南京城區丘陵地段內澇成因分析

王江波,吳麗萍,張 茜,王 婕,張宇杰,茍愛萍

(1.南京工業大學城市規劃系，江蘇南京211816；2.上海應用技術學院園林系，上海201418)

城市內澇是指由于強降水或連續性降水超過城市排水能力致使城市內產生積水災害的現象[1]。近年來，我國眾多城市往往“逢雨必澇，遇澇必癱”，嚴重威脅居民的生命及財產安全。據住建部調研顯示，國內62 %的城市發生過不同程度的積水內澇。本文以南京主城區的丘陵地段為例，從規劃視角對內澇成因進行深入分析，希望能夠對未來的有效內澇防治對策的提出提供依據。

1 南京城區內澇的相關研究

目前，研究南京城市內澇的文獻數量較少。胡茂川、張興奇[2]對南京內澇災害成因進行了分析，認為南京特殊的地形和氣候條件，以及城市化導致城市水文特性的改變，是城市內澇發生的根本原因；城市規劃建設過程中的失誤是導致城市內澇加劇的主要原因。

毛磊、張慧明[3]對南京各區降雨量進行了簡單的比較分析后認為，引發城市內澇的因素大體上分為氣象因素和非氣象因素，如城市人口密度、不透水面積及地區生產總值都是城市暴雨內澇的影響因素等。

胡茂川、張興奇、陳剛[4]以南京市某小區為例，分析了雨水收集利用在減輕城市內澇方面的作用，提出了設置地面蓄水池的4條原則。

縱觀相關文獻，其對南京市城市內澇的研究尚存在以下不足：就研究地域范圍而言，現有的文獻多是對南京市的總體分析，并未對某一典型地區深入分析其具體內澇成因；研究內容相對比較寬泛，細節分析較少。

2 調研案例分析

2.1 南京城市內澇概況

近年來，南京每年都遭受了不同程度的暴雨侵襲，特別是自2009年以來，每年6月、7月都是內澇的多發期，對居民正常生產生活造成嚴重影響。其中，2011年7月20日特大暴雨之后，發現的內澇積水點就有60余處；2012年7月14日，也出現了40余處內澇積水點；2013年6月的一次強降雨就造成了40余處內澇積水點。南京市主城區易澇點眾多，呈現不均勻分布，主要集中在環玄武湖和紫金山一帶(圖1)。

圖1 南京市主城區易澇點分布

2.2 調研區域概況

從圖1可以看出，紫金山周圍地段是易澇點高密度聚集區，鎖金村片區尤為嚴重。因此，將本次調查范圍定為紫金山北麓的鎖金村片區(圖2)。

圖2 調研區域區位

鎖金村片區位于南京市主城東側，范圍為玄武湖以北，中央門以東，紫金山以西，紅山至小營村、農場山一帶以南地區，約11.23 km2[5]。經過初步實地勘察，找出了基地內部的多個易澇高風險點(圖3)，主要包括紫鑫城小區、產業園入口處、鎖金村內紫金山溝的一些重要節點處。本文將重點研究對象放在以上幾處內澇頻發地段，對其內澇成因進行深入探究。

圖3 調研區域易澇點分布

3 南京城區內澇成因分析

3.1 自然因素

3.1.1 雨島效應引發強降雨

南京屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛。隨著城市化進程大規模推進，城市人口工業集中，汽車保有量劇增，鋼筋混凝土覆蓋面增大，城市生態環境被改變，城市“雨島效應”作用突出[6]，導致城市上方空氣結層不穩定，延長了降雨時間，增大了降雨強度，特別是在6月、7月往往容易出現極端暴雨天氣。據中國統計年鑒記載，南京從2000年至2012年6月、7月降水量隨著年代有微弱的增加趨勢，尤其是近5年7月份降雨量相比之前明顯增加。

3.1.2 特殊地形地勢的影響加速水流匯集

山洪災害易發地區的地形往往山高、坡陡、谷深，切割深度大，其地質大部分是滲透強度不大的土壤，極有利于強降雨后地表徑流迅速匯集，一遇到較強的地表徑流沖擊時，從而形成山洪災害。 鎖金村片區地處主城區東北部，位于紫金山北麓，西鄰玄武湖。地形上以紫金山為高點，玄武湖為低點。地塊整體走勢順應紫金山的山脈走向。板倉街西北側地勢較為平坦，沒有復雜的地形起伏；板倉街東南側地勢較陡，且有相對復雜的地形起伏。其中，主要有三條垂直地塊的谷溝。強降雨發生時，山上的水快速匯集并流向山腳，由于排水能力較弱，山上的水不能完全通過排洪渠道排入就近的水體——玄武湖，山洪繼續流向地勢低的地方，最終作為客水進入城市。城區排水管徑是根據地表徑流來計算的，很多沒有考慮客水的流入，其排水能力不能承受客水的侵入，因而造成了城市內澇。

3.2 城市規劃建設失誤導致內澇加劇

3.2.1 用地選址不當導致建設區位于內澇高風險區

南京大規模的城市開發建設，也是內澇災害頻發的重要誘因。改革開放以來，當南京市老城區的用地無法滿足其日益增長的用地需求時，便開始向四周快速擴張，環紫金山地區也基本上都變成了城市建設用地[7]。鎖金村位于紫金山的北麓，處于山洪內澇高風險區。雨量較大時，已有的排洪管道不能完全接納山洪，地面徑流過大，部分直接沿著坡地沖到山腳，進入城市建成區，從而造成內澇。

3.2.2 城市用地權屬變更導致排水路徑改變

由于用地權屬的變更，原來所屬權相同的一個大地塊被分割成幾塊所屬權不同的小地塊，各地塊的業主單位為了自己的利益，未能協調處理整體的排水問題，導致了部分地塊受山洪影響嚴重。例如，鎖金村片區原南京電影機械廠地塊，隨著電影機械廠的遷址，原工廠地塊被賣給了南京鴻興達房地產開發有限公司、南京新麗都房地產開發有限公司和南京順天實業集團有限公司三家開發商，分別建設了紫鑫城小區、南京新世界花園和世界之窗產業園。

這一系列用地權屬變更造成了紫鑫城小區逢暴雨必澇的現狀，其內澇形成過程如下：2006年之前，大雨引起的山洪都是從紫鑫城和產業園南面的空地排出的，因此未受到山洪的嚴重影響。到2006年，新麗都房地產開發有限公司在此空地上建造新世界花園，為了防止小區內部受到山洪侵襲，在小區四周筑起圍墻，致使原有的排水路徑被截斷。由于圍墻的阻截，從紫金山傾瀉而下的山洪無處可泄，最終對圍墻形成強大的壓力，導致流水路徑再次被迫改變。一到雨季，洪水無法從原路徑排除，便直接沖向產業園。由于產業園與紫鑫城之間有圍墻隔斷，雨水無法順著重力作用往下流便積聚在圍墻邊，到一定程度便沖垮了圍墻。2011年時就發生過圍墻被沖垮事件。順天集團為了防止這類事情再發生，便在產業園新砌的墻上留了一個泄水口，以便山洪快速排出。此后山洪便被直接排入紫鑫城小區，于是，紫鑫城從2011年之后便成了此區域內澇最嚴重的地塊。

原本產業園的排水管道經由空地下方的泄洪通道排出，由于新世界花園的建造，此排洪通道被切斷，產業園的排水管道只能改接到紫鑫城下的排水管道排出，排水系統的整體性被破壞。紫鑫城的地下排水管道原本主要用于小區排水，管道建設標準較低，管徑較細；產業園的地下管道主要適用于工業排水和泄洪通道，其排水標準較高，管徑較粗。改建之后，暴雨發生時，紫鑫城下方的排水管壓力明顯增大，無法及時將雨水排除，最終導致小區的內澇災害。

由此可見，用地權屬變更之后，相關管理部門未能協調好各地塊關系，開發商為了自己的利益，不惜將山洪引入其他地塊以免除本地水患，紫鑫城最后成為了這場權益之戰的犧牲品。

3.2.3 建筑與道路布局影響山洪流速

建筑與道路布局對內澇的形成也具有一定的影響，這主要體現在山洪流速上。建筑與道路的布局，很大程度上決定了山洪的流徑，因此也就決定了山洪的流速。道路及兩側建筑形成的“線性”空間，對山洪的流向有強烈的引導作用，這時它們的組合就相當于一個“排水渠”。這就出現了兩種極限情況的“排水渠”，一是道路垂直等高線布置，二是道路沿著等高線布置。在理想條件下，前者地面徑流流速最快，后者地面徑流流速最慢。

一方面，丘陵地區的地面徑流速度決定了雨水在坡地上的停留時間，進而影響了坡地排水系統的雨水接納量。因此在整個丘陵地段中，坡地排水系統若能在保證安全的前提下盡可能減緩地表徑流速度，就可以為下游低洼地區延長雨水匯入主管網的時間，分擔巨大的排水壓力。通過道路走向與建筑的合理布局，可大大緩解內澇情況。

建筑與道路的布局方式在一定程度上決定了地面徑流的流速，是內澇形成的重要影響因素。鎖金村片區內澇頻發的部分原因就在于不能合理處理二者的關系。因此，丘陵地段在城市建設過程中應充分考慮道路與等高線的處理方式，并適當通過建筑布局控制地面徑流流向與流速，以達到防治內澇災害的目的。

3.3 城市排水系統方面

城市排水系統從雨水降落之后開始執行其排水職能。地表作為第一受納方，是排水系統的源頭端；排水管網及排洪溝渠作為收集、輸送雨水、污水的設施，是城市排水系統的過程端；而雨水經由管網輸送最終到達的受納水體作為城市排水系統的末端。

3.3.1 源頭端

城市用地的增加必然帶來大量的硬質地面鋪裝，而硬化的地表及建筑屋面的增加，阻礙了水循環系統的蒸發和下滲過程，使得大量降水形成的地面徑流只有通過地下管道排除[8]。同時，城市被大量鋼筋混凝土覆蓋所帶來的雨島效應，導致暴雨等極端天氣的頻繁發生，大大增加了地表徑流。地表作為城市排水的源頭端，其接納能力在此過程中受到阻礙，過大的地表徑流滯留地面，最終導致內澇的形成。

3.3.2 過程端

(1)雨水管網排水標準偏低。

在城市大跨度發展，城市區域快速擴大，“重地表、輕地下”的思想觀念，使得決策者把投資的絕大部分用于地上設施的建設，而很少部分用于配套的地下管網的建設[9]。

在實際工程建設過程中，大部分城市為了節約資金，普遍采取標準規范的下限、甚至低于最低設計標準。我國很多城市排水系統建設的設計暴雨重現期小于1年，老城區的重點區域甚至比規范規定的下限還要低。南京城市排水系統設計標準低下，僅抵御1年1遇暴雨。

相比之下，歐洲、美國、加拿大和澳大利亞等地通過雙排水系統，可以較好地解決城市排水與內澇問題，其常見降雨的城市小排水系統(管道排水系統)的設計標準一般為2～10年一遇，以5年最為常見。以解決內澇為目標的大排水系統設計標準一般為50～100年一遇，以100年最為常見。

(2)排水設施運行管理不健全導致排水不暢。

排水系統在建成后，仍然需要得到足夠的重視與維護管理[10]。有些排水設施原本擁有足夠強的排水能力，但由于后期維護管理不善，從而形成了城市局部性內澇。以鎖金村片區為例，由于排水設施的管理維護不善而導致內澇主要由兩種情況。第一種是河道行洪斷面變更。紫金山腳一條排洪溝，其行洪斷面隨著城市建設，被部分填埋，行洪斷面的縮窄，溝渠變淺，導致排水能力大大減弱，禁不起暴雨的考驗，致使板倉村小區內澇。第二種是排水管道堵塞。由于紫金山山洪中含有的大量樹葉、泥土，極易對排水管道造成堵塞。再加上部分居民的不文明行為，垃圾的隨意傾倒，也加重了管道負擔，當未能得到及時清淤時，暴雨侵襲，管道卻不暢，排水路徑受阻，內澇隨之形成[11]。

3.3.3 末端

解放前，南京城內水網密布，城塘相依，1950年代市區仍有大小湖泊、水塘300余個，對蓄積雨水和補充地下水起到巨大作用。到1990年代末只剩下幾個公園中的湖泊, 眾多的池塘、小湖全部填為不滲水地面[12]。被填埋的河流20條，全長超過15 km，池塘被填埋的更是不計其數。上新河、清溪河、進香河、紫金山溝、九華山溝和城南的內秦淮河北段等均被填埋或覆蓋，就連一些行洪河道，如鼓樓的內金川河等也被填掉修路、蓋樓或建綠地。

被填埋前的敞口河道，收水迅速，通過水網體系將雨水帶出主城。然而近年來伴隨著城市化的快速發展，城市擴張使得原本具有自然蓄水調洪錯峰功能的洼塘、湖泊、河流、水庫等被人為地填埋覆蓋或是遭到污染破壞，降低了城市對雨水的調蓄分流功能，同時打破了原有的城市自然排水系統。

鎖金村片區的天然調蓄水體主要是紫金山溝，匯水范圍東至紫金山水庫到蔣王廟一線，經板倉街北緣至鎖金六村，匯水面積300 ha左右，經情侶園匯至玄武湖。然而近年來流經居民小區和單位的污水溝已有部分被覆蓋，地表水面率的減少，導致其對雨水調蓄能力不足，成為了鎖金村片區內澇形成的重要原因之一。

4 結束語

本次調查選取南京紫金山周邊典型易澇點——鎖金村片區，從自然因素、城市規劃以及排水設施系統三個方面，調查分析地塊發生山洪內澇的情況及現有問題，總結了城市發展用地選址、用地權屬變更、建筑和道路布局、城市排水系統等方面對內澇形成的影響。筆者認為，在未來的治理過程中，需要通過改善城市蓄水、排水、滯水系統，建設綠色屋頂，鋪設滲水磚，安置雨洪公園，治理河道等多方面提升，才能有效改善城市內澇情況。

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