【泡汤城市】之解析2012年7.21北京特大暴雨之谜

【泡汤城市】栏目是针对每次灾害和每个城市的排水系统进行了现场查勘，通过对市城市内涝成因的认真分析，并结合当前国际上最先进的城市排水系统的设计、建设和管理经验，提出了针对城市内涝的防治措施和建设性意见。本期话题为“7.21北京特大暴雨”

导读： 曾经北京市“7·21”特大暴雨引发了严重的城市内涝。《新京报》援引据北京市水务局通报称，暴雨致北京受灾面积16000平方公里，受灾人口190万人，其中房山区80万人。全市主要积水道路63处，积水30厘米以上路段30处；路面塌方31处；5条运行地铁线路的12个站口因漏雨或进水临时封闭，机场线东直门至T3航站楼段停运。

降雨情况 :北京市“7·21”特大暴雨整个过程中呈现出雨量大、降水急、范围广的特点。 雨量大：强降雨持续近16小时，全市平均降雨量170毫米（水文+气象），其中城区平均降水量215毫米（水文+气象），西南部213毫米，东北部170.7毫米，东南部189.1毫米，最大降雨量出现在房山河北镇，达460毫米（水文站），突破历史记录（1951年以来完整气象记录最大降雨量为朝阳418.4毫米），城区最大降雨出现在石景山模式口为328.0毫米。降雨急：降雨过程中，降雨区普遍出现40-80毫米/小时，最强降雨出现在平谷挂甲峪，20-21时达100.3毫米/小时。范围广：除延庆外均出现100毫米-250毫米以上大暴雨，占全市90%以上的行政区域。

城市内涝灾情 :北京市防汛抗旱指挥部获悉，这场特大暴雨已致约190万人受灾，死亡77人，转移群众65933人；主要积水道路63处，路面塌方31处，房山区12个乡镇交通中断；民房多处倒塌，楼房漏雨191栋，雨水进屋736间，地下室倒灌70处；京广铁路南岗洼路段一度因水淹而停运。据初步统计，北京在此轮暴雨中经济损失近百亿元。据北京市保监局初步统计，北京市各产险公司共接到商业车险报案11827笔，交强险报案1968笔，较平时增长明显；投保种植业保险的农户受灾面积29万亩，养殖业损失15000余头，估计损失5100万元。

从三个方面对北京市城市内涝成因的分析

设计的排水标准低，部分排水设施老化根据《室外排水设计规范》(gb50014—2006)：城市重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用（3～5）年一遇设计标准；立体交叉道路排水的设计重现期不小于3 年。北京城区管网现状排水标准一般在：排水干线1 年一遇左右(36mm／h)，支户线仅(0．33~0．5) 年一遇((10～15)mm／h)，城市环路(1～2) 年一遇(36 mm／h)；88座雨水泵站重现期小于2 年 (含2 年)的有65座，占73．8％。排水设施自身排水标准低，远低于极端降雨标准(70 mm／h)，城市防汛排水压力极大。城区排水管线中1977年前建成的有l 200 krn，占管线总长的l／4，其中包含解放前的旧砖沟和解放后改造的合流制排水沟。按管线技术等级划分，属三、四级的低等级管网设施占到27％。另外，一些泵站的电气设备已运行10 年以上，电气元器件普遍老化、破损，安全系数下降、可靠性灵敏度大大降低，部分泵站自动化、防爆和通风系统等监测监控设施已无法适应现今行业管理需要。设施老化大大降低了实际排水标准。

（1）北京城区排水系统有三分之二属于分流制，即雨水和污水沿不同的管道排入河流，但仍有相当一部分地区的雨水和污水走同一管道，属合流制。（2）北京市相当多的排水管道患有“肠梗阻”：近八成的雨水排水管道内有沉积物，约一半的雨水排水管道内沉积物的厚度占管道直径的10%至50%，个别管道内沉积物厚度甚至占到管道直径的65%以上。（3）我国城市普遍存在排水系统建设滞后问题，城市在迅速地大规模发展，但却没有能够与之相适应的排水系统，在北京，排水管沟直径超过3米的几乎没有，而在一些国际上先进的城市排水系统中，排水管沟可以跑汽车。

在正常的排水步骤里，地表渗透是其中的一步，北京超过80%的路面被混凝土、沥青等不透水材料覆盖，并且随着城市建设规模的不断扩大，绿地也变成了水泥和瓷砖，这都意味着雨水根本不能够渗透到地下，而不得不进入城市的排水管网被排走，增加了排水负荷；施工临时措施不到位，未合理解决工程临时排水问题，一遇降雨便形成诸多新增积水点；施工管理不完善，建筑垃圾堵塞排水管道问题较为突出。同时，施工扰动，造成排水管道损毁，断裂跑水。

北京市的建设发展，更看重地上建设，对地下建设重视不够。城市地下系统由于长期养护运行经费不足，导致排水设施管养人员不足、不稳定，技术素质偏低，远不能满足越来越高的规范化管理要求，地下建设完全需要政府更大的投入。另外，雨水口经常被生活垃圾堵塞，特别是一些中、小规模的中餐馆，通常没有隔油措施，直接向管网排放油污，虽加大巡查力度也防不胜防。同时，雨水箅子失窃也时有发生。

三个方面提出北京市城市内涝的防治措施

扩大北京市排水系统的建设，并对现有的排水系统进行改造（1）提高排水系统的设计标准，扩大打下排水管道的胸径，增强系统的排水能力，此外，将城区的雨水和污水走同一管道的合流制改造成分流制，加大污水分流，避免管道堵塞。（2）可以仿效世界上最先进的日本东京水道排水系统的设计，在地下建设一连串混凝土立坑，提高蓄水能力，同时，在下水道内增设大马力的水泵，提高疏通地下水的能力。（3）城市内建设采用透水性铺装层，这样可以加大暴雨的渗透量, 减少径流, 还能大大补充表层地下水资源。（4）修建地下管道和暗渠与地上明渠两种形式相结合的排水设施，并进行城市河道的整治工程。（5）在北京设置降雨信息系统来预测和统计各种降雨数据，并进行各地的排水调度。利用统计结果，可以在一些容易浸水的地区采取特殊处理措施，比如，建立了雨水调整池。

排水管道设计的优化（1）排水管道的设计可以采用德国对青岛地下排水管道设计的造型，蛋形型管材截面形似鸭蛋，上宽下窄的设计，保证排水通畅，污水无法积存在管内。管道的上半部分是水泥，下半部分则在水泥上贴了层瓷瓦，可以起到防腐蚀的作用。（2）在排水管道设置反水阀，这样被水冲刷的脏物只能进入水斗，而不会进入管道，因此不会造成管道堵塞，脏物也便于清理。反水阀还能避免管道里的臭气散发到空中。

加强排水系统的日常维修养护（1）可以仿效巴黎下水道的设计，在排水道两旁设置是宽约1米的供检修人员通行的便道。由维修人员定期对排水泵站、管道维修养护，并进行清理与疏通，确保排水设施的完好和正常运行。(2)增派城市排水系统的维修人员，并进行专门的专业培训，提高他们的专业素养和技术水平，从而提高养护的质量和效率。(3)做好防汛泵站的汛前检修保养工作，做好供配电设备的预防性试验，完善各类操作规程、管理制度和岗位责任制，确保泵机运行良好。