城市内涝原因分析及其措施应对

　　摘要：近年来，国内不少城市内涝频繁出现，城市“逢雨必涝”已经成为具有一定普遍性的又一种“城市病”。内涝问题是在城市建设快速推进中，多种不利因素综合作用的结果。应对城市内涝也需从城市建设的多个方面查找原因、共同推进解决。
　　关键词：城市内涝、地表径流、雨水管网、河道水系
　　近年来，国内不少城市屡屡发生较为严重的城市内涝。特别是2011年6月份以来，北京、上海、武汉、南京、杭州、南昌等大城市均在遭遇强降雨袭击的过程中发生了严重的城市内涝，不少城市还出现了接二连三地发生内涝的现象，给市民生活、出行带来极大的不便。最近几年来，国内城市内涝现象已具有一定的普遍性，一些市民将其归纳为“逢雨必涝”。然而，从城市规划建设的工作角度来审视这一现象，城市内涝频发应是城市建设中多种不利因素综合的结果，其应对措施也必须是对城市建设的多个相关工作领域同步进行调整和改善。
　　1、城市降雨排水机制简介
　　分析城市内涝问题，首先需要对城市区域的降雨排水机制进行必要的梳理。一般来说，可将城市区域的降雨排出过程简要归纳如下：首先，降水以雨水形式落至城市地块，通过地表径流汇集到城市道路的雨水管网，通过雨水管网就近排入附近的河道、湖泊等城市内部水系，再通过城市内部水系最终排出城市用地范围。
　　
　　2、城市内涝原因分析
　　分析造成城市内涝的原因也应从上述城市降雨排出过程的各个阶段着手，逐一分析其中的不利因素所在。
　　2.1、极端天气现象多发
　　一方面，由于全球气候变暖、温室效应增强，地球大气蕴含能量更加充沛，大气活动更加剧烈和频繁，并携带更多的水分；另一方面，近些年来，国内城市化建设快速推进，城市规模不断扩大，特别是一些大型城市，造成的城市热岛效应显著增强。由于城市热岛效应增强，城市上空的冷暖气流垂直活动加剧。当含雨云系经过城市上空时，在城市热岛效应冷暖空气垂直对流作用下，一是驻留的时间更久；二是降雨强度增大。因此，与以往相比较，降雨更多的发生在城市范围，而且降雨强度也有所增大。
　　2.2、城市地表径流增加
　　降雨落到地面后，一部分以水蒸汽的形式返回大气，一部分通过渗透进入土壤，其余的则沿地表形成漫流，最终汇集到管网，就是所谓的地表径流。其中，地表径流与降雨总量的比值就是径流系数。
　　从表1、表2的径流系数变化中可以看出，随着城市建设强度的不断增加，地面硬化的比例越来越高，径流系数不断增大。由此产生了两方面的效应，一是降雨总量中更多的比例通过地表径流的方式排出，进而增大了城市雨水管网系统、内部河流水系的压力；另一方面，由于水流通过地表径流方式汇集的速度更快，因此意味着降雨将用更短的时间，快速的汇集到雨水管网系统和城市内部水系。而我们知道，同样一次降雨通过同样规模的城市雨水管网系统，用时一个小时和用时三个小时其结果差别十分显著。
　　2.3、城市管网建设水平偏低、维护保养不足
　　城市雨水管网系统也存在一定的问题，首先是设计建设水平偏低，其次是已建管网缺乏必要的维护和保养。
　　2.3.1、雨水管网的设计标准
　　城市雨水管网设计标准首先取决于降雨强度。我国目前规范体系中的降雨强度测算方法源于前苏联，其暴雨强度计算公式如下：
　　其中，最为关键的一个参数——设计重现期，是指按照统计概率，出现与设计标准同样级别的降雨的平均期限，即设计暴雨强度出现的周期。实际中的情况是：一方面，很多城市管网系统设计时，设计重现期取值标准本就不高，特别是老城区，重现期为一年的不在少数；另一情况是统计数据反映的是此前几十年来记录的平均水平，然而随着气候变化，此前五十年一遇、百年一遇的极端情况却在同一年中屡屡发生，设计标准显然不能够满足。
　　2.3.2、雨水管网的维护保养
　　在雨水管网的维护保养方面，我们的城市欠账也很多。我们知道道路、桥梁有它的寿命周期，需要定期的更新改造和维护保养，才能保证其正常的使用功能。但在雨水管网方面，能够做到正常进行更新维护保养的城市并不多。笔者曾经亲历过一次道路改造，挖出的一根直径为1.5米的雨水干管。经过十多年的使用，基本上没有清理过，管道中泥沙淤积已经达到原有管道断面的85%以上。这根直径1.5米的管道实际过水能力已经不及一根直径0.6米的小管道。但在主管部门的信息资料中，它仍然是1.5米的主干管道。试问强降雨时，怎能保证排水通畅。
　　2.4、河道蓄水能力降低
　　河道、湖泊等城市内部原有的水网体系，除了基本的排水功能之外，还承担着重要的储水蓄水功能。但多数城市在城市化快速推进的过程中，随着土地开发强度要求不断提升，往往是河道裁弯取直、硬化驳岸；湖泊则是越占越小，很多小的河塘基本消失。城市内部水系的储水蓄水能力严重降低，其结果就是旱时河道干枯断流、生态环境遭到破坏；降雨稍大时，水位急剧上升，很快就河满湖溢。快速上升的水位通过与之连通的雨水管网进入城市低洼地块，导致局部内涝。
　　3、以松陵城区为例浅析城市内涝的应对措施
　　3.1、松陵城区基本情况简介
　　吴江市松陵城区位于苏州市区南部，西濒太湖，东邻九里湖、同里湖、南星湖、叶泽湖等，是传统的太湖淤积水网地区。区域内湖泊、河道水网密集，是较为典型的内涝易发城市。一方面，水网密布使得降水便于就近排入河道、湖泊水体，利于城市地块内涝的排出；另一方面，也正由于河道水系发达，河道及地下水位均较高，地块排水的绝对高差很小，不利于城市排涝。根据历史水文资料记录分析，松陵城区发生城市内涝主要有两种不同的原因：一是梅雨较长时间滞留，导致内部水位持续高涨；二是过境台风带来的短时间、高强度降雨。
　　3.2、城市内涝的措施应对
　　松陵城区在总结多年来应对城市内涝工作经验的基础上，从多个工作领域着手采取改进措施，逐步形成一套较为有效的措施体系。
　　3.2.1、建立完善的圩堤体系应对洪涝灾害
　　松陵城区的平均地块竖向标高约为黄海2.5～2.6米，内河常水位约为黄海1.3米，排水的绝对高差不大。市区内的低洼地块标高大致与常水位相当。为妥善应对过境洪水和城市内涝问题，根据《吴江市松陵片区防洪除涝及水系整治规划》安排，采取结合自然水系将城区划分为若干圩堤包围的方法。圩堤包围之外是为外河，用于行洪排涝；圩堤包围之内是为内河，与外河相连处均设有排水闸站，可人为调节水位高低。平时闸站开放，使内外水系自由沟通，利于水流交换和生态环境的培养。高水位时，关闭所有圩堤包围，同时开转闸站设备，人工将内河水排往外河。
　　3.2.2、提升雨水管网建设标准
　　松陵城区由于河网水系发达，城区河道密度较大，雨水管道都能够较为便利的就近排入河道，因此雨水管网往往不是城市排涝的瓶颈。在此前的城市雨水管网设计中采用的暴雨重现期仅为一年。但近年来，在新城区建设中已将暴雨重现期设计标准的下限提高为两年。
　　在雨水管网的日常维护方面，松陵城区已明确由市城管局下属的市政养护部门设立专门机构，配套人员、资金、设备用以专门负责城区的雨水管网检查和维护。有关力量还在进一步加强。
　　3.2.3、增加城市绿地率
　　近年来，吴江市在城市总体规划的基础上组织编制了《吴江市城市绿地系统规划》，重点对松陵城区的绿地结构、绿地率以及重大的绿地景观设施等进行了规划控制。规划有滨湖生态公园、松陵公园、南部城市公园等多处大型城市绿地公园和一些具有一定用地规模的街头绿地公园，此外还结合市区京杭运河、三船河、内苏州河、外苏州河、行船河、南大港河、云龙河等主干水系河道沿线规划了多条生态绿化景观廊道，宽度一般在70米～200米不等，城市整体绿地比率得到提升。截至2010年，松陵城区人均公园绿地达到12平方米以上，城市绿地率达到38%，绿化覆盖率达到43%，城市用地中的硬化比率同比显著降低。在较好地营建城市生态景观环境的同时，使得市区地表径流也得到一定程度的改善。
　　3.2.4、保证必要的水面率
　　在控制水面率方面，近年来吴江市先后编制了《吴江市松陵片区防洪除涝及水系整治规划》、《松陵城区水系治理近期建设计划》等。在城区控制性详细规划编制过程中，由规划、水利等相关部门在水系专项规划等的基础上共同研究，对每一条河道的位置和宽度进行了明确规定，划定了河道蓝线。按照控制详细规划中河道水面面积汇总计算，形成了基本水面率。目前城区的控制基本水面率达到5%。在实际水利工程建设中，河道宽度在控规规定宽度的基础上不得缩减，但可以在沿河防护绿地范围中适当拓宽，河道岸线允许自然变化。由此，加上城市公园、居住地块等的景观水面，整个城区的实际水面率有望达到8%左右的水平。
　　通过以上各项措施的综合推进，近年来松陵城区应对突发强降雨的能力有所提高。2011年以来虽有过几次局部强降雨过程，但没有形成比较明显的城市内涝。
　　
　　参考文献：
　　[1]、《城市排水工程规划规范GB50318-2000》建设部2001.6
　　[2]、《室外排水设计规范GBJ14-87》国家计划委员会1987.4
　　[3]、《吴江市城市绿地系统规划（2007—2020）》江苏省城市规划设计研究院2007.10
　　[4]、《吴江市松陵片区防洪除涝及水系整治规划》江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司2009.8
　　[5]、《松陵城区水系治理近期建设计划》吴江市规划技术服务中心2010.10