泛應(yīng)用恰逢其時(shí)，正可為解決現(xiàn)狀排水系統(tǒng)的問題提供行之有效且經(jīng)濟(jì)合理的解決方案。

事實(shí)上，國內(nèi)排水行業(yè)在很久之前就已經(jīng)在探索應(yīng)用深層調(diào)蓄隧道技術(shù)的可行性。早在2009年，上海市政總院的全國工程勘察設(shè)計(jì)大師羊壽生就提出在蘇州河下面建設(shè)100萬m3容積調(diào)蓄池，推薦采用直徑9.2 m的隧道，長約15 km，置于地下45 m[1]。隨著研究的深入和需求的迫切，2016年3月上海市人民政府批復(fù)了《蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程規(guī)劃》，2017年6月28日蘇州河深隧工程（試驗(yàn)段）開工，表明上海的排水深隧系統(tǒng)工程正式啟動建設(shè)。目前作為主體工程的蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程（以下簡稱蘇州河深隧工程）正處于項(xiàng)目建議書階段，為系統(tǒng)論述該工程建設(shè)的必要性，特撰寫本文，與業(yè)內(nèi)專家學(xué)者交流商榷。

1 響應(yīng)國家相關(guān)政策法規(guī)需要

近年來國家對于排水防澇、海綿城市建設(shè)和黑臭河道整治方面高度重視，多次下發(fā)相關(guān)的政策文件進(jìn)行督導(dǎo)和推進(jìn)。表1梳理了2013年以來國家下發(fā)的部分重要相關(guān)文件及規(guī)范，從中不難看出國家重視力度之大。

2014年版和2016年版的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014—2006）均明確提出，上海等特大城市中心城區(qū)的雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)不低于3～5年，且經(jīng)濟(jì)條件較好、人口密集、內(nèi)澇易發(fā)的城鎮(zhèn)宜采用上限?！八畻l”中也明確要求：“用10年左右的時(shí)間，建成較為完善的城市排水防澇工程體系，特大型城市中心城區(qū)雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期提高至3～5年。”2017年實(shí)施的《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》（GB 51174—2017）條文中則提出：“內(nèi)澇易發(fā)、人口密集、地下管線復(fù)雜、現(xiàn)有排水系統(tǒng)改造難度較高的地區(qū)，可設(shè)置調(diào)蓄隧道系統(tǒng)?！痹谏鲜霰尘跋?，推進(jìn)蘇州河深隧工程的建設(shè)，既是貫徹落實(shí)國家相關(guān)排水防澇、污染控制、海綿城市建設(shè)及黑臭河道治理等政策要求的需要，也是上海作為國際化大都市在排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的歷史性舉措，具有重要意義。

表1 國家下發(fā)的部分相關(guān)文件

2 滿足上海市相關(guān)規(guī)劃及政策的要求

2.1 《上海市城市總體規(guī)劃（2017—2035）》

根據(jù)《上海市城市總體規(guī)劃（2017—2035）》（公示稿），上海的城市目標(biāo)愿景是努力把上海建設(shè)成為卓越的全球城市，令人向往的創(chuàng)新之城、人文之城、生態(tài)之城，具有世界影響力的社會主義現(xiàn)代化國際大都市。為此規(guī)劃提出，要建設(shè)更可持續(xù)的韌性生態(tài)之城，包括完善防汛除澇保障體系、建成能有效抵御突發(fā)性災(zāi)害氣候的現(xiàn)代化城市防汛保障體系、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和改造城鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)，以及提升水環(huán)境質(zhì)量等。而蘇州河深隧工程作為提高城市排水防澇標(biāo)準(zhǔn)、完善防汛除澇保障體系，以及提升城市水環(huán)境質(zhì)量的重要手段和依托工程，其建設(shè)需求迫切、工程意義顯著。

2.2 《上海市城市雨水排水規(guī)劃（2017—2035）》

根據(jù)《上海市城市雨水排水規(guī)劃（2017—2035）》（公示稿），規(guī)劃在上海中心城區(qū)形成“3、2、2、X”的布局，即通過海綿設(shè)施建設(shè)，新建3個(gè)集中線性調(diào)蓄管道系統(tǒng)、2縱聯(lián)絡(luò)管、2座初期雨水處理廠，并對區(qū)域已建未達(dá)標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行整體提標(biāo)和初雨輸送。其中蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程作為集中線性調(diào)蓄管道系統(tǒng)的中線工程，聚焦于現(xiàn)狀暴雨積水嚴(yán)重、排水防澇和水環(huán)境矛盾突出的蘇州河地區(qū)，已被列入2017年11月發(fā)布的《蘇州河環(huán)境綜合整治四期工程總體方案》之中。由此可見，盡快推進(jìn)蘇州河深隧工程滿足上位排水專業(yè)規(guī)劃及蘇四期工程總體方案的要求，規(guī)劃依據(jù)和工程必要性均非常充分。

2.3 上海市海綿城市建設(shè)的需要

2013年12月12日習(xí)近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上的講話指出：在提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。海綿城市的六字方針包括“滲、滯、蓄、凈、用、排”，而深層調(diào)蓄隧道作為海綿城市建設(shè)的重要措施和手段，是“蓄”和“排”理念的有機(jī)結(jié)合和良好體現(xiàn)。

根據(jù)《上海市海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系》，為實(shí)現(xiàn)上海的年徑流總量控制目標(biāo)，市政雨水系統(tǒng)（含調(diào)蓄、深隧等）與河道共同作為年徑流總量控制的托底工程（見圖1）。而對于現(xiàn)在水面率不足3.0%的上海中心城區(qū)，蘇州河深隧工程將是年徑流總量控制的重要和主要托底工程。

圖1 上海市海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系構(gòu)架圖

2.4 其他相關(guān)規(guī)劃及政策

2015年11月上海市水務(wù)規(guī)劃院聯(lián)合上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院編制完成了《蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程規(guī)劃》，并于2016年3月25日獲批。該規(guī)劃作為蘇州河深隧工程的專項(xiàng)工程規(guī)劃，對于整個(gè)工程的工程范圍、工程目標(biāo)、建設(shè)條件、規(guī)劃方案、工程投資及效益等進(jìn)行了較翔實(shí)的論證，為蘇州河深隧工程的立項(xiàng)和推進(jìn)奠定了重要的基礎(chǔ)。此外，2015年12月印發(fā)的《上海市水污染防治行動計(jì)劃實(shí)施方案》也明確提出，開展中心城初期雨水治理，深化蘇州河段深層排水調(diào)蓄系統(tǒng)工程的前期研究并加快建設(shè)。因此蘇州河深隧工程的建設(shè)在符合上位規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策方面依據(jù)充分。

3 滿足人民群眾對美好生活的向往

黨的十九大報(bào)告指出，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。因此作為一項(xiàng)排水領(lǐng)域的世紀(jì)工程，必須將滿足廣大人民群眾對美好生活的向往作為重要出發(fā)點(diǎn)。

3.1 提高蘇州河沿線地區(qū)的排水標(biāo)準(zhǔn)

蘇州河中心城區(qū)段沿線是上海市經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，涉及市政雨水排水系統(tǒng)共有25個(gè)（其中已建24個(gè)、在建1個(gè)），總服務(wù)面積為57.92 km2。已建雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)除廣肇系統(tǒng)采用兩年一遇外，其他均采用一年一遇。根據(jù)上海市排水處統(tǒng)計(jì)資料，上海中心城區(qū)暴雨積水點(diǎn)主要分布于123個(gè)系統(tǒng)中，其中蘇州河地區(qū)有21個(gè)系統(tǒng)暴雨積水，積水點(diǎn)總數(shù)約占中心城的19%，暴雨積水嚴(yán)重。同時(shí)蘇州河兩岸規(guī)劃的除澇泵站規(guī)模僅建成了50%，水利片除澇能力尚未達(dá)到20年一遇的除澇標(biāo)準(zhǔn)。因此通過建設(shè)蘇州河深隧工程，實(shí)現(xiàn)沿線地區(qū)排水系統(tǒng)的提標(biāo)，保證地區(qū)排水安全非常必要。

3.2 應(yīng)對蘇州河地區(qū)日趨嚴(yán)峻的防澇形勢

蘇州河是上海市最主要的一條防洪排澇河流，它兼具流域行洪、區(qū)域排澇、環(huán)境景觀生態(tài)、航運(yùn)等多重功能。然而由于沿線地區(qū)水面率偏低、周邊建筑人口密集、地區(qū)開發(fā)強(qiáng)度非常高，加上近年來全球氣候變化異常、極端強(qiáng)降雨頻發(fā)，使得蘇州河的防澇壓力巨大。在遭遇風(fēng)、暴、潮、洪“四碰頭”的情況下，蘇州河曾多次發(fā)生超越警戒水位的險(xiǎn)情，導(dǎo)致沿線排水泵站被迫停機(jī)，引發(fā)嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害及經(jīng)濟(jì)損失。

通過蘇州河深隧工程的建設(shè)，可以在一定程度上減輕蘇州河的排澇和行洪壓力。同時(shí)如果遠(yuǎn)期增設(shè)排江泵站，還可在蘇州河深隧靜態(tài)調(diào)蓄的主運(yùn)行模式上增加動態(tài)輸送的選擇，相當(dāng)于在蘇州河下方又增設(shè)了一條“地下河川”，這對于有效應(yīng)對蘇州河地區(qū)日趨嚴(yán)峻的防澇形勢效果顯著、意義重大。

4 滿足國際化大都市水環(huán)境治理需要

目前蘇州河沿線已經(jīng)建設(shè)了6座調(diào)蓄池，分別是成都路、新昌平、夢清園、江蘇、芙蓉江和新師大調(diào)蓄池，6座調(diào)蓄池總調(diào)蓄容積約7.42萬m3，其中夢清園調(diào)蓄池最大，調(diào)蓄容積為2.5萬m3。上述6座調(diào)蓄池在CSOs控制上取得了一定效果[2-3]，但是由于總體規(guī)模有限，尚無法從根本上解決蘇州河中心城區(qū)段的雨天溢流污染問題，蘇州河“逢雨即黑”的現(xiàn)象仍然時(shí)有發(fā)生。而通過蘇州河深隧工程的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)22.5 mm以內(nèi)的降雨市政泵站不溢流，基本消除工程沿線初期雨水污染。因此可見，蘇州河深隧工程將有效加強(qiáng)沿線面源污染控制，改善蘇州河水環(huán)境質(zhì)量，成為上海市黑臭河道治理的典型案例及長效手段。

5 滿足智慧城市精細(xì)化設(shè)計(jì)、精細(xì)化管理需要

近年來隨著新型技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，排水領(lǐng)域信息化、現(xiàn)代化水平不斷提高，對于智慧水務(wù)、智慧城市建設(shè)的呼聲也越來越高。《上海市城市總體規(guī)劃（2017—2035）》明確提出，創(chuàng)新城市治理方式，加強(qiáng)精細(xì)化管理，推動城市公共基礎(chǔ)設(shè)施管理智能化，實(shí)現(xiàn)城市管理精細(xì)化、可視化發(fā)展。上海在排水行業(yè)信息化建設(shè)方面起步較早，目前已經(jīng)做了一些有益的探索并取得了一定的成果[4]，其搭建的排水行業(yè)數(shù)據(jù)庫及管理信息系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于排水規(guī)劃建設(shè)、設(shè)施管理、運(yùn)行監(jiān)管、排水防澇等方面。在此基礎(chǔ)上，近年來排水管網(wǎng)模擬軟件、三維建模（BIM）軟件、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)軟件、輔助決策系統(tǒng)軟件的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用也為蘇州河深隧工程的精細(xì)化設(shè)計(jì)和管理提供了有力支撐。有理由相信，通過對先進(jìn)模型技術(shù)的探索和運(yùn)用，蘇州河深隧工程將進(jìn)一步推動和提升上海市智慧水務(wù)領(lǐng)域的精細(xì)化設(shè)計(jì)和管理，并彰顯長效的有益影響。

6 樹立深隧技術(shù)解決中心城區(qū)防洪排澇工程示范

目前深層調(diào)蓄隧道技術(shù)日趨成熟，國際上成功案例已經(jīng)超過20項(xiàng)。我國廣州、深圳、北京、武漢、成都等許多城市也在進(jìn)行深隧工程的研究、規(guī)劃乃至建設(shè)。然而目前開工建設(shè)的調(diào)蓄隧道僅廣州深隧工程東濠涌試驗(yàn)段和上海蘇州河深隧工程試驗(yàn)段。廣州深隧工程東濠涌試驗(yàn)段工程內(nèi)徑約5.3 m，長約1.77 km，埋深約40 m[5]，為廣州深隧工程的一條支線；上海蘇州河深隧工程試驗(yàn)段內(nèi)徑10.0 m，長約1.67 km，埋深接近60 m，是蘇州河深隧全線工程的起始段?？傮w而言，國內(nèi)深隧技術(shù)的應(yīng)用尚處于探索和起步階段，相關(guān)的技術(shù)研發(fā)和儲備也相對滯后，存在一定的研究和技術(shù)空白。

與此同時(shí)，上海蘇州河深隧工程目標(biāo)多樣、條件復(fù)雜、難點(diǎn)突出，無法有效借鑒國外深層調(diào)蓄隧道的工程經(jīng)驗(yàn)以及國內(nèi)交通隧道的設(shè)計(jì)方法。通過蘇州河深隧工程試驗(yàn)段及全線工程的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)深隧核心技術(shù)的積累和突破，通過樹立示范工程，最終為后續(xù)的上海乃至我國其他城市深隧工程的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

7 結(jié) 語

蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程旨在解決上海市中心城區(qū)排水系統(tǒng)提標(biāo)、內(nèi)澇防治及面源污染控制等問題。為論證其建設(shè)必要性，本文從響應(yīng)國家相關(guān)政策法規(guī)的需要、滿足上海市相關(guān)規(guī)劃及政策的要求、滿足人民群眾對美好生活的向往、滿足國際化大都市水環(huán)境治理的需要、滿足智慧城市精細(xì)化設(shè)計(jì)和管理的需要、樹立深隧技術(shù)解決中心城區(qū)防洪排澇工程示范等角度進(jìn)行了詳細(xì)的分析。研究表明，建設(shè)蘇州河深隧工程依據(jù)充分、效益顯著、意義重大、影響深遠(yuǎn)。建議后續(xù)結(jié)合深隧技術(shù)的探索、研發(fā)和實(shí)踐，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，不斷優(yōu)化工程技術(shù)方案，讓這一世紀(jì)工程在建設(shè)美麗中國的藍(lán)圖上綻放出絢爛的花朵。