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陈筱云:试论深圳城市水安全问题及其对策

(2019-05-18 00:55:39)
分类: 治水_减灾_环保

试论深圳城市水安全问题及其对策

转载《水利发展研究》2013年第7期

陈筱云  深圳市水务局

 

    摘要:面对日益严峻的自然灾害挑战,提高城市防灾减灾能力从而保障城市安全,是政府必须提供的基本公共服务和公众保障自身权利的迫切要求。本文着重论述城市水安全涉及的淡水紧缺、洪涝灾害、水环境污染三大问题的危机表现和成因,以及应对危机的主要策略。

    关键词:城市安全、淡水危机、暴雨内涝、水污染、应对策略。

    

    我国是从20世纪九十年代联合国的“国际减灾十年”活动开始关注城市公共安全的。城市公共安全确实是一个非常重大的课题。随着我国城市化水平的快速提高,城市的规模和数量增大,城市所聚集的人口和积累的财富迅速增加;以此同时,城市对交通、供水、供电、燃气、通讯网络等基础设施和系统的依赖程度日益增强,城市变得越来越脆弱;而自然灾害频度和强度日益增加,城市正面临安全方面的越来越严峻的挑战。本文针对深圳城市水安全的问题,也就是水少——城市淡水危机、水多——城市洪涝灾害、水脏——水环境污染这涉水三大问题,着重谈一谈危机表现、危机成因和主要应对策略。

    一、城市淡水危机及其解决之道

    1、深圳城市严重缺水。深圳是一个严重缺水的城市,试用通俗易懂的人均占有水资源量的概念来说明。深圳市陆域面积1985.84km3,多年平均水资源总量18亿m3。深圳市建市之初的1979年宝安县人口30.4万人,则人均占有水资源量为6000m3,远远高于我国人均2200m3的水平;现在深圳市人口达到1500万人,则人均占有量为120m3(未计域外引水量),深圳市从原来极富水地区变为严重缺水城市。如果在居民生活用水的基础上,再加上工业用水,那么,深圳属极度严重缺水。

    经过十多年的水务建设,新建了东江水源工程——第二条城市生命线工程,年供水规模达到7.2亿m3;东深供水工程——原第一条城市生命线工程也增加了供水量,达到8.73亿m3,域外引水总量为15.93亿m3。2011年全年供水量19.55亿m3,域外引水量为15.27亿m3,占总用水量的78%多。按规划深圳市可供水总量达21.亿m3,完全能保障近几年的城市用水要求。但从长远考虑,到2020年或2030年肯定缺水约4亿m3,现在就需要未雨绸缪,着手解决。

    最关键的解决措施是西水东调,就是广州、东莞、深圳和佛山四个市联合调引西江水。由省水利厅牵头,省市联合筹资建设,分期实施。省水利厅正在进行规划工作,深圳市水务局主动配合,已开展西江引水关键性技术问题的研究。希望规划能变为现实,最终根本解决深圳城市远期供用水问题。

    2、城市供水保障程度不高。 一是东江水源工程取水保证率很低。按规划成果2010年东江流域水资源的开发利用率已达到40%,远期流域内总调水量远远超过河道水资源开发利用率40%的国际通行标准,东江流域的用水户包括香港、广州、深圳、东莞和惠州已超过4000万人,东江可供水总量早已不堪负重,这必然降低东江水源工程域外引水的保证程度。具体来说,东江水源工程在东江廉福地取水,取水口河段的允许取水临界流量为319~346m3/s,即少于这个临界流量时,就抽不到或抽不足水。廉福地取水口在特殊干旱年份能满负荷取水的天数仅有158天;即使在平水年满负荷取水的天数也只有294天。因此,遇干旱年或特殊干旱年时,就会抽不到水。二是河道的水污染事件频发。我国近6年来发生15起重大水污染事件,如2005年的松花江哈尔滨段重大苯污染事件、同年发生的北江韶关段镉污染事件、2012年1月的龙江河池段镉污染事件,为深圳城市供水安全敲响了警钟。因此,东江水源工程乃至深圳城市供水工程安全保证程度不高,难于抵御极端天气引发严重干旱和人为水污染突发事件的侵袭。

    最有效的应对措施是新建扩建水库,增大调蓄库容。水务规划明确新建公明水库等7座水库,扩建铁岗、清林径、长岭皮等10座水库。如果东江抽不到水,深圳原有水库的水量只能维持20多天的供水;今后,通过新建扩建水库,基本实现每一个供水区域都有“大水缸”,争取能提供近半年的供水要求。

    3、域外引水工程安全保护困难。东江水源工程是深圳市自行建设的城市供水生命线工程,自2001年11月28日通水至今,十年累计供水40亿m3,为深圳社会经济发展发挥着巨大的作用。但是,东江水源工程的安全运行和管理保护工作面临困难和挑战,比如:偷盗和破坏工程设施情况时有发生,侵占工程用地现象屡禁不止,沿线交叉的其他工程构成严重威胁,载重车辆超限行驶对工程造成破坏,执法手段薄弱不能及时制止违法行为等等。

    造成这些困难主要有两个原因:一是跨区域在惠州市范围存在执法空白。东江水源工程从东江廉福地取水,输水干线全长106公里,工程70%的供水设施和管线在惠州市,而深圳市水务、国土、环保、建设、公安等相关部门无权在域外执法对引工程进行安全保护;同理,供水管理单位也很难对域外引水工程进行管理维护,引水工程惠州段的保护和管理存在执法空白。二是现有的水利法规不配套存在执法困难。《水法》原则规定了水工程保护的条款,有非常完善和配套的法规和规章。但是传统意义上的水工程包括水库、河道、泵站、水闸等,而引水工程,特别是跨流域、跨地域的引水工程,是近一二十年才新兴的工程形式。现有的水利法规缺乏针对性和可操作性,即国家层面法律、地方法规和深圳市政府规章,均缺失专门的法律法规和相应的条款适用于东江水源工程这类大型跨域引水工程的保护和管理。

    解决办法是立法保护。由我市先出台“深圳市东江引水工程管理办法”,能基本解决现有水利法规不配套的执法困难问题。目前已形成初稿专送市法制办,已征求各相关部门的意见。这个管理办法属市政府2013年一类立法项目,希望能尽快呈送市政府审批通过并实施。最关键的解决办法是,参照广东省政府令《广东省西江广州引水工程管理办法》,制订“广东省东江深圳引水工程管理办法”,以省政府令颁布执行。规定省水行政主管部门是东江深圳引水工程的行政主管部门,并委托深圳市水行政主管部门负责工程的日常管理工作,引水工程沿线各级政府和相关部门配合省水行政主管部门做好引水工程的保护和管理工作;同时,规定适用于引水工程保护和管理的、具有较强针对性和可操作性的条款,从而既解决跨区域惠州市范围的执法空白问题,又解决现有水利法规不能完全覆盖引水工程的执法困难问题。

    二、城市洪涝灾害及其应对措施

    近几年来,我国600多座城市的62%城市发生过不同程度的暴雨内涝,频繁出现了在城市看海的奇观,北京2012年“7.21”特大暴雨造成严重内涝灾害,引发国内所有城市的警惕。深圳历年重视城市防洪工作,已初步建成防洪减灾体系,但为什么仍然频发暴雨内涝?值得我们深思。

    (一)、洪涝灾害主要原因

    以2008年“6.13”特大暴雨为例说明深圳市暴雨内涝的问题。“6.13”特大暴雨造成深圳市8人死亡,6人失踪,转移受灾人口几十万人,全市出现1000多处内涝或淹浸,直接经济损失约12亿元。造成内涝灾害的主要原因如下:

    1、极端天气形成特大暴雨。“6.13”暴雨降雨量大,强度较强,时空分布不均。全市24h面雨量为325.25mm,暴雨重现期不到20年一遇;而石岩水库最大24h点雨量为625mm,重现期大于五百年一遇,近似认为在一天时间内降落了占多年平均降雨量的34.2%。因此,极端天气形成特大暴雨是造成内涝灾害的最主要原因。

    2、深圳的地形条件和河流特性。深圳位于珠江口东岸,面向海洋,受天文高潮影响和台风频繁侵袭,而且深圳中西部近海区域地势平坦低洼,城市竖向高程偏低。深圳的河流特性中,珠江口水系河流的中下游纵比降小,地势平缓低洼,河道洪水渲泄缓慢,近海区域为感潮河段,若遭遇海潮顶托,特别是遭遇天文高潮和风暴朝,洪流与潮流遭遇,更加重了近海区域、茅洲河出海口低洼区域的洪涝灾害。因此,深圳地形和河流特性等客观条件,是容易发生内涝灾害的重要原因。

    3、城市总体规划不重视防洪排涝建设。深圳与国内其他城市一样,存在“重地上,轻地下”、城市迅速大规模发展而防洪排涝建设相对滞后的问题。深圳于1979年成立经济特区,1982年开始大规模城市建设,而同年的4月却撤销深圳市水电局。罗湖区于1993、1994、1995年连续3年发生6次较大洪涝灾害,1993年的“6.16”和“9.26”两场暴雨,造成25人死亡,直接经济损失14.643亿元,罗湖区大部分城区成泽国,水深2m。这是撤销深圳市水电局9年多来的教训和代价,也是未重视防洪排涝而大规模开发建设10年后暴雨对城市的警示和报复。另外,“6.13”暴雨造成南山、前海和宝安区西部近海区域内涝,还与如下三个因素有关。一是南山、前海和宝安区西部的填海工程,海岸线一味平行外移,城区集水面积增加,致使雨水流量增大,排水管渠延长、管渠坡度放缓、水头损失增大,而海水潮位不变顶托严重,造成排水能力急剧下降。二是宝安区原属特区外农村,受城乡二元结构影响,排水基础设施严重滞后;再者大片稻田和鱼塘被填埋后改为不透水的路面、街道和屋顶,滞留和调蓄雨水的能力减弱;三是城区竖向高程偏低,设计高程受客观条件和人为因素影响不尽合理,新建道路高程高于原有城区,排水设施改造困难,不断增加新涝区。因此,城市发展中不重视城市防洪工程建设,为茅洲河下游低洼片区和近海水网区域内涝灾害留下安全隐患。

    4、城市内涝防治无法可依,防洪总体规划漏缺排涝专项规划。目前国家规范体系中只承认城市防洪和排水系统,缺乏城市排涝的规范和标准。《城市防洪工程设计规范》认为“防洪总体设计一般不包括排涝”,《城市排水工程规划规范》认为排涝是“城市雨水工程无法解决的规模较大的排水工程,属于农田排水或防洪工程范围”。国内城市防洪体系建设中,由于排涝工程无规范和标准,通常只能参照《灌溉与排水工程设计规范》和《水利动能设计手册·治涝分册》,把依据农作物三天耐淹历时72h排干的农田排水标准适当提高,一般为10~20年一遇最大24h暴雨24h排出,作为城市排涝标准。国内城市内涝防治无法可依的情况,导致深圳市城市防洪规划中不重视排涝专项规划,排涝设计标准不高,排涝系统建设严重滞后,城市防洪与排涝、排涝与排水工程之间衔接不顺。

    5、城市空间结构形态使发生内涝的风险增大。由于城市的发展和扩大,大部分河道已位于城市腹部成为内河,深圳多处“一河两岸城市景观”成为各城市的普遍影像。上游发生洪水致使干流河道水位升高,内河受干流影响而排泄受阻水位暴涨,城区雨水管网受内河水位顶托导致排水能力下降。若内河出口不设置防洪闸或排涝闸时,城市上游洪水经干流注入城区,加上城市范围内的山洪和超排水标准暴雨形成的水体致使城市大面积淹浸,导致严重内涝灾害。若内河出口设置闸门时,则保护区必须外防洪水,内排雨涝。干流水位较低时,开闸泄洪,城区雨涝通过闸口向外河排泄。干流水位较高时,关闭闸门,则超过设计标准的内河洪水和城区雨水必须通过排涝泵站强排出堤防外注入外河。另外,深圳珠江口水系河流的中下游为感潮河段,河道洪水受海潮顶托而排泄不畅,若与天文高潮相遇,特别是再遭遇风暴潮,即由强风或气压突变引起的海水位异常升高(珠海登陆的6415号台风赤湾水文站增水1.96m,2008年9月黑格比台风香港潮水高于基准面3.8m),洪流与潮流叠加,必然造成南山、前后海和宝安区西部近海区域严重内涝。

    6、其他因素。如城区水面率大幅降低、地面滞留雨水能力减弱、排水工程设计标准偏低、排水设施运行维护管理不善和减灾应急保障能力不足等等,都是加重暴雨内涝程度的原因。

    (二)、成因分析

    深圳建市的三十年间,前十年城市大规模建设中不重视防洪排涝,罗湖城区多次发生大面积淹浸;而自罗雨泵站建成投入使用后,基本解除了罗湖区暴雨内涝的威胁。后十年南山区因填海造地的影响和城市竖向设计高程偏低,导致全市重点易涝易浸点大都集中在南山区,前后海片区每年多次受淹;自建成前海、板桥和海湾三个排涝泵站后,配合改造排水系统和增挖泄洪渠道,基本解决了常遇水淹水浸的问题。近十年宝安区西部“逢雨必涝,遇涝必瘫”,“6.13”暴雨更是造成茅洲河中下游低洼片区、特别是近海区域严重内涝水灾,是三十多年来宝安区受城乡二元结构影响,排涝设施建设严重滞后所造成的。去年以来实施的沙井河、燕罗、衙边涌和公明四个大型排涝泵站基本完工,西部区域内涝严重的问题将得到基本解决。深圳城市快速发展的历程和城市防洪排涝正反两方面的经验和教训,证明了不重视防洪排涝、滞后建设排涝系统、忽视采用排涝措施,是导致城市暴雨内涝的最主要原因。

    深圳市暴雨内涝的成因,一方面是暴雨气象因素和深圳固有客观条件所致。虽然深圳历来重视城市防洪减灾工作,特别是重视河洪防治的规划建设工作,城市防洪标准为100~200年一遇,已建成以河道堤防为主,配合水库、河道和湖泊调蓄滞洪,并疏浚中小河道增大排水能力的较为完整的防洪体系,从而保证堤防不决口,保护城市安全。但由于深圳固有的面临海洋、台风暴雨多而且受海潮顶托,珠江口水系河流中下游地势低洼而且感潮河段受海潮影响这些特殊位置和地形条件以及河流特征等客观因素,是形成内涝的先决条件,导致深圳容易遭遇暴雨涝灾侵害。另一方面是受人为因素影响。深圳市在城市发展建设历程中不够重视防洪减灾工作,城市防洪规划建设中忽视排涝规划,城市防洪只重视河洪防治而内涝防治无法可依,城市平面发展形式致使城市致灾因子加强,城市空间结构形态导致承受涝灾能力脆弱,受城乡二元结构影响只重视原特区内城市快速崛而忽视特区外城市规划和建设等多种人为因素,更加重了内涝灾害的频度和程度。因此,深圳市历次洪涝灾害几乎全部以涝灾的形式表现,而且近期频繁发生暴雨内涝。

    (三)、应对措施

    解决内涝灾害的应对策略是重视排涝规划,采用“泄、蓄、分、截、抽”等综合措施,统筹兼顾防洪、排涝、排水的规划和建设,加快排涝措施的建设,强调防治并举、工程措施与非工程措施结合。关键措施是建设排涝泵站,主要措施如下:完善截洪沟或排水沟,高水高排;提高排水工程设计标准,增强排水能力;建设挡潮闸或防洪闸(排涝闸),加强河洪防治和内涝防治的调度运用;建设排涝泵站和雨水调蓄池,低水抽排强排。辅助措施包括增大城区水面率、增强地面滞留雨水能力、加强排水设施运行维护管理和提高减灾应急保障能力等。

    三、城市水环境污染及其治理策略

    深圳城市水环境污染概括为三个问题:一是几乎所有河流中下游河段严重污染;二是近岸海域亦受到一定污染;三是部分水库受污染呈富营养化严重。

    水环境污染治理是一项长期艰巨复杂的系统工程,涉及水务、城建、规划、环保等众多职能部门,必须坚持综合整治,多管齐下,才能实现社会、经济和环境效益的整体最优。水环境污染综合治理策略如下:

    1、河道污染治理措施。原特区内,在完善市政雨污分流管网、实施“正本清源”工作的基础上,增设截污管以提高污水收集处理率;原特区外,优先建设沿河污水收集截流干管,新建扩建污水处理场站,再逐步完善雨、污分流制的市政管网;因地制宜建设河道湖塘生态处理系统,进一步改善水质;实施河道清淤疏浚工程,消除内源污染;建设调控闸坝,建立促进水体交换的调度机制,形成景观水面;实施污水深度处理补水工程,满足河道景观、生态需水要求。

    2、近岸海域治理措施。深圳河湾流域对深圳河、深圳湾及其支流进行截污并进一步完善流域内的排污管网,将直接排入河道、海湾的污水收集至污水处理厂进行处理达标后排放;对部分污水进行深度处理后,向河道补水。珠江口流域新建固戍、福永污水处理厂并完善其配套干管。大鹏湾(大亚湾)流域属旅游生态敏感区,目前虽然水质良好,但要注重东部海域的水质保护,优先实施污水收集处理设施,避免重蹈“先污染后治理”的老路。

    3、饮用水源地治理措施。对城市饮用水源保护地,包括所有供水水库,特别是深圳水库、西丽水库、铁岗水库和石岩水库等流域,继续完善环库截污支管;实施入库支流截污工程;因地制宜建设生态处理系统,恢复自然植被和生态系统的结构和功能;限制水源地经济活动;加强流域内的清理整治和保护措施。

    4、综合治理措施。完善垃圾收集处理设施,提高全市生活垃圾无害化处理率;推进污水厂污泥及河底淤泥处理处置场站建设;加强水土流失预防监督和裸露山体缺口治理、水源生态涵养林建设等水土保持工作;实施河岸的生态化改造工程,逐步恢复河道自然生态;完善排水治污相关法律法规的建设;加强污水处理费征收、管理和使用的机制建设;启动全市水环境监测和污水管网等管理信息库的建设工作;完善水环境管理机制,建立长效管理制度;建设节水型城市,多渠道开发利用非常规水资源;建立科学合理的用水排污价格体系,实施投融资机制改革。

 

    备注:本文以深圳市自然灾害类城市公共安全评估座谈会上发言稿整理而成。刊登在《水利发展研究》2013年第07期

    参考资料:

    1、陈筱云,调整城市水资源战略促进深圳经济社会可持续发展,人民珠江,2007年 第3期

    2、陈筱云,北京“7.21”和深圳“6.13”暴雨内涝成因分析与对比,水利发展研究,2013年第01期;

    3、深圳市水务局,深圳市水污染治理工程“十一五”规划,2006年。

   

    作者:陈筱云男 调研员 教授级高级工程师

    单位:深圳市水务局法规和科技处

    地址:深圳市莲花路 水源大厦 市水务局

    邮编:518036


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