近年来, 国内多个城市发生了不同程度的内涝灾害, 珠海也是其中之一。珠海的内涝成因较复杂, 包括气候、管理运营维护、排水系统和城市建设体制问题等。目前, 解决城市内涝问题已成为近阶段珠海市城市建设管理过程中的重要任务, 合理的内涝整治规划方案将决定内涝问题能否有效防治。以珠海市斗门区白蕉临江生态农业科技城控规编制为例, 通过建设区域海绵城市大排水系统及强排系统, 收集调蓄片区雨水, 调节片区旧村区域水系标高, 建成海绵城市理念下的城市防洪排水体系, 实现对雨水径流的控制, 解决片区开发中沿河低洼旧村洪涝灾害防治问题, 以期为沿海河网地区低洼旧村内涝灾害问题的解决提供参考。

白蕉临江生态农业科技城 (下称“规划区”) 位于珠海市斗门生态农业平台的核心位置, 未来该区域将打造成为农业园区的综合服务中心, 是珠海市斗门区生态农业平台建设的重要支撑点。规划区东临白蕉联围内, 联围东侧为磨刀门水道, 西侧为鸡啼门水道, 2条水道均为外江感潮河道。现状白蕉联围按50年一遇标准建设, 采用缓冲式重力排水模式排水, 规划区内沿联围已建4座外江水闸。根据规划区周边水文站数据, 白蕉联围100年一遇水位为3.346m (56黄海高程, 下同) 。区内水资源丰富, 现状分布5条排洪渠, 均为自然断面, 宽度10～30m, 水深2.5m。除南部部分区域及旧村已建, 其他区域均未开发。现状旧村主要沿区内自然河涌两岸建设, 村庄现状地面标高较低, 平均标高1～1.5m。村庄未建设市政雨水管, 雨水自然排放到周边水体 (见图1) 。

规划区现状防涝工程主要存在以下问题: (1) 规划区内旧村沿河而建, 村庄场地平均标高1m, 受磨刀门水道潮位顶托的影响, 现状村庄经常受浸; (2) 内河涌存在淤积以及被侵占的现象, 影响河涌行洪能力; (3) 部分防洪设施未达标且设备老旧, 存在安全隐患 (见图2) 。

目前多数规划在城市用地分类时基本未考虑土地和地表径流的关系, 城市用地布局时对雨水排水的出路考虑不足, 城市竖向设计和道路竖向设计也很少结合雨水的排放及综合利用, 导致排水不畅。城市内涝防治需要系统考虑, 应按照海绵城市的理念在规划阶段统筹考虑用地布局, 建设“灰色”和“绿色”设施, 合理确定城市排水系统, 尤其是大排水系统。做好大排水系统需要市政、水利、规划、园林绿化、道路交通等多专业协调联动, 使规划适应区域原有的蓄排水条件符合自然界的水循环机理。

(1) 构建大排水系统。发达国家城市排水一般都有小排水和大排水系统2套。小排水系统一般包括雨水管渠、调节池、排水泵站等传统设施, 主要担负重现期为1～10年范围暴雨的安全排放;大排水系统一般由地表通道、地下大型排放设施、地面的安全泛洪区域和调蓄设施等组成, 主要为应对超过小排水系统设计标准的超标暴雨或极端天气特大暴雨的蓄排系统。大排水系统通常包括“蓄”“排”2部分, 其中“排”主要指具备排水功能的道路或开发沟渠等地标径流通道;“蓄”主要指大型调蓄池、深层调蓄隧道、地面多功能调蓄池、天然水体等调蓄设施。

(2) 树立海绵城市设计理念。在内涝防治规划中应结合当地城镇化的特色, 强化海绵城市及可持续发展等理念, 采用源头消减、过程控制、系统处理的方法, 减少雨水径流总量和峰值流量。推广低影响开发及可持续排水系统等技术, 在土地开发时最大限度地保持原有的自然水文特征和自然系统, 充分发挥大自然本身对雨水的渗透、蒸发和储存功能, 减少雨水径流对下游受纳水体的冲击, 达到防治内涝灾害、控制面源污染、提高雨水利用程度的目的。

(3) 提高排水管网标准。《室外排水设计规范》 (GB 50014-2006, 2016版) 中将设计重现期提高到“一般地区应采用1～3年, 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, 应采用3～5年”的标准, 并提出“经济条件较好或有特殊要求的地区宜采用规定的上限, 特别重要地区可采用10年以上”的要求。规范对排水管渠建设提标将从国家层面上整体提高各个城市应对内涝的能力。

规划区一般区域雨水排水设计重现期采用3年一遇, 低洼地区采用5年一遇;堤围设计重现期采用100年一遇;排洪渠设计重现期采用50年一遇;截洪沟设计重现期采用25年一遇。排涝标准为规划区30年一遇24h降雨遇5年一遇外江潮位不致内涝。

竖向标高规划是防洪排涝规划的基础, 根据《珠海市规划设计标准与准则》, 规划区道路最低控制标高3.2m, 规划用地最低控制标高3.4 m。因现状旧村平均标高1m, 且面积较大, 拆迁难度大, 规划确定近期保留现状旧村。现状规划区所在联围依靠水闸控制围内水位, 暴雨时遭遇外江高潮位经常受浸, 属于内涝防治重点区域, 排涝系统的建立至关重要 (见图3) 。另外, 在解决规划区旧村内涝灾害的同时, 如何降低或消除片区开发对现状低洼旧村排水防涝的不利影响, 也将是排涝规划方案的重点。

在联围内新建外排泵站, 调整联围排水方式为闸泵联排, 完善区域防洪系统。根据《白蕉联围排涝整治工程可行性研究报告》, 近期重点解决联围内内涝问题, 保留现状4座外江水闸, 定期检查维修, 并适时按照100年一遇标准进行改造。按照10年一遇24h暴雨遭遇外江5年一遇高潮位不治涝的标准, 在白蕉联围建设4座外排泵站, 通过调控围内最高水位可控制在1m。其中规划区新港工业排洪渠北侧建设东南卡泵站, 泵排流量24m³/s, 占地面积为0.25hm²。

远期根据总体规划, 现状白蕉联围将与现状小林联围合建成白蕉大联围, 采用闸泵联排方式排水, 逐步提高围内排涝标准为30年一遇24h暴雨遭遇外江5年一遇高潮位不治涝, 堤围按照100年一遇标准进行加固建设, 规划外排泵站规模通过调蓄演算确定, 确保规划区内防洪排涝安全。

在区域防洪系统的基础上, 以规划区内部及周边自然河涌形成大排水系统;结合规划用地布置规划绿地, 通过竖向控制构建超标雨水行泄通道。结合新建道路建设市政排水管渠, 形成市政排水系统, 与地块、市政道路内调蓄湖、下凹式绿地等LID设施构建小排水系统。

在用地布局规划时市政排水专业提前介入, 与规划、道路、园林绿化等多专业协调, 结合海绵城市建设理念, 分析用地类型、用地布局与地表径流的关系, 规划保留现状5条内河涌, 按照河涌现状宽度预留用地, 形成规划水网格局, 构建大排水系统。通过城市竖向和道路竖向的合理规划收集调蓄雨水, 控制地表径流量, 使规划适应原有的自然蓄水和排水条件, 符合水循环机理。河涌按照生态式驳岸形式改造, 具体参数见表1。

在大排水系统基础上划定规划排水分区。结合用地规划及规划排水分区沿规划河涌布置7座多功能调蓄湖, 设置溢流堰与规划河涌连通, 增加规划区内调蓄容积。调蓄湖作为末端出流设施收集各排水分区雨水, 降低因规划区开发对区内现状下垫面排水造成的不利影响。

调蓄湖常水位0.6m, 与片区水系常水位一致。规划区地面控制高程3.2m, 调蓄湖取0.6m的安全超高, 则最高蓄涝水位2.6m。通过排水渠将雨水排入规划水系, 利用溢流堰控制调蓄湖水位。调蓄湖内种植挺水且具有水质净化能力的植物, 提升湖面景观效果的同时, 净化排入湖水的雨水水质 (见表2) 。

同时, 沿规划河涌及调蓄湖周边布置规划绿地, 在旱季时作为景观活动空间, 在极端暴雨时通过竖向控制允许部分绿地受淹作为行泄通道及滞洪区域, 增加片区调蓄空间, 提高蓄排水系统的防灾能力。

根据《珠海市海绵城市建设管理办法 (试行) 》要求, 规划对新建、改建及扩建项目按照海绵城市理念进行建设。项目按类型分为道路、绿地和建筑小区3个类型。对于道路红线范围内宽度大于2.5m的绿地按下凹绿地建设, 并配套建设雨水管线。绿地标高按低于周边路面标高10～15cm设计, 下凹式绿地中埋设盲管, 布置溢流井;地面径流优先进入道路两侧植草沟, 通过盲管和溢流井进入市政雨水管渠。

新建项目均按照海绵城市理念建设, 建议相关规划部门按照排水分区组织编制海绵城市分区规划, 细化海绵城市相关指标, 并将海绵城市强制性指标纳入新建项目用地出让或划拨条件。新建地区硬化地面中可渗透地面面积不宜低于40%。

规划区大部分区域为新建区域, 提高新建市政道路配套雨水管渠雨水管线设计标准, 增加区域排水能力。一般地区雨水管线设计重现期调至3年一遇, 低洼地区调至5年一遇。

结合用地规划在规划区内布置绿地, 结合周边用地竖向规划按照下凹式形式建设, 作为规划区超标降雨行泄通道: (1) 沿规划新港大道两侧分别布置宽度为20 m的绿地, 控制与新港大道相交道路的纵坡坡向新港大道, 保证超标暴雨时地表径流汇入新港大道两侧绿地, 并沿绿地排入规划河涌; (2) 排洪渠及调蓄湖周边绿地结合水体规划最高蓄涝水位及周边道路标高, 采用“梯田”的方式逐步降低绿地的标高, 打造滨水景观带; (3) 为减少片区开发对旧村排水的影响, 在旧村及新开发用地间布置宽度为10～100m的景观绿地, 按照下凹形式建设行泄通道, 避免因规划区下垫面条件改变及用地抬高等因素导致新开发用地的雨水排向旧村, 增加旧村排水压力。

现状旧村平均标高较低, 在同时遭遇外江高潮位及暴雨时常因受外江潮位顶托而出现内涝。规划制定防洪方案并经论证后确定按现状竖向标高近期保留旧村。

防洪方案主要包括以下几方面内容: (1) 根据《白蕉联围排涝整治工程可行性研究报告》, 近期4座泵站建成后, 通过闸泵联排方式可有效控制白蕉联围内最高水位不超过1m, 可在一定程度上缓解旧村洪涝灾害, 但旧村低洼区域仍存在受涝风险; (2) 近期在完善规划区所在的白蕉联围泵排系统基础上, 对现状旧村周边局部水系按照50年一遇标准新建5座内河水闸及新环三围泵站, 建立闸泵联排排水系统控制旧村周边水系水位; (3) 通过旧村与新开发用地间的绿地行泄通道, 避免新开发用地的雨水排入旧村, 减少旧村排水压力。

根据《珠海市斗门区白蕉联围排涝整治工程可行性研究报告》, 新建4座水泵后白蕉联围内近期最高水位可控制在1 m以下, 考虑0.5 m的安全超高, 新建水闸闸顶高程按照1.5 m进行设计建设。为确保规划区水位不高于现状旧村现状标高, 规划区内水系常水位取0.6m, 旧村周边封闭水系面积527hm², 按照30年一遇24h暴雨遭遇外江5年一遇高潮位工况条件下调蓄验算, 计算得到新建新环三围泵站规模为13m³/s。

为减小旧村封闭水系排涝压力, 周边片区控规编制时应充分对接本规划区防洪排涝方案。避免向本规划区域内排水, 并在旧村封闭水系周边通过竖向控制及用地规划布置调蓄湖、下凹式绿地等雨水调蓄设施, 提高片区调蓄能力。

(1) 结合海绵城市理念控制城市蓝线。基于海绵城市建设理念制定城市蓝线管理办法, 编制城市蓝线规划, 将蓝线落实到用地及坐标, 对蓝线范围内建设行为进行控制;蓝线划定协调各相关专业, 结合海绵城市理念处理好与绿线及红线关系, 尤其在暴雨或超标暴雨事件出现时, 允许蓝线超越绿线甚至与界定建设用地的红线帖邻的情况发生, 充分发挥绿色排洪通道或多功能调蓄设施的“临时性蓝线”作用。在管理方面, 加强管理部门对蓝线空间的认识, 形成蓝线动态更新机制, 强化规划设计团队、城镇规划、道路交通、土地管理部门间的协同合作, 提高城市蓝线空间管理水平。

(2) 开展行泄通道规划设计标准研究。利用城市道路系统作为行泄通道应对超标暴雨是内涝防治系统不可忽视的重要部分。为应对日趋严峻的城市洪涝灾害, 《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建》提出建立行泄通道以抵御超标暴雨;《室外排水设计规范》 (GB 50014-2006, 2016版) 强调排水工程设计应与城市防洪、道路交通等专项规划和设计相协调, 并限制道路中1条车道的积水深度不超过15cm, 但目前国家其他相关规范、标准尚未明确道路行泄通道漫幅等其他方面的相关设计要求。

建议依托海绵城市试点建设契机先行先试, 针对超标降雨时不同红线宽度、不同道路横纵坡、不同雨水口布置方案的道路排水能力展开研究, 确定道路横纵坡、雨水口及排水篦子布置形式、雨水漫幅与道路排水能力等方面的相互变化关系, 进而制定适合本地情况的行泄通道规划设计标准, 指导城市防洪大排水系统建设。