葉喜洋 楊柳
摘 要:隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展和全球氣候的變化,城市的洪水、內(nèi)澇等水自然災(zāi)害問題日益突出。在此背景下,通過對(duì)城市洪澇的成因進(jìn)行系統(tǒng)性分析,將造成城市內(nèi)澇的主要因素歸納為自然氣候因素、城市過度開發(fā)因素、工程建設(shè)因素、人為管理因素,分別進(jìn)行論述。并據(jù)此提出了相應(yīng)的對(duì)策,包括樹立新的設(shè)計(jì)理念、構(gòu)建內(nèi)澇防治體系、完善雨水規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)體系、建設(shè)海綿城市等具體建議。
關(guān)鍵詞:城市;洪澇;排澇;排水;對(duì)策
新中國建立以來,我國對(duì)城市水自然災(zāi)害的防治取得了一定的成就,建成了以防洪、排澇、排水為基礎(chǔ)的城市水災(zāi)害防治工程體系。但由于我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)薄弱,對(duì)防洪、排澇、排水工程的投資不足,排澇、排水系統(tǒng)的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于城市的建設(shè),導(dǎo)致我國目前的城市水自然災(zāi)害防治工程還不能滿足城市防治水自然災(zāi)害的需求。
隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市致洪效應(yīng)日益顯著,城市水安全問題日益突出。氣候變化和人類活動(dòng)直接影響了水循環(huán)要素的時(shí)空分布特征,使得城市特大內(nèi)澇災(zāi)害問題日益嚴(yán)重。本文對(duì)我國內(nèi)澇防治現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)評(píng)述,并指出在城市防澇方面亟待解決的問題。
1城市洪澇災(zāi)害
在傳統(tǒng)意義上,城市洪澇災(zāi)害即由于暴雨引起的水位上漲而造成的淹沒。通常情況下,將城市洪澇災(zāi)害分為外洪和內(nèi)澇兩部分。外洪是指城市以外流域匯集的洪水穿越城市時(shí)造成的洪水威脅,具有流量大,流速高等特點(diǎn)。內(nèi)澇是指城市以內(nèi)區(qū)域內(nèi)由于暴雨引起的河道水位偏高、路面積水等排澇問題,具有流量小、流速小的特點(diǎn)。
2造成城市洪澇災(zāi)害的原因
2.1自然氣候因素
近年來,由于全球氣候變暖,導(dǎo)致大氣氣流季節(jié)性異常,極端天氣頻發(fā),再加上我國降雨時(shí)空分布不均的特點(diǎn),每年夏季大部分城市都會(huì)遭遇強(qiáng)降雨的襲擊。短時(shí)內(nèi)大量降雨會(huì)造成城市排水系統(tǒng)癱瘓。隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,在同樣天氣下城區(qū)比郊區(qū)吸收更多的太陽輻射,加上城市生產(chǎn)、生活產(chǎn)生大量熱量,易產(chǎn)生雨島效應(yīng),使城市更容易成為區(qū)域的暴雨中心,高強(qiáng)度暴雨發(fā)生的頻率更高[1]。
2.2城市過度開發(fā)因素
①河道行洪能力縮減,雨水調(diào)蓄能力降低
大規(guī)模城市用地蔓延,破壞了原有的排水和內(nèi)澇防治系統(tǒng),致使河道行洪能力縮減,雨水調(diào)蓄能力降低。隨著城市的擴(kuò)展,以往城外的行洪河道演變成城市的內(nèi)河,行洪能力縮減。而城市中原有的湖泊和河流水面也大幅度減少,調(diào)蓄雨水的能力大大降低。
②水循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞
土地高強(qiáng)度開發(fā)使城市的地形地貌發(fā)生了變化,改變了原有的自然排水體系。原有的湖泊水系改變了,原有的排洪通道填掉了,不僅調(diào)蓄容量變小了,洪水出路也減少了。
③地表徑流改變
城市下墊面發(fā)生改變,不透水面積增加,蓄水面積減少,使徑流的形成發(fā)生變化,同量級(jí)暴雨的產(chǎn)流系數(shù)增大,加大了城市地區(qū)的徑流量。
2.3工程建設(shè)因素
①管網(wǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期較低,改造較為困難
大部分城市老城區(qū)管網(wǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期較低,多為1 年一遇、0. 5 年一遇甚至 0. 33 年一遇; 新建城區(qū)管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也多為 1 ~ 2 年一遇。對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行提標(biāo)改造需在建成區(qū)開挖路面,工程量及投資較大,改造較為困難。
②排水系統(tǒng)與排澇系統(tǒng)缺乏有效的銜接
城市的管道排水和河道排澇系統(tǒng)往往是獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)。管道排水一般按照滿管重力流設(shè)計(jì);城市河道排澇是按照河道不漫溢設(shè)計(jì)。因此,在很多情況下,管道排水與河道排澇系統(tǒng)會(huì)有明顯不銜接的情況,加重城市內(nèi)澇災(zāi)害損失程度。
2.4人為管理因素
管理的不善導(dǎo)致部分排水管道堵塞嚴(yán)重,造成排水路徑受阻。多數(shù)地區(qū)雨水、污水同排,致使市政管網(wǎng)負(fù)荷加大,但由于管理水平的落后,市政管網(wǎng)未得到對(duì)應(yīng)的改造,加上管網(wǎng)錯(cuò)接、斷接、漏接嚴(yán)重,許多地區(qū)管網(wǎng)形成瓶頸效應(yīng),致使排水不暢,造成局部地區(qū)受淹。
3應(yīng)對(duì)城市洪澇災(zāi)害應(yīng)采取的對(duì)策
3. 1 樹立新的設(shè)計(jì)理念
近年來國際上在排水規(guī)劃的理論、技術(shù)、方法方面有了很大的發(fā)展,其基本原理就是通過源頭削減、過程控制、末端處理的多種生態(tài)方法,盡可能減少人類開發(fā)建設(shè)活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的沖擊和破壞。排水防澇規(guī)劃編制應(yīng)借鑒上述經(jīng)驗(yàn),遵循蓄、滲、滯、排相結(jié)合的原則,因地制宜,在學(xué)習(xí)新理念、新方法、新技術(shù)的同時(shí),建立我國的排水規(guī)劃理論體系。
3. 2構(gòu)建內(nèi)澇防治體系,應(yīng)對(duì)超標(biāo)雨水排放
發(fā)達(dá)國家的城市排水一般都有兩套系統(tǒng),即小排水系統(tǒng)和大排水系統(tǒng)。小排水系統(tǒng)主要針對(duì)城市常見雨情,通過常規(guī)的雨水管渠系統(tǒng)收集排放;大排水系統(tǒng)主要針對(duì)城市超常雨情,由隧道、綠地、水系、調(diào)蓄水池、道路等組成,通過地表排水通道或地下排水深隧,傳輸小排水系統(tǒng)無法傳輸?shù)膹搅?,該系統(tǒng)也可以稱為城市內(nèi)澇防治體系,我們應(yīng)該借鑒[2]。
3.3 建立完善雨水規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)體系
城市排水防澇規(guī)劃涉及幾個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn),主要有雨水徑流控制標(biāo)準(zhǔn)、管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)、城市內(nèi)河水系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和防洪標(biāo)準(zhǔn)等。要根據(jù)具體情況合理確定標(biāo)準(zhǔn),逐步提高管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)。參考國外最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),明確城市內(nèi)澇的概念、定義和內(nèi)涵,結(jié)合中國實(shí)際情況,制定內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)。此外在規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)特別關(guān)注管道排水標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)及防洪標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接。
3.4改進(jìn)設(shè)計(jì)方法
①及時(shí)修訂暴雨強(qiáng)度公式結(jié)合氣象、水文資料,對(duì)現(xiàn)有暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行評(píng)價(jià)和修訂。明確推理公式法的使用限制條件。
②積極推進(jìn)水力模型等新技術(shù)的應(yīng)用
應(yīng)逐步推進(jìn)數(shù)學(xué)模型法在規(guī)劃中的應(yīng)用,應(yīng)盡快開發(fā)一些擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、簡便可行的、實(shí)用的模型軟件,既方便大家使用,也可降低成本。
③規(guī)范基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
要重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累。盡快對(duì)現(xiàn)有排水設(shè)施、地表徑流、受納水體等情況進(jìn)行全面普查,建立管網(wǎng)等排水設(shè)施地理信息系統(tǒng)。
3.5加快海綿城市的建設(shè)
傳統(tǒng)城市發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中習(xí)慣于戰(zhàn)勝自然、改造自然的城市建設(shè)模式,造成我國城市面臨嚴(yán)重的城市病和生態(tài)危機(jī)。面對(duì)城市洪澇問題頻現(xiàn)等狀況,重塑城市“海綿體”,自然水生態(tài)的理念越來越受到關(guān)注[3]。在此基礎(chǔ)上,提出建設(shè)“自然積存、自然滲透、自然凈化”的海綿城市,下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用,達(dá)到彈性應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的目的。
4 結(jié)語
城市的洪澇災(zāi)害具有損失重、影響面大、災(zāi)害損失與城市發(fā)展同步增長的特點(diǎn),是制約城市科學(xué)發(fā)展的重要因素,關(guān)系到城市的可持續(xù)發(fā)展。在城市的規(guī)劃和建設(shè)過程中,應(yīng)合理規(guī)劃城市的排水系統(tǒng)、建立完善的洪水預(yù)警機(jī)制、加快海綿城市的建設(shè)等來提高城市防治洪澇災(zāi)害的能力。
參考文獻(xiàn):
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[3]仇保興.海綿城市( LID)的內(nèi)涵、途徑與展望[J].給水排水,2015,41( 3) : 1 -7.
作者簡介:
葉喜洋(1996.11.10-)男,漢族,河南省鄭州市,本科生,研究方向:水文與水資源工程
楊柳(1998.01.07-)男,漢族,河南省鄭州市,本科生,研究方向:水文與水資源工程