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王永:城市水务安全风险防控专题研究

2021-11-10 15:12 来源:中国城市规划网

导读

2021年9月26日上午,作为2020/2021中国城市规划年会暨2021中国城市规划学术季的重要活动之一,由中国城市规划学会工程规划学术委员会承办的专题会议二“城市基础设施安全与韧性”顺利召开。浙江省城市规划设计研究院王永作题为《城市水务安全风险防控专题研究》的精彩报告。

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王  永 浙江省城市规划设计研究院

浙江省水资源时空分布不均衡,部分城市人均水资源量较少,2021年初抗旱形势严峻,进一步加剧了供水危机;浙江省2013菲特时余姚全城受淹、2019利奇马的台风临海内涝损失严重、部分地区内涝防治刻不容缓;同时污水事故溢流对水环境造成影响,上述因素均对城市水务安全构成威胁。在此背景下,围绕供水安全保障研究、洪涝风险治理研究、污水系统安全运行研究等三个方面开展了城市水务安全风险防控研究。

#1 研究重点及思路

研究重点内容包括:对水源保障、爆管停水事故调查分析,省级大区域一体化应急供水分析,水务一体化管理探索;对内涝损失、成因、管理调查,洪潮涝关系分析,从灾前准备、灾中救援、灾后恢复进行全过程分析,结合洪、涝及灾害预警平台提出建议;对污水溢流调查,提出污水应急互联互通建议。

在文献调研(国内外、省内外)的基础上,分四部走:

(1)摸家底,现状概况及问题分析;

(2)找原因,成因分析及风险剖析;

(3)理思路,根据分析结论形成思路;

(4)提对策,给出建议(包括技术和管理型)。

#2 供水安全研究

从5600年前的浙江省供水就有了雏形,以余姚县河姆渡新石器时代遗址取水井为例,当时已有原始木构水井直径约6m;到2004年永嘉县溪口乡溪二村考古发现的400多年前明朝晚期“沉淀——过滤——活性炭”净水系统,显示了供水安全的前人探索;再到近年来,浙江省水务部门通过实施水资源保障百亿工程、浙东引水、杭州千岛湖引水、舟山大陆引水二期等,新增年引供水能力约22亿立方米,全省水利工程供水能力达280亿立方米。但仍然存在一些区域性供水安全事故——如2003年、2004年出现连续旱情,2013年7至8月近60余年最严重的高温热浪少雨天气,以及2020-2021年连续干旱缺水等。2004年出现连续旱情,1~7月全省累计降水量比2003年同期还少9%,为历史干旱年的最低值,全省受旱面积685.7万亩,135.2万人和8.25万头牲畜因旱饮水发生困难,经济作物损失18.83亿元。2013年7至8月,遭受了近十年来最严重的高温干旱灾害,全省出现了近60余年最严重的高温热浪少雨天气,但由于舟山大陆引水、浙东引水等大批引供水工程建成并投入运行,全省灾情明显减轻。2020-2021年连续干旱缺水,降水量历史同期最少,温、台、甬南部、部分山区、海岛出现2013年以来最严重旱情,永嘉等低压供水、隔天供水,乐清靠汽车运水维持。

大面积旱灾看似由于极端天气造成,实际也反映出城镇供水体系不完备,应急备用水源不充足,应急管理制度不完善,无法有效应对紧急突发情况导致。水质方面的 2003年钱塘江咸潮入侵,当时杭州城市供水的80%以上取自钱塘江,咸潮上溯会造成杭州市河段的南星桥、闸口、白塔岭和珊瑚沙等水厂的取水口的盐度浓度超过规定的水质标准,对杭州市区正常供水和饮用水安全造成严重威胁。十几次咸潮之下,珊瑚沙水库水位从7.1m下降至6.1m(最低水位5.5m ),九溪水厂被迫放宽咸潮取水标准——从250mg/L 变为499mg/L,全城降压供水,只能满足二楼,高层数天无水可供。咸潮直接诱因就是连年干旱,当年干旱少雨,源水水量减少,钱塘江下游则受海水潮汐影响,形成咸潮;潮事也反映出城镇供水体系不完备,遇到紧急突发情况难以有效应对。还有偶然性供水安全事故——包括人为原因导致水质污染、爆管等,如2011年槽罐车倾覆20t泄漏苯酚流入新安江等,一辆满装苯酚化学品槽罐车在杭新景高速碰撞事故,20t泄漏苯酚流入新安江。桐庐县城、七里陇水厂及富阳江北、江南、东梓水厂停止取水,影响供水规模31万t/d,55万人。

一系列偶然因素导致的供水安全事故,同样也反映出城镇供水体系预防不足,一旦发生水质、水量等安全事故,难以短时间有效应对,仍会对附近居民用水产生不利影响。为此建议供水安全保障应合理开发利用水资源,落实“节水优先”,大力推进区域应急备用水源工程建设,积极探索水源分质供水体系,建立全省联网联调的水务一体化管理。

#3 洪涝安全研究

在洪涝方面,浙江省十三五期间,完成工作包括:396条河道整治,新开40条城市河道;5000公里雨水管网建设,3605公里提标改造;3264公里雨污分流,14.4万公里管网清淤;1020处易淹易涝区改造;28.03万立方米/小时应急设备。

浙江省属于亚热带季风区,降雨省均降雨量1604mm;4~9月富,其中6~7月梅雨,多为长历时降雨;8~9月台风,多为风暴式降雨。 从地形来看,西南高、东北低,形成浙北平原、浙西北低山丘陵、浙东低山丘陵、浙中丘陵盆地、浙南中山、沿海丘陵平原及岛屿等6个地貌区;并包括了有苕溪、运河、钱塘江、甬江、椒江、瓯江、飞云江和鳌江8大水系。

浙江特色的山水格局导致强降雨易形成山洪,并发滑坡、泥石流等地质灾害;尤其是东部平原区面临上游来水、下游涨潮,洪潮涝叠加。部分城市片区竖向地形不利,易受水位顶托;东部平原感潮区部分地区早期以产业经济发展主导,缺乏以水定城的空间思维,建设过程中又缺乏竖向优化,部分区域洪涝严重。分析“菲特”、丽水“8.20”、“利奇马”、“烟花” 等事件,分析洪涝安全风险可归纳为五方面:降雨时空分布不均易形成内涝、内涝防治缺乏系统的顶层设计、部分城市洪涝设施未达标准、部分城市建设用地选址不当、灾害应急联动机制尚不完善。可以借鉴德国的洪水风险管理+城市内涝风险管理的经验,注重灾前预备,以及瑞士空间规划导向的综合风险管理体系,对风险易发区合理规划空间,设置应急空间管控措施。在浙江省内借鉴余姚模式,采用“东泄”、“南蓄”、“西排”、“北排”、“中疏”、“低围”的姚江流域系统治理工程后,“烟花”台风虽然雨更大、潮更高,但实现了余姚城区未受淹,直接经济损失仅23亿元,远少于“菲特”台风造成的直接经济损失227亿元。

洪涝风险治理要加强以防洪防涝规划为主导的城市空间、竖向规划,以流域为基本单元系统化管理洪涝风险;以洪涝风险管理理念统筹传统的防洪治涝工程,提高城市韧性应对极端灾害能力;以因地制宜的工程性措施改善城市排水情况,有效提高城市防洪排涝能力。

#4 污水安全研究

污水系统安全方面,截止2020年底,浙江省共建成城镇污水处理厂321座,总规模1570万t/d,规模在全国排名第3位,规模占比约6.63%,其中县级以上142座,排放标准一级A及以上,清洁排放技术改造158座,地埋式污水处理厂7座,“污水零直排区”小区2613个。普遍存在的问题是:城市污水系统普遍缺乏应急处理能力——城市污水系统多以“一片管网对应一个厂”的单一形式存在,缺乏污水主干管之间的应急联动,城市污水处理厂规模也未保留应急处理的余量;城市雨污合(混)流片区并未建设雨天溢流工况的调蓄或处理池,导致溢流污染状况时有发生。

主要原因在于污水处理厂出现运行故障导致出水不达标的情况时有发生,但目前省内城市尚未有明确的应急预案与完整的应急工程体系;雨污水混接导致在平时雨天产生溢流的风险。因此要加强污水系统的应急处理能力,降低合流制片区溢流污染。污水治理要完善污水收集管网,加快老城区污水分流改造,整改混错接点,开展污水管网修复;预留污水处理厂应急处理规模,建设厂间应急连通干管和泵站,实现厂间污水应急调度,搭建污水应急处理智慧平台;在城市更新时应加强海绵城市低影响开发设施建设,做到源头控制。

#5 结    论

浙江省由于干旱带来的水量短缺问题可通过区域互联解决,水源突发应急的污染要靠建立完备的应急预案制度,部分城市要加强备用水源建设。内涝与降雨、下垫面、管道、水位都有关系,洪、潮、涝需要协同治理,工程型和管理型措施并举,超标降雨应加强内涝应急的管理。逐步强化对污水应急连通工作的研究与推广,同时重视海绵城市建设,海绵城市低影响开发对削减溢流污染有很大作用,可通过控制城市中小降雨,削减径流水量后,改善雨污混错接引起的溢流污染情况。

供稿单位:中国城市规划学会工程规划学术委员会

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