如何防止城市內(nèi)澇

                            如何防止城市內(nèi)澇

                          上海申弘閥門(mén)有限公司
        摘要近年來(lái)國(guó)內(nèi)城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，給人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)了重大危害。氣候的變化，城市過(guò)快發(fā)展導(dǎo)致硬覆蓋增加，雨水管渠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、設(shè)施不健全、管理不到位是導(dǎo)致城市內(nèi)澇的主要原因。低影響開(kāi)發(fā)從源頭減小雨水徑流量，提高排水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施，加強(qiáng)排水系統(tǒng)維護(hù)和管理等措施可以減少城市內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生。 
關(guān)鍵詞城市內(nèi)澇 低影響開(kāi)發(fā) 提高管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 調(diào)蓄設(shè)施 加強(qiáng)管理 城市管網(wǎng)

1 引言 
1.1 城市內(nèi)澇定義 
城市內(nèi)澇是指強(qiáng)降雨或連續(xù)性降雨超過(guò)城鎮(zhèn)排水能力，導(dǎo)致城鎮(zhèn)地面產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象。一般積水深度達(dá)到15-20cm將導(dǎo)致影響交通和產(chǎn)生其他災(zāi)害，可視為發(fā)生城市內(nèi)澇。

1.2 近年來(lái)國(guó)內(nèi)城市的內(nèi)澇災(zāi)害 
近年來(lái)國(guó)內(nèi)城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，據(jù)2008-2009年的統(tǒng)計(jì)，在統(tǒng)計(jì)的315個(gè)城市中，發(fā)生內(nèi)澇的占61%，內(nèi)澇3次以上的超過(guò)39%，積水深度超過(guò)0.5m的占74%，積水時(shí)間超過(guò)0.5h的占79%。 城市內(nèi)澇會(huì)導(dǎo)致交通癱瘓、航班延誤、地鐵運(yùn)營(yíng)受阻等一系列危害。嚴(yán)重的積水還有可能造成檢查井井蓋遺失，導(dǎo)致人員傷亡以及電力、通訊設(shè)施損壞，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)等次生危害。城市內(nèi)澇問(wèn)題表面上看是一種因天氣造成城市排水不暢的現(xiàn)象，但本質(zhì)上反映了當(dāng)前我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后、城市功能不完善的問(wèn)題。城市內(nèi)澇不僅造成交通擁堵，影響市民出行；而且嚴(yán)重的還會(huì)給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。近年來(lái)，城市內(nèi)澇問(wèn)題日益嚴(yán)重，究其原因，主要有以下幾個(gè)方面： 

一、天氣增多。近年來(lái)，由于氣候變暖，導(dǎo)致大氣氣流季節(jié)性異常，我國(guó)天氣頻發(fā)，很多地方出現(xiàn)特大暴雨，有些城市甚至遭遇百年一遇的特大暴雨，短時(shí)內(nèi)大量降雨，造成城市排水系統(tǒng)癱瘓。 
二、城市框架拉大。隨著城市化進(jìn)程的加快，地面硬化面積也急劇擴(kuò)大，這不僅會(huì)造成城市熱島效應(yīng)，中心城區(qū)容易出現(xiàn)強(qiáng)降雨；而且使地面雨水滲透力嚴(yán)重下降，當(dāng)出現(xiàn)暴雨天氣時(shí)，雨水大量涌到排水管道，容易造成排水管道擁堵。 
三、排水設(shè)施投入不足。我國(guó)大多數(shù)城市在過(guò)去的發(fā)展中，一直是“重地上、輕地下”，地下排水設(shè)施建設(shè)跟不上城市發(fā)展的速度，歷史欠賬較多，存在著排水設(shè)施不完善、排水標(biāo)準(zhǔn)較低、排水管網(wǎng)布臵不科學(xué)等問(wèn)題。 

四、法律法規(guī)不健全。由于城市內(nèi)澇或者城市積水方面的規(guī)定，僅僅是技術(shù)層面上的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，還沒(méi)有上升到法律層面，因此，有關(guān)部門(mén)在監(jiān)督建筑物地下設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)時(shí)，缺乏法律依據(jù)。 
五、管理體制不完善。以來(lái)，市政設(shè)施建設(shè)維護(hù)，都是由城市建設(shè)部門(mén)負(fù)責(zé)，現(xiàn)在提倡水務(wù)一體化，很多城市成立水務(wù)部門(mén)；但是有利于城市排水科學(xué)發(fā)展的體制機(jī)制尚未建立，城市排水設(shè)施管理維護(hù)體制有待于進(jìn)一步健全。 因此，要本著治標(biāo)與治本相結(jié)合的原則，立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)、對(duì)癥下藥、多管齊下，切實(shí)采取積極有效措施，*解決城市內(nèi)澇問(wèn)題。為此要重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作： 
一是提高認(rèn)識(shí)。廣大領(lǐng)導(dǎo)干部要充分認(rèn)識(shí)到城市排水設(shè)施建設(shè)的重要性，要克服片面追求政績(jī)工程、面子工程、形象工程的錯(cuò)誤觀念，不僅注重“地上”建設(shè)，更要關(guān)注“地下”發(fā)展，把城市排水設(shè)施建設(shè)作為一項(xiàng)重要任務(wù)來(lái)抓，各級(jí)黨政主要領(lǐng)導(dǎo)要親自抓、抓，真正把城市排水工程打造成一項(xiàng)重要的民心工程、經(jīng)典工程。 
二是加大投入力度。繼續(xù)加大對(duì)城市排水設(shè)施建設(shè)的投入力度，財(cái)政上要安排專(zhuān)項(xiàng)資金，對(duì)城市排水設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造，彌補(bǔ)歷史欠賬，健全排水系統(tǒng)，增強(qiáng)城市排水蓄水能力。同時(shí)，要多方籌措資金，積極引導(dǎo)民間資本投入到市政領(lǐng)域，滿足城市排水系統(tǒng)資金需求。 

三是提高規(guī)劃水平。按照先規(guī)劃、后建設(shè)、立足實(shí)際、適度超前的原則，高水平規(guī)劃城市排水工程，使排水設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展同步進(jìn)行。同時(shí)，在規(guī)劃排水系統(tǒng)時(shí)，要綜合考慮建設(shè)規(guī)模、其他排水設(shè)施建設(shè)等因素，實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市排水設(shè)施無(wú)縫對(duì)接，切實(shí)提高排水能力。 
四是建立健全管理體制機(jī)制。建立由水務(wù)部門(mén)牽頭，城建、公共事業(yè)管理等部門(mén)協(xié)同配合的部門(mén)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)部門(mén)之間的協(xié)調(diào)，切實(shí)提高城市排水設(shè)施管理水平，大程度地發(fā)揮城市排水設(shè)施的運(yùn)載能力。 
五是嚴(yán)格問(wèn)責(zé)機(jī)制。要實(shí)行嚴(yán)格的水務(wù)管理問(wèn)責(zé)機(jī)制和責(zé)任追究機(jī)制，對(duì)城市排水設(shè)施建設(shè)的施工單位和個(gè)人實(shí)行終身責(zé)任追究，對(duì)因失職瀆職造成城市排水設(shè)施出現(xiàn)重大質(zhì)量問(wèn)題的，要嚴(yán)肅追究，情節(jié)嚴(yán)重的，要移送司法機(jī)關(guān)處理。                                                                                   

2 導(dǎo)致城市內(nèi)澇的原因 
2.1 氣候變化、城市降雨熱島效應(yīng)導(dǎo)致降雨量增大 
由于人類(lèi)活動(dòng)帶來(lái)的溫室氣體增加導(dǎo)致的厄爾尼諾等現(xiàn)象使氣候發(fā)生變化，造成我國(guó)大部分城市天氣事件明顯增多。從降雨方面來(lái)看主要造成暴雨頻次增加，暴雨加大。同時(shí)隨著我國(guó)城市進(jìn)程的加快，城市熱島效應(yīng)導(dǎo)致城區(qū)降雨量明顯大于郊區(qū)，城市化對(duì)年降雨量、汛期降雨量和大日降雨量均有不同程度的增加作用。 
2.2 城市發(fā)展過(guò)快，硬覆蓋增加 
隨著城市化進(jìn)程的加快，城市土地利用方式顯著改變，相當(dāng)比例的透水性地面（綠地等）被不透水表面（各種屋面、路面等）所覆蓋。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50014-2006）雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式為qs=qψf，其中q-設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，ψ-徑流系數(shù)，f-匯水面積。開(kāi)發(fā)前透水性地面（以綠地為例）的徑流系數(shù)為0.15，開(kāi)發(fā)后不透水表面（以屋面、混凝土或?yàn)r青路面為例）的徑流系數(shù)為0.9。在q、f不變的情況下，開(kāi)發(fā)后的雨水流量將增加至開(kāi)發(fā)前的6倍。此外，硬化地面加速了雨水徑流匯流速度，使雨水流量過(guò)程線變的陡尖、匯流歷時(shí)縮短、峰值時(shí)間提前。開(kāi)發(fā)前后雨水徑流流量的變化如圖1所示：  開(kāi)發(fā)前后雨水徑流流量變化示意圖圖1                                                                                 

2.3 雨水管渠設(shè)計(jì)及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，管理不到位

2.3.1 雨水管渠設(shè)計(jì)精度較低 
目前國(guó)內(nèi)雨水流量的計(jì)算主要采用推理公式法，這種計(jì)算方法在計(jì)算匯水面積較小的區(qū)域時(shí)有足夠的精度，但對(duì)于匯水面積較大的區(qū)域則會(huì)產(chǎn)生較大偏差。歐盟和美國(guó)對(duì)推理公式法的適用范圍均有明確的規(guī)定。歐盟規(guī)定推理公式法僅可應(yīng)用于匯水面積小于200公頃或匯水時(shí)間小于15分鐘的區(qū)域；美國(guó)規(guī)定推理公式法僅可應(yīng)用于匯水面積小于65公頃的區(qū)域。超出標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域需采用計(jì)算機(jī)水力模型輔助設(shè)計(jì)。計(jì)算方法的問(wèn)題導(dǎo)致雨水流量的計(jì)算結(jié)果精度較低，造成雨水管渠的設(shè)置不甚合理。 2.3.2 設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)較低 
國(guó)內(nèi)雨水管渠設(shè)計(jì)采用的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低?，F(xiàn)行規(guī)范規(guī)定雨水管渠的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為0.5-3年，國(guó)內(nèi)主要城市的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般在規(guī)范的下限范圍內(nèi)取值，與國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)有較大差異（詳見(jiàn)表1）。采用低標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期設(shè)計(jì)雨水管渠導(dǎo)致其排水能力偏低。 國(guó)內(nèi)主要城市與國(guó)外城市降雨設(shè)計(jì)重現(xiàn)期對(duì)比表1  
2.3.3 管理不到位 
對(duì)現(xiàn)有排水管渠的管理不到位也造成了雨季排水不暢。有些采用合流制排水系統(tǒng)的地區(qū)，在非雨季時(shí)排水管渠主要排放污水，此時(shí)的流量小流速低，污水中的及時(shí)清通，嚴(yán)重影響了管道的排水能力；還有些地區(qū)排水系統(tǒng)的雨水口被雜物堵塞，進(jìn)水能力基本喪失，導(dǎo)致降雨時(shí)地面雨水徑流無(wú)法通過(guò)雨水口進(jìn)入雨水管渠，地面積水達(dá)到了15cm以上而雨水管渠內(nèi)卻只有半管水。 3 城市內(nèi)澇防治 

3.1 合理進(jìn)行城市規(guī)劃，低影響開(kāi)發(fā)（lid） 
低影響開(kāi)發(fā)（lid，low impact development）強(qiáng)調(diào)城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)應(yīng)減少對(duì)環(huán)境的沖擊，其核心是基于源頭控制和延緩沖擊負(fù)荷的理念，構(gòu)建與自然相適應(yīng)的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，合理利用景觀空間和采取相應(yīng)措施對(duì)暴雨徑流進(jìn)行控制，減少城鎮(zhèn)面源污染。 
前已述及徑流系數(shù)對(duì)雨水徑流量的重大影響。低影響開(kāi)發(fā)的實(shí)質(zhì)就是采用各種工程措施使開(kāi)發(fā)后區(qū)域的綜合徑流系數(shù)盡量接近于開(kāi)發(fā)前，并延后徑流峰值到來(lái)的時(shí)間，減少對(duì)現(xiàn)有排水設(shè)施的沖擊。具體的措施有在人行道、停車(chē)場(chǎng)、和廣場(chǎng)等位置采用透水型鋪裝；綠地標(biāo)高低于周邊路面標(biāo)高，形成下凹式綠地；在場(chǎng)地條件許可的情況下設(shè)置植草溝、滲透池等設(shè)施接納地面徑流；屋頂植草，采用生態(tài)屋頂調(diào)節(jié)峰值流量等。 
3.2 重視雨水排水系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)管理 （1）提高雨水排水系統(tǒng)計(jì)算精度 
前已經(jīng)述及，目前計(jì)算采用的推理公式法在計(jì)算較大區(qū)域的雨水排水系統(tǒng)時(shí)誤差較大。正在局部修訂的《室外排“除了采用推理公式計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量外，有條件的地區(qū)也可以采用數(shù)學(xué)模型法進(jìn)行計(jì)算。”數(shù)學(xué)模型法是通過(guò)軟件模擬不同降雨強(qiáng)度下，城市雨水徑流的產(chǎn)生和排水系統(tǒng)的工作情況。從雨水流經(jīng)各種不同地面（道路、屋頂、草地等）形成徑流，到由雨水篦子收集到地下管渠，再流經(jīng)調(diào)蓄池、堰、閘門(mén)等構(gòu)筑物，后經(jīng)過(guò)泵站提升進(jìn)入城市水體（河、湖）的整個(gè)雨水徑流形成和排放過(guò)程都可以用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行真實(shí)的再現(xiàn)。通過(guò)對(duì)整個(gè)過(guò)程的分析，可以對(duì)排水管渠和雨水調(diào)蓄池、泵站等構(gòu)筑進(jìn)行合理的設(shè)置，大限度的防止城市內(nèi)澇的發(fā)生。 

（2）根據(jù)新的降雨特征修正暴雨強(qiáng)度公式 
由于氣候的變化，城市降雨強(qiáng)度有增大趨勢(shì)，原設(shè)計(jì)采用的暴雨強(qiáng)度公式已不適應(yīng)新的降雨特征，同時(shí)現(xiàn)行的暴雨強(qiáng)度公式普遍存在統(tǒng)計(jì)資料舊、統(tǒng)計(jì)時(shí)間短以及編制方法精度低的問(wèn)題，因此有必要利用的降雨數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)有暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行修正。正在局部修訂的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》要求編制暴雨強(qiáng)度公式所采用的降雨雨量記錄數(shù)據(jù)由原10年以上增加到20年以上（有條件的地區(qū)可采用30年以上），大幅增加了降雨雨量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間。此外，暴雨強(qiáng)度公式的編制方法也在原年多個(gè)樣法的基礎(chǔ)上增加了年大值取樣法，對(duì)編制精度的要求有所提高。

（3）提高雨水管渠設(shè)計(jì)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn) 
正在局部修訂的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)和折減系數(shù)兩個(gè)參數(shù)的取值提高了標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)重現(xiàn)期由原0.5-3年提高到了1-3年，并強(qiáng)調(diào)“經(jīng)濟(jì)條件較好或有特殊要求的地區(qū)宜采用規(guī)定上限。特別重要地區(qū)可采用10年或以上。”排水管渠的折減系數(shù)m保持1.2-2不變。但“經(jīng)濟(jì)條件較好，安全性要求較高地區(qū)的排水管渠m可取1。”取折減系數(shù)是考慮利用排水管渠的空隙容量來(lái)折減雨水流量來(lái)達(dá)到減小管渠斷面尺寸的目的。如將此系數(shù)調(diào)整為1可以進(jìn)一步提高排水管渠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，增加排水安全性。

（4）建設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施和城市水系 

在對(duì)傳統(tǒng)排水管渠采用新的計(jì)算方法，并提高其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外，配合雨水調(diào)蓄池及城市水系的建設(shè)同樣對(duì)減輕城市內(nèi)澇有很重要的作用。雨水調(diào)蓄池可以將雨水徑流的洪峰流量暫存其內(nèi)，待洪峰流量下降至管渠設(shè)計(jì)流量后，再將貯存在池內(nèi)的水均勻排出。這樣不僅可以防止產(chǎn)生內(nèi)澇還可以極大地降低下游雨水管渠的斷面尺寸。根據(jù)區(qū)域自然條件，雨水調(diào)蓄池可以設(shè)置于天然洼地、池塘、公園水池等地點(diǎn)。城市水系則同時(shí)起到調(diào)蓄雨水和便于雨水的分散排放兩方面作用，平常還可以作為景觀使用。 （5）加強(qiáng)雨水排水系統(tǒng)的維護(hù)和管理 
在建設(shè)雨水排水系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和管理同樣重要。包括對(duì)雨水管渠及時(shí)清通保證其排水能力，使用防堵塞的新型雨水口保證其對(duì)雨水徑流的收集，對(duì)雨水調(diào)蓄設(shè)施及城市水系及時(shí)清淤保證其有足夠的調(diào)節(jié)容積等諸多方面。

4 結(jié)論 
城市內(nèi)澇防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。需要城市的低影響開(kāi)發(fā)從源頭減小雨水徑流量，提高排水管渠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施和城市水系，加強(qiáng)雨水排水系統(tǒng)的維護(hù)和管理等方面建立起科學(xué)的城市防澇體系，才能從根本上防止城市內(nèi)澇的發(fā)生。 總之，城市排水系統(tǒng)建設(shè)，不僅關(guān)系到城市的繁榮和發(fā)展，而且也是一項(xiàng)重大的民心工程。因此，各級(jí)、各有關(guān)部門(mén)一定要高度重視，精心謀劃，切實(shí)提高城市排水能力，完善城市功能，讓城市變得更美好、更宜居。與本文相關(guān)的論文有：閥門(mén)在城市供水管網(wǎng)的應(yīng)用

參考文獻(xiàn) 
1 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50014-2006，中國(guó)計(jì)劃出版社）；

2 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2011局部修訂征求意見(jiàn)稿）；

3 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五冊(cè)，第二版，城鎮(zhèn)排水，中國(guó)建筑工業(yè)出版社）； 
4 《排水工程》（上冊(cè)，第四版，中國(guó)建筑工業(yè)出版社）。