张健 徐庭馨 李博通
浙江省水利水电勘测设计院
摘 要：内涝灾害一直是备受南方城市、沿海城市、地势较低城市困扰的城市治理难题，对人民的生命财产安全带来严重地威胁。随着科技的进步与发展，信息化治理手段应成为解决城市治理难题的有效措施，基于此，本文以城市内涝的产生原因和解决方案为导向，探讨建设智慧排水的思路，旨在为相关人员提供参考。
关键词：智慧排水；建设；城市内涝
0 引言
相关数据表明，在全球变暖因素的影响下，极端天气情况在近年来持续增加，我国有60%以上的城市都遭受过城市内涝的影响，甚至有很多城市内涝呈常态化发展趋势，分析城市内涝原因，制定内涝抢险措施，并积极转变内涝治理思路，对城市发展具有重要意义。
1 致城市内涝产生原因分析
1.1 天气变化影响
人口剧增和人类活动导致全球气候变暖，全球各地异常天气现象频发，夏季极端降雨天气是导致城市内涝的主要原因。同时，随着城市建设水平的提升，城市内部绿化不断受到侵蚀，城市受“热岛效应”影响加重，城市范围内气温明显高于郊区及乡村，可能使城市遭受突发性强降雨。
1.2 地形影响
很多沿海城市因地势较低，在发生强降雨时，城市内部积水难以排除，该类城市比较容易发生内涝。另外，城市内有很多特定区域地势明显低于周边区域，在发生强降雨天气时，可能会发生雨水倒灌的情况，造成城市内涝情况的发生，如地铁、地下通道、立交桥桥洞等、
1.3 城市下垫面变化
城市内建筑物和构筑物非常密集，大面积土壤被修建成柏油路、水泥路等形式，地面性质发生变化，当发生突发性强降雨时，城市难以发挥地面土壤的集水、蓄水功能，雨水难以及时向土壤中渗透，容易在柏油路等环境中形成积水。
1.4 城市排涝能力不足
近年来，城市规模迅速扩大，城市人口数量不断增多，在促进城市经济增长的同时，也给城市运行带来极大压力[1]。很多城市的市政排水管道工程建设时间较久，未能紧跟城市的发展步伐进行及时升级与优化，排水能力非常有限。很多城市建设的排水管道工程是雨污合流系统，在长时间的运行过程中会有大量沉积物、杂物等留存在管道内，也会使城市管网系统的排水能力不断降低。
1.5 缺少完善的内涝管理措施
城市在发展中未能建立完善的防洪排涝管理措施，对突发性内涝现象的重视程度不高，未能对城市管道情况进行全面的普查，缺乏系统的管道升级计划，未能建立详细的城市防洪排涝数据资料库，在城市开展防洪排涝相关工作时，使得水利部门在开展相关工作时缺少必要的数据支持，未能结合城市实际特点建立全面的内涝预防管理措施。
2 城市内涝场景及对应解决方案
近年来，因受到多种因素的影响，城市内涝现象频出，对城市交通和居民的正常生活都带来了不同程度的负面影响。因内涝成因各不相同，内涝区域中的排水设施状态也各有不同，只有在不同内涝场景中次用针对性处理方案，对症下药，才能快速解决内涝问题。对不同内涝场景下的处理措施如下：
①管道堵塞，泵站排水效率低。城市管网系统和泵站都是市政工程中的重要组成部分，具有排除城市污水和雨水、调节河道水量等功能[2]。但随着城市规模的不断扩大，很多市政管网系统未能及时更新与升级，管道、泵站排水能力有限，在发生强降雨天气后，地面积水、检查井溢流现象严重。此种情况下，应根据区域内积水严重程度，开启更多数量泵站，并组织抢险队对严重积水区域进行人工干预排水。
②城市内河道水位顶托、倒灌。
强降雨天气下，城市内河道水位会陡然提升，当下游水位超过常规水位较多时，排水口水流会在下游水位的顶托影响下，出现雨水排放不畅的情况，同时由于水位较高，会一直有水流向排水井倒灌，超过管道的排水能力后，水流就会从检查井中溢出，进而形成内涝现象。此种情况发生后，可采取开启闸门、开启更多数量泵站的方式调节水位，关闭拍门，组织抢险队紧急抢险排水等几种应急方案[3]。
③雨水口堵塞或排水不畅。河道水位无明显升高，但检查井低水位，雨水未能及时向雨水口汇聚，未能实现管道满流排水，造成城市街道积水严重，此种情况下，应组织抢险队对积水严重区域的雨水口进行清理，打开地面检查井，但注意应设置一定警示措施，避免发生安全事故，抢险队同时辅助排水。
④部分管道满流造成管道堵塞。河道水位低但已达到管道排水上限，管道满流积水无下降情况。此时，开启闸门，并组织抢险队辅助排水。
3 城市内涝处理中智慧排水建设思路
3.1 建设排水管道普查数据库
市政管道设施是城市基础设施中的重要组成部分，是实现城市防洪排涝的重要设施，是建设智慧排水设施需关注的核心要素[4]。市政管理部门应根据智慧排水的建设目标，不断更新自身工作思路和内容，加强对现有排水管网的普查力度，并建立排水管道普查数据库，对全市范围内排水管道情况进行巡检，根据巡检情况对历史普查数据进行更新和补充，还应建立长效巡检机制，持续更新排水管道普查数据库，为智慧排水的建设提供必要的数据支撑。
3.2 建立物联感知网络
智慧排水的建设离不开先进设备的支持，根据普查数据库和城市历史内涝记录，首先在城市内涝高发区域、地势较低区域和高风险区域安装物联感知设备，并逐步推动全城市范围内的物联感知设备安装[5]。利用先进设备对排水设施的运行状态、堵塞情况、排水闸门泵站的状态、河道水位高度等情况进行监测，还可通过城市监控网络排查内涝位置。通过物联感知网络的监测数据，对内涝原因进行准确的分析，根据不同内涝场景布置针对性的抢险方案，提高市政部门的布控能力，最大化减少城市内涝的负面影响。
3.3 排水防涝运行状态网建设
城市防洪排涝问一直是备受社会关注的重要问题，相关部门应积极转变城市防洪排涝的工作思路，由被动防治向主动控制过渡[6]。可依托于物联感知网络建设城市排水防涝运行状态网，在强降雨天气出现后，对城市范围中内涝高发点进行监测和预警；内涝发生后，依据物联感知网络的监测数据准确分析内涝原因，及时调动个部门及时响应，有条不紊展开强排工作；完成抢险后，形成全面详细的抢险资料并储存在状态网中，为后续完善内涝治理方案做参考，提高城市内涝治理的整体实力。
将城市内涝治理的各个部门和人员都接入到排水防涝运行状态平台中，依托网络平台实现内涝警报、监测，抢险中调度指挥，治理后经验总结，通过平台的建设和经验的累计，最大限度减少城市内涝概率。
4 结语：
城市的存在对人类社会的进步、社会经济的发展和个人理想的实现都有十分重要的意义，但城市在迅速扩张的同时，很多配套设施未能进行及时的更新，政府部门应不断探索，寻求城市和谐发展的措施，重视治理城市内涝的意义，利用先进的技术和设备，推动智慧排水的建设，保护人民的生命和财产安全。
参考文献：
[1] 曹兵. 智慧排水建设思路——以城市内涝治理为例[J]. 中国建设信息化, 2020, No.126(23):88-89.
[2] 邵锦焯. 海绵城市建设思路探讨——以广州市天河智慧城核心区为例[J]. 广西水利水电, 2016(3):15-17,25共4页.
[3] 刘丽, 刘晓青. 利用智慧排水系统应对城市旱涝并发问题研究[J]. 现代城市研究, 2014, 07(7):19-19.
[4] 常魁. 基于海绵城市理念的内涝防治方案研究——以驻马店市为例[J]. 城市建筑, 2019, 016(002):31-34.
[5] 谷俊鹏, 何维华. 城市排水管网运营综合评估方法的探讨[J]. 给水排水, 2018, 54(S2):246-253.
[6] 于兆华. 基于GIS与物联网的智慧排水综合管理系统建设分析[J]. 科技创新与应用, 2019, 000(028):183-184.