城市水灾害及防洪减灾对策优化方案

我国受洪水威胁的城市有625座,占城市总数的94%。目前我国正处于快速城市化的阶段,城市型水灾害的问题日益突出。近年来,东京、名古屋、汉城、台北、布拉格、德累斯顿以及北京、上海、南京等一批大城市相继遭受特大暴雨洪水的袭击,损失惨重,影响远远超出城市本身。

城市化进程中,城市洪涝的水文特性与成灾机制均发生着显著的变化。例如:

(1)城市人口资产密度提高,同等淹没情况下,损失增加。

(2)城市面积扩张,新增市区过去大多为农业用地,防洪排涝标准较低,洪涝风险较大;以往城外的行洪河道变成了市内的排水渠沟,加重了防洪负担。

(3)城市空间立体开发,一旦洪涝发生,不仅各种地下设施易遭灭顶之灾,高层建筑由于交通、供水、供气、供电等系统的瘫痪,损失亦在所难免。

(4)城市资产类型复杂化,水灾所造成的损失不可估量,恢复更加困难。

(5)城市对生命线系统的依赖性及其在经济贸易活动中的中枢作用加强;一旦遭受洪涝,损失影响范围远远超出受淹范围,间接损失甚至超过直接损失。

(6)城市不透水面积增加,排水系统改善,径流系数加大,汇流加快,河道洪峰流量成倍增加,洪峰出现时间提前,使已有堤防的防洪标准相对降低。

(7)由于城市气温较周围地区高、空气中粉尘大,形成所谓城市雨岛效应,市区暴雨的频率与强度往往高于周边地区。(www.xing528.com)

(8)在城市大规模扩张阶段,易出现水土流失加剧,局部水系紊乱,河道与排水管网淤塞等现象,人为导致城市防洪排涝能力的降低。

(9)城市防洪排涝的安全保障要求大为提高,而城市防洪排涝工程设计施工管理的难度加大。此外,快速城市化初期,大量未经处理的工业废水与居民生活污水直接排入市内水域,居民难以忍受水域环境的恶化,加之城市建设用地需求的压力,一些城市的河道、湖泊、洼地被填作建设用地,进一步减少了城区调蓄内涝的能力。这些变化与城市化的进程有明显的相关关系,若不随城市发展同时增大治水投入的力度,必然出现水灾损失急剧增长、环境恶性的局面。

在城市化的进程中,城市人口迅速增加,城区面积不断扩张,城市水利已经成为人们日益关注的问题。一方面,城市防洪安全保障与城市建设的矛盾增加;另一方面,城市要靠“八方水土养一方人”,供水安全保障越来越成为城市自身难以解决的问题。保证城市防洪安全与供水安全,是城市水利的最为基本的任务,也是21世纪中,我国防洪抗旱减灾领域具有挑战性的课题。近10年来城市防洪“作为相对独立的一门学科得到长足发展。城市防洪是一门新兴的交叉学科,既属于市政工程,又属于水利防洪工程”,“城市防洪又是一门涉及面广、影响因素多、关系极为复杂的系统工程。涉及到水文气象、防洪、排涝、城市规划、交通、环境科学、工程经济等研究领域”。重点研究的内容有:

(1)城市防洪应急管理体系与运作协调机制。研究现代城市在遭受重大洪涝灾害袭击时,如何减轻灾害损失,尽快恢复正常生活、生产秩序。城市防洪应急管理涉及部门众多,过去虽然各自都有自家的防洪预案,但是,从应急管理的要求来看,应急管理每一个环节的工作,都需要有关部门之间的协调与合作。因此,需要从立法与健全管理体制上入手,建立部门间的协调运作机制。

(2)城市型洪涝灾害成灾机理与综合治水、减灾新对策。研究城市下垫面条件变化对城市洪涝特性的影响,以及城市资产类型的多样化与生命线系统的复杂化,与城市洪涝灾害直接经济损失与间接经济损失变化的关系,把握城市型水灾害的规律性。探讨现代城市防洪排涝减灾所需要的综合治水模式,以及适应不同类型城市的防洪减灾新措施。

(3)高新技术在现代化城市防洪指挥系统建设中的应用。综合运用并改进洪水仿真模拟技术、“3S”技术、信息系统技术、数据库技术、网络技术、动态规划自动寻优技术等,预测城市下垫面变化情况下的洪涝态势、可能的洪水入侵途径和规模、暴雨涝灾影响,评估现有的防洪排涝体系及可能出现的险情,预测现有水情条件及事故条件下洪水变化以及所造成的新的风险;反映并比较在洪水发生时可能采取的应急措施及其风险,为防汛调度决策、应急救援、洪水风险管理、土地利用等方面提供及时的信息服务和决策支持。

(4)城市防洪体系建设与现代城市和谐发展的新理念与新技术。针对现代城市发展过程中环境、景观、生态等方面对城市河湖整治提出的新要求,探讨兼顾城市防洪与城市发展需求的城市河湖整治新技术,力争取得突破性的进展。

(5)城市供水安全保障的新对策。围绕城市水源地保护与建设,城市跨流域调水工程规划、建设与管理,城市雨洪利用,城市中水回用等需求,研究完善管理体制与提高保障水平的对策措施;针对突发性水源污染等严重威胁供水安全的重大事故,研究应急体制、处理技术与措施;针对持续特大干旱年份,研究城市保障重点、满足基本生活需求与维持正常运转的应急对策。