水利专家撰文,“目前,北京对雨水管网的管理比较混乱,有市管的、有区(县)管的、有社区管的”。由此带来的后果是,“对于雨水的管理是一种被动和应急管理,缺乏基于信息化、智能化的高效管理”。
按北京市官方公布,7月21号,全市平均降水量达到170毫米。为自1951年以来,有完整气象记录最大降水量。
过去一年,“6·23”和“7·24”两场大雨,也曾让北京这个干旱城市尝到了水祸。那两次暴雨过后,有关官员和学者,曾对城市排水管道提出建设性意见。
部门协调
北京市气象台于21日9时30分-22日1时,连续发布了暴雨蓝色预警信号2次、暴雨黄色预警信号3次、暴雨橙色预警信号2次。
第一个暴雨橙色预警,于21日18时30分发布,这是自2004年《北京市气象灾害预警信号实施办法》颁布以来首次使用。
更早之前的3月13日,2012年北京市防汛抗旱工作会召开,指出2012年将继续大力开展积水点的治理,将对城区30处重点积水点继续实行挂牌督办。实施的重点是立交桥区18座雨水泵站改造,和162处道路雨水设施的维修。
然而,7·21的暴雨,仍然发生一些未能预料的事。
2009年11月,北京市水务局副局长潘安君等在《中国给水排水》杂志发表论文曾坦言,北京市“虽然已采用多种雷达进行中、大、暴雨等降水预报,但不能提前2-3小时准确预报降雨的雨强、范围、中心位置和过程”。
这与国外差距明显。日本在20世纪90年代就已建立城市雨洪管理模型,利用气象雷达预报降雨强度及分布。英国几乎同时也建立实时降水和洪水预报系统。
尽管缺乏相对超前的气象预报,但21日10点暴雨来临前,北京市排水集团还是提前启动了防汛一级响应预案,不到一个半小时内,排水集团防汛人员1381人、防汛车辆及设备340台套全部到位。
在北京,绝大多数的城市雨水线路由排水集团管理,其官网公布的数字是2719公里。但这并不是全部,丰台区防汛指挥部一名工作人员告诉记者,“丰台区90%雨水线路归排水集团管理,但还有小部分属于区管”。
2011年11月,北京市水利科学研究所副总工程师张书函在《给水排水动态》杂志发表论文称,“目前,北京对雨水管网的管理比较混乱,有市管的、有区(县)管的、有社区管的”。
管理多头带来的后果是“水务部门不全面掌握雨水管线的基本资料,不掌握各条雨水管线的位置、管径、高程、汇水范围、汇水面积等重要信息。对于雨水管线的流量、水位等,更是缺乏有效监测手段,不清楚雨水管线的真正运行状态。因此,对于雨水的管理是一种被动和应急管理,缺乏基于信息化、智能化的高效管理。”张书函直言。
九龙难治水:管网改建难题待解
管网改造
来自国家防总的数据显示,目前我国省会以上城市的排水标准一般只能保证一年一遇到两年一遇降水的应对,其它城市的排水标准更低。
2011年12月,北京市防汛抗旱指挥部办公室总工程师王毅在《中国防汛抗旱》杂志撰文称,“北京城区现状管网排水标准一般为:排水干线1年一遇左右;城市环路 1-2年一遇”。
而北京近些年降雨经常超预期,局部地区甚至在20年一遇以上,王毅认为“北京城区道路的排水设施标准较低”。
去年底公布的《北京市“十二五”时期水资源保护及利用规划》提出,北京市新城防洪标准要达到50年一遇,而中心城区的防洪标准要达到200年一遇。
“7月21日的大雨,积水在第2天就基本上排尽了,说明北京的雨水管线很管用”,北京市市政专业设计院高级工程师黄谦告诉记者,但他担心“提高管线标准,不是亡羊补牢,而是矫枉过正,会起到负面作用”。
北京市的雨水线路设计标准来自于国家标准《室外排水设计规范》(下称《规范》),这一《规范》经过了1987、1997、2006和2011年4个版本。
黄谦介绍,《规范》2006 版实施后,北京规划部门按照《规范》采用了一种简明方法:仅以城市道路性质确定雨水线路的承受标准,即一般城市道路1年一遇,城市干道3年一遇。
而在最新版本中,建议一般地区应采用1-3年一遇标准,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区为3-5年标准,特别重要地区可采用10年或以上的标准。
这一版本比2006版中一般地区重现期下限由0.5年提高到1年,将“一般选用”改为“应采用”。标准的提高将带来设施改造,但资金掣肘,“目前泵站的情况是,一台泵站配几个人,每年只运转三五天,一台泵要几十万,而且泵越是不转,越需要花钱保养”,北京市排水集团退休工程师谭乃秦告诉记者。
“为百年一遇的城市洪水花费几百亿、上千亿建造一套排水系统,恐怕也是一种浪费。”谭说。
改排为蓄
问题的关键倒不是花费,而是城市防涝把钱用在刀刃上。
“从几十年来的排水管道运行和几次暴雨过程看,城区90%以上排水管渠发挥了正常作用。问题仅集中出在超频暴雨时,几十处道路低洼地点的排水不畅、不及时。”黄谦说。
他认为北京城区排水系统1年一遇的设计标准并不低,并不需要普遍提高标准,“长江防洪标准要百年一遇,受其流域面积决定,北京市的汇水面积只是长江流域的万分之一,排水标准为1年一遇是合理的”。黄谦说。
那么,什么原因造成了北京几十处道路低洼地点排水不畅?
北京市防汛抗旱指挥部办公室总工程师王毅的文章认为,以 莲花 桥为例,莲花池泵站设计流量 4.1立方米/秒,而雨水入泵站管线直径为 1.6 米,流量约2立方米/秒,明显低于泵站设计流量,造成桥区雨水入泵站速度缓慢。
另外,经调查发现莲花桥区有 38个雨篦子,而按莲花池泵站设计流量 4.1立方米/ 秒计算,需单个雨篦子约205个,根本无法承担收纳桥区暴雨雨水的能力。
王毅称,这种问题,在北京城市道路雨水排放中,或许不是个别现象。
汇水面积过大也是原因之一。据估算,在往年特大暴雨中,周边汇入莲花桥区客水面积约50万平方米,远远大于泵站排水设计汇水面积,其结果是大量客水进入桥区。
黄谦认为汇水面积过大的原因恰恰是“北京的排水管线太管用了”,有效地将雨水从排水支流汇集到了排水干流,但排水支流和排水干流都设计成1年一遇的标准,导致雨水汇集在干流无法排走。
他认为绝大部分排水管渠采用1年一遇的标准是合适的,甚至是高标准的,符合经济合理、安全适用的原则。相反,如果一般地区1年一遇的标准提高至3年一遇、重点地区标准提高至5年一遇,则会陷入标准越高,投入越大,积水会在更短时间内汇流更多,成灾越频的悖论。
“对于城区排水系统而言,几十处的道路积水点下游排水管渠是‘关键的少数’。症结的化解应该是消减上游的汇水量,加大下游的输排水能力”,黄谦发表在今年5月《市政技术》杂志上的一篇论文中写到。
黄谦曾将这篇与学术界主流意见不同的论文交给北京市规划等部门,但未获回音,“毕竟我身处市政系统,却发表了与水务部门有关的意见”,他说。事实上,北京市的城市排水工作由市政部门划归北京排水集团负责,才几年时间。
而对于排水管线升级所不能解决的问题,学术界亦有观点称将雨水留在城市,渗入地下,而不是排走。
北京大学建筑与景观设计学院院长俞孔坚说“主要问题是城市建设过程中忽视城市自然水系统和绿地系统滞水能力的利用,片面依赖市政管道排水”。
他认为应该统筹城市的自然水系、湖泊、湿地和绿地系统,与分散式的排水管网相结合。
“最简单的办法是通过绿地系统、湖塘,和家庭社区雨水收集系统,实现雨水的就地资源化,把公园建成雨洪滞留公园”,俞孔坚说,“实际上北京所有湖畔目前基本上都与排涝系统没有联系”。
2007年时,久涝成灾的莲花桥地区的莲花池公园集雨工程完工,北京市水务局网站消息称,2011年“6·23”大雨时,莲花池公园收集雨水近万立方米。
但实际上,“莲花池公园基本不起滞水作用了,因为它的湖面面积已减少了三分之二,估计只能在20-30mm降水量时起作用”,民间环保人士、乐水行活动发起人张俊峰告诉记者。
张俊峰透露,目前在北京的决策层已达成共识,将把北京的绿地地面设计得低于路面,以吸纳雨水,“但实行起来难度较大,涉及园林、水务、规划等多部门的协调”。