浅议城市内涝的成因及对策

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1、描述： 近年来，我国多个城市遭遇内涝灾害，损失惨重。2012 年 7 月 21 日，北京突降大暴雨，全市 190 万人因此受灾，其中 79 人遇难，经济损失近百亿元。 2013 年 9 月 22 日，台风“天兔”挟狂潮暴雨登陆广东，.近年来，我国多个城市遭遇内涝灾害，损失惨重。2012 年 7 月 21 日，北京突降大暴雨，全市 190 万人因此受灾，其中 79 人遇难，经济损失近百亿元。2013 年 9 月 22 日，台风“天兔”挟狂潮暴雨登陆广东，汕头老城几乎全部被淹，汕尾市至少 10 人死亡城市内涝频发，不仅给城市居民的生命、财产安全 造成威胁，也严重影响城市经济的正常发展。城市内涝产生

2、原因很多，在此，笔者从地理角度简单分析城市内涝产生的原因，并提出针对性的解决措施。一、我国城市内涝产生的原因城市内涝指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力而导致城市内产生积水灾害的现象。具体来说，造成城市内涝的原因有如下几条。（1）降雨量大、雨势强。以“721”北京暴雨为例：除延庆外，北京 90%以上的行政区域降雨量都在 100 毫米以上，全市平均降雨量达 190.3 毫米。11 个气象站观测到的雨量突破了建站以来的历史极值，部分地区一天降雨量甚至超过年平均降雨量，如房山区河北镇最大降雨量即达到 460 毫 米。“721”暴雨的短时雨强也很惊人。气象上规定，24 小时降水量为 50 毫米或以

3、上的强降雨称为“暴雨”。而在“721”暴雨中，北京有些地区一小 时内的降雨量就超过 50 毫米，平谷挂甲峪更是高达 100 毫米。（2）城市地表硬化率高。所谓“地面硬化”，即用水泥、花岗岩、大理石等不透水的材质铺设城市广场、商业街、人行道、停车场、社区活动场地 等。正常情况下，当暴雨降临时，森林、草地等非硬化地面不但有助于雨水下渗转化为地下径流，还能像海绵一样大量吸收降雨，减缓地表径流。硬化的地面不透 水，雨水无法渗入地下，只能汇集于地表。因此，一遇到暴雨，很多城市就成了可以行船的“水乡泽国”。（3）城市“雨岛”效应显著。大城市人口密集，工厂、汽车排放出大量废热，城区高楼林立，空气循环不畅，这

4、些废热很难及时排放。因此，城区的 年平均气温往往比郊区要高，城市犹如一个温暖的岛屿，称之为“热岛效应”。尤其是盛夏时节，人们大量使用空调，城市“热岛效应”更加显著。一方面，“热岛 效应”使得城市近地面的上升气流加强，有利于云的形成；另一方面，城市生产、生活大量地消耗能源，不仅造成严重的大气污染，还极大地增加了空气中的凝结 核；此外，城市鳞次栉比的建筑物，阻碍了空气的水平运动，使得产生降水的天气系统减速甚至停顿，延长了城市下雨的时间。因此，城区的雨量往往比郊区多，产 生暴雨的几率也比郊区大，称之为“雨岛效应”。城市规模愈大，“雨岛效应”愈强。（4）城市排水系统建设滞后。主要表现在：雨污分流不彻底

5、。城市每年要处理大量生产生活污水，可多数城区并没有铺设专门的污水收集管网，仍 采用过去的雨水收集系统在收集污水。一个冬天下来，所有的雨水收集系统都开始淤积。如果不及时疏通，雨季来临时，这些淤积物就会影响排水系统的正常运转。 部分排水设施老化、排水标准较低；根据室外排水设计规范：城市重要干道、重要地区或短期积水即能引起严重后果的地区，一般采用 35 年一遇的设计标 准。我国城市排水系统建设如何？以北京为例：其城区管网现状排水标准为：排水干线一年一遇左右（36mm/h），支户线仅 0.330.5 年一遇（1015mm/h），城市环路 12 年一遇（36mm/h）。标准如此低下，在“721”暴雨这样

6、的极端降水条件（70mm/h）下，城市防汛设施 压力之大可想而知。排水系统不健全。我国城市建设普遍存在“重地上，轻地下”、“排水管网的建设滞后于城市建设”的问题。即使是上海这样综合管理水平处于全国前列的城市，外环以外 600 平方千米，排水设施建成的覆盖率也只有70%。究其原因：与宽广的道路、漂亮的城市公园、引人瞩目的标志性建筑物相 比，排水管网深埋地下，其畅通与否，在不出现暴雨的情况下，对城市的美观不会造成影响。排水管网的建设投资巨大，并且这些投资并不能给当地带来持续的 GDP 增长。老城区管道改造需要多部门的协调合作，是一件吃力不讨好的事情。因此，诸多原因都导致政府对城市排水管网建设不重视

7、。法国文豪雨果曾经这样 写过：“下水道是城市的良心”，在城市内涝频发的今天来看，这句话尤为令人痛心。（5）城市规划建设缺乏前瞻性、整体性。一般来说，老城区都选在地势较高的地区，因为这些地区不太容易积水。随着城市规模的不断扩大，很多本 来地势比较低洼的地区也被扩展成城区的一部分。如果在城市规划建设中没有考虑、解决这些低洼地区的排水问题，一旦下雨，雨水就会在这些地方聚集，形成一段 时间的积水现象。（6）过度开采地下水。由于人口密集，一些水资源比较紧张的城市会采用开采地下水的方法缓解城区水资源短缺状况。长期大量地开采地下水，不仅 使得城市地下水水位迅速下降，还会导致城区地面沉降、塌陷，进而使得当地的

8、防洪能力直线下降。因为，沉降、塌陷后的城市地表，雨水很难外排，甚至还可能成 为雨水的聚集地。二、国外成功经验简介总体来看，我国多数城市都采用“以排为主”的工程措施解决城市的防洪排涝问题。即花费巨资修建排水管网，建设排水泵站，把雨水尽快排出城外或者排入下游水系。这一方法不仅花费巨大，还将增加下游的洪峰量以及下游发生洪水的概率。事实上，换个角度来看，暴雨未必一定是城市的灾害，如果能合理利 用，甚至可能变成上天赐予城市的宝贵资源，对于水资源严重短缺的城市来说，尤其如此。那么，能否找到一个既美化城市又能蓄积雨水、防止洪涝，还能对水资源 加以循环利用的解决办法？有些发达国家经过长期探索，在这方面积累了不

9、少经验。（1）以日本千叶县为例。千叶县的雨水调蓄设施主要由湿地、跑步道、草坪广场和游戏广场等雨水可渗入的设施组成。这些设施净化作用良好，同时 使景观清新自然。在枯水期，景观池维持整个调蓄设施中惟一的亲水区域，人们可以在这里休闲、娱乐；在丰水期，湿地、跑步道、草坪广场等雨水可渗入设施有助 于雨水下渗，同时作为蓄水塘进行蓄水；一方面削减市区的洪峰流量，另一方面补充城市地下水源。（2）以德国汉堡为例。德国汉堡建有容量很大的地下调蓄库大规模的地下蓄水既能保证汛期排水通畅，又能实现对雨水的合理利用。德国近年来推广的新 型雨水处理系统农业科技论文“洼地渗渠系统”也是解决“城市内涝”问题的典范。“洼地渗渠系

10、统”由各个就地设置的洼地、渗渠组成。这些洼地、沟渠与带有孔洞的 排水管道连接，形成一个个分散的雨水处理系统。这套系统将雨水在低洼草地中短期储存、在渗渠中长期储存，让雨水尽可能地下渗，不仅大大减少雨季的暴雨径流 量，还及时补充地下水，有效防止地面沉降，使城市的水文生态系统形成良性循环。 （3）以荷兰鹿特丹“水广场系统”为例。上海世博会期间，荷兰鹿特丹推出的“水广场系统”展示了一种通过优化城市水循环系统防洪排涝的新思 路。鹿特丹市位于海平面以下，经常面临海水倒灌的威胁；城内洼地众多，排涝压力很大。水广场顺地势而建，由几个形状、大小和高度各不相同的水池组成，水池 间有渠相连。平时，这里是市民娱乐休闲

11、的广场；一旦暴雨来临，水广场就变成一个防涝系统由于雨水流向地势更低洼的水广场，街道上就不会有积水。所有的 水池布成一个循环网络，雨量大时，从大水池分流到沟渠；雨量小时，水又回流到大水池。在水广场，雨水不仅可以在水池间循环流动，还能被抽取储存为淡水资 源。 三、我国城市内涝的解决措施 借鉴国外的成功经验，笔者认为，可以通过“预、渗、滞、蓄、用、排”六个字来治理我国的城市内涝。 （1）预：建立城市暴雨内涝风险评估体系，提前做好城市内涝的应急防御。如利用 GIS 技术建立详细的排水管网数据库并实时监控，一旦发生内 涝，即可迅速找到症结的根源并予以解决。结合 GIS、RS 技术，模拟不同等级的暴雨下城

12、市可能面临的内涝风险，对一些容易浸水的地区进行特殊化处理，如建 立雨水蓄积池，尽可能降低内涝造成的危害。 （2）渗：还原雨水的自然属性，让雨水降落后尽可能渗入地下，这种方式最能促进雨水、地表水、土壤水及地下水之间的转化，维护城市水循环系统 的平衡。具体来说，在城市规划时尽可能保留原来的湿地、河流、湖泊；城市建设时多建绿地、公园、采用透水砖，增大暴雨的渗透量，减少地表径流。 （3）滞：通过建设湿地、恢复地表植被等手段，减缓洪峰的峰值。具体措施同“渗”。 （4）蓄：利用凹地、池塘、湿地、人工池塘等收集雨水，既能减轻城市的防洪压力，又能改善城市的小气候。如效仿德国，建立雨水地下调蓄库，推广“洼地渗渠

13、系统”或者借鉴荷兰鹿特丹的“水广场系统”。 （5）用：变废为宝，丰富雨水的利用范围。通过雨水收集系统将雨水集中起来，用于灌溉、洗车、道路清扫、清洗厕所、消防等领域。如在小区内建设雨水收集系统，实现小区雨水的零排放。 （6）排：畅通排水管道和河道，让雨水能顺畅地排出城区。具体措施如下：优化排水系统，彻底实现雨污分流，既能减轻污水处理、防洪排涝的压 力，又便于雨水的综合回收利用。提高排水系统的设计标准、能力。效仿日本东京，在地下建一连串的混凝土立方坑，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。对排水管道的设计进行优化。青岛老城区的排水系统为上个世纪初德国人租借青岛时设计，至今都没发生过积水的现象。德式 下水道的优势何在？从它的设计可见一斑：干道沟渠高约 80 厘米，断面上大下小呈倒置的蛋形，上半部分简单地以水泥抹面，靠底部的一端贴了白色瓷瓦，确保污 物垃圾不会被毛刺挂住，减少堵塞冒溢的可能。下半部分呈“V”型，确保在污水流量较小的情况下依然能保持较高的流速，使污水中夹杂的泥沙污物快速冲落，避 免淤积沉淀，减轻养护疏浚的负担。呈半圆形的上半部分直径较大，在水量较大时能确保过水量。同时，蛋形结构使管道能承受更多来自上方街道的压力。加强排 水系统的维修养护，确保排水管道的畅通。疏浚河道、沟渠，提高泄洪能力。