談城市化發展與內澇災害

翁窈瑤 邢麗云 趙 見

(1.浙江工業職業技術學院，浙江 紹興 312000; 2.北京市清華城市規劃設計研究院環境所，北京 100083; 3.北京工業大學，北京 100124)

1 城市內澇問題現狀

近年來，我國城市內澇頻繁發生，而發生的地點都相對集中在城市，特別是大中城市。住房和城鄉建設部在2010年對國內部分城市進行了內澇情況調研，結果顯示:從2008年～2010年，在全國351個設市城市中，有213個城市發生過內澇;內澇次數超過3次以上的城市數目約占39%;內澇發生時，最大積水深度超過50 cm的城市占74.6%，部分城市最大積水深度超過1.5 m;有57個城市的最大積水時間超過12 h。以北京市為例，北京市近兩年影響比較大的內澇包括2011年“6·23”和2012年“7·21”?！?·23”降雨造成北京市29處立交橋區和重點道路出現積滯水，造成交通中斷的有22處;“7·21”暴雨更是造成全市主要積水道路63處，路面塌方31處，5條運行地鐵線路的12個站口因漏雨或進水臨時封閉，甚至人員傷亡等等。

目前，我國大多城市處于建設發展時期，城市面積的增加、不透水地面比例的擴大、城市社會財富的累加、城市運轉效率的加快等等，都使得內澇損失出現加重化、加大化的趨勢，城市受淹的損失占歷次洪災造成的總損失的比例越來越大，一般達到50%～80%［1］。由此看來，城市化的發展在很大程度上又加重了水災損失。

2 城市化發展與內澇成因分析

2.1 城市氣候變化

城市化過程對城市當地的氣候造成影響，主要表現為城市“熱島效應”突顯，加上全球氣候變化的影響，使得城市局部的極端天氣更加趨于頻繁地發生。

以北京市為例，利用北京市觀象臺站1961年～2008年的降雨資料，計算近40年短歷時(120 min)極端降雨事件的趨勢(通過極端氣候指數定義計算，短歷時120 min的極端降水量閾值(R99)為16.21 mm，120 min降雨超過這一閾值即定義為極端降雨事件)。如圖1所示，2003年～2008年極端降雨的頻次呈現增加的趨勢，2008年短歷時極端降雨的頻次達到11次，已經超過氣候平均值(6.5次)。極端降雨量的趨勢與降雨頻次的趨勢相似，2003年～2008年，極端降雨量呈增加的趨勢。2003年極端降雨量為23.96 mm，2008年短歷時極端降雨量達到249.6 mm，超過氣候平均值(194.9 mm)。

2.2 城市地表徑流量增加

在城市化過程中，大量類似混凝土、瀝青等不透水材料的使用，使雨水無法滲入城市路面，城市不透水面積增加，徑流系數加大，導致地表徑流增加，匯集速度加快，使得城市低洼地方發生積水。

根據北京百萬莊小區的下滲實驗，表明各種地面的損失差異非常懸殊［2］:在60 min內，新、舊瀝青路面的降雨損失分別僅為草地的6%和12%，見表1。

圖1 北京市短歷時極端降雨事件

表1 北京百萬莊小區各種地面的降雨損失量

同時，城市面積的擴張使得水土流失，造成城市水體的循環紊亂，地下排水管網排水不暢，人為地降低了城市排澇能力。

2.3 設計標準與城市化發展并不適應

改革開放以前，由于經濟發展的制約，我國初期雨水排水工程的設計重現期僅為0.33年～0.5年。雖然在2006年頒布的《室外排水設計規范》將我國的城市排水設計重現期修訂為0.5年～3年一遇，重要地區要達到3年～5年一遇。但是實施過程中，大部分城市普遍采取了該標準的下限［3］，一些老城區甚至要低于規范規定的下限。以北京為例，最常用的設計重現期是1年，而在這種設計標準下，發生超設計標準的降雨事件的可能性極大。

2011年，我國對《室外排水設計規范》進行了修訂，其中對于排水工程的設計重現期有如下的規定:雨水管渠設計重現期，應根據匯水地區性質、地形特點及氣候特征等因素確定。同一排水系統可采用同一重現期或者不同重現期。重現期一般采用1年～3年，重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，一般采用3年～5年，并應與道路設計協調，特別重要地區和次要地區可酌情增減?？梢钥吹剑涍^修訂的規范已經對設計重現期有了適當的上調。當然，僅僅調整城市排水系統的重現期標準并不能根治城市內澇災害，但是應該注意與城市化發展相適應。

美國的排水設計規范(ASCE/EWRI 45-05)中，對重現期有如下規定［4］:1)2年～15年的重現期，其中10年是居住區最常用的雨水管渠設計重現期。2)10年～100年的重現期用于商業區和具有重要價值的地區，依據商業價值確定具體重現期。規范中規定的設計重現期應視為最低設計標準，可適當選用高于這些最低標準的重現期(例如重要的公共設施和排水管渠)。同時，歐盟排水設計規范(EN752-4)推薦的設計頻率值見表2。

表2 歐盟EN752-4排水設計規范推薦設計頻率規定

經過比較，可以看出我國目前的設計重現期標準與國外排水工程標準之間的差距。當然，該差距并不意味著排水系統的優劣，但是設計重現期標準的高低應該與地區的經濟發展水平相關。因此，城市快速發展的同時，地區排水設計標準應該得到提高，以保證與城市經濟的發展相適應。

3 解決途徑與災害防治對策

3.1 健全法制，合理規劃

在城市內澇防治方面，我國一直沒有訂立相關的全國性法規，甚至于地方性法規也并不多見。2011年，國務院法制辦公布了《城鎮排水與污水處理條例(征求意見稿)》，該條例如果出臺，會是我國第一部有關排水行業的專門法規。同時，在城市的土地利用規劃中，應當規范地表用途，并對內澇易發區用地進行災害程度的劃分，限制內澇風險區域的發展。

3.2 建立城鎮防洪、排水和排澇三套工程體系

目前，我國已經建立有城市防洪和城市排水兩套系統，分別用于防御江河水系流域洪水災害和排除排水系統設計重現期以內的暴雨徑流。兩套系統分別有各自的職能部門與設計標準。但是，介于排水管道設計標準與城市防洪標準之間，缺乏一套體系來防治城市內澇災害。而在城市原有排水管道系統基礎上，通過改建和擴建排水管道來提高城市排澇標準并不可行。一方面，地下排水管網的改建成本太高，而且容易引起城市正常生活的紊亂;另一方面，城市地下空間有其局限性，城市排水管網的改建可能會影響其他類型的管道系統。因此，要根治城市內澇災害，就需要建立城鎮防洪、排水和排澇三套工程體系［5］。

3.3 低影響開發建設

低影響開發(LID)是一種強調通過源頭分散的小型控制設施，維持和保護場地自然水文功能、有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數增大、面源污染負荷加重的城市雨水管理理念。該方法于20世紀90年代率先在美國馬里蘭州實施。低影響開發主要通過生物滯留設施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施來維持原有的水文條件，控制徑流污染，減少污染排放，實現開發區域可持續水循環。

排水系統的“低影響開發”，可以充分利用生態植草溝、下凹式綠地、雨水花園、地下蓄水、屋頂綠地、透水路面等措施，來達到削減徑流量、去除污染物、蓄積雨水等目的。以我國香港新田的蓄洪區為例，該蓄洪區為魚塘或公園休閑湖泊的形式。其周邊通常被植被圍繞，這使得它比滯洪區更美觀更有吸引力。除了洪水衰減，該區的一個重要功能是改善排水水質，既解決徑流攜帶的泥沙，也允許有足夠的停留時間以降低有機物。

3.4 完善排水系統管理體制，提高城市排水的統一協調能力

建立內澇控制與預警系統。比如，安徽蕪湖市建立了一套城市排澇監控中心，可以通過遠程視頻監控15個泵站的實時運行狀態，城市水系的動態水位、水勢、流量情況以及城區道路積水情況等，并同步調閱交警、市容、氣象、水文等監控系統，為城市排澇預報、分析和及時調度提供充分依據。該城市排澇監控中心不僅提高了實時調度的效率，而且使城市排澇工作更加科學化、信息化。以美國的國家氣象局(NWS)為例，該機構負責氣象預報、暴雨警告、河流預報和洪水預警，國家氣象局在進行洪水預測時會使用各種數據。河流深度與流量數據由美國地質勘探局(USGS)取得，其負責運營和維護85%以上的國家測流站。而降雨數據由國家氣象和水文部門提供。在這些數據的基礎上，利用模型技術建立當地的內澇預警系統。

因此，在城市排水系統的管理方面，數據共享尤為重要，一旦出現問題，各部門能迅速形成聯動機制。

4 結語

在未來，我國的城市化進程必將加速進行，城市規模也會進一步擴大。如果繼續聽任不科學的城市規劃，必將導致愈來愈嚴重的城市內澇災害。因此，城市規劃管理部門應該對城市防澇體系的建設給予重視，樹立可持續發展的規劃理念。建立城市排澇系統，要求對土地利用進行合理規劃，限制內澇風險區域的發展。并借鑒國外內澇防治的可取經驗，結合地區的實際情況，合理制定城市內澇防治以及相關土地利用規劃。在此基礎上，各個職能部門應該充分合作，共享數據資源，建立一套城市內澇控制與預警系統，從而保護市民的生命財產不受損失。

［1］于紀玉，劉方貴.城市化與現代城市防洪減災問題研究［J］.海河水利，2003(2):33-34.

［2］北京市政設計院.北京市暴雨徑流觀測分析報告之一:徑流系數，集水時間和延緩系數［M］.北京:科學出版社，1977.

［3］辛玉玲，張學強.城市內澇的成因淺析［J］.城鎮供水，2012(5):91-93.

［4］王 磊，周玉文.國內外城市排水設計規范比較研究［J］.中國給水排水，2012，8(28):23-27.

［5］周玉文.構建三套工程體系確保城市洪澇安全［J］.給水排水動態，2011(8):12-14.