從武漢洪澇災害談城市防洪機制

袁紫薇（廣東仲元中學，廣東廣州511400）

從武漢洪澇災害談城市防洪機制

袁紫薇（廣東仲元中學，廣東廣州511400）

近年來，我國多個大中城市頻繁遭遇洪澇災害，造成了巨大的人員傷亡和財產損失。其中，對于多數城市而言，內澇是主要原因，城市內澇已成為我國城市化發(fā)展過程中涌現出的突出負面問題。然，在治理意識逐漸覺醒的過程中，大量的投入卻得不到應有的產出。本文將結合武漢的具體實例，從技術角度探討解決城市內澇問題的思路，并大膽提出量化城市排澇能力、建設“下沉式城市公園”的設計理念

城市內澇；納水；排澇能力；排澇標準；下沉式城市公園

1 洪澇災害

1.1 什么是城市內澇

城市內澇是指由于強降雨超過城市排水能力致使城市內產生積水災害的現象。

今年武漢發(fā)生的災害主要受強降雨影響，根據湖北省氣象局公布的數據，武漢市6月30日20時至7月6日15時累計降雨量達574.1mm，突破1991年7月5日至11日7天內降下542.8mm的記錄。6月1日至7月6日15時，武漢降水量達932.6mm，比1998年水災時6月至8月的總降水量還多出了64.6mm，突破了武漢自有氣象記錄以來的周持續(xù)性降水量最大值。因此，此次災害的損失多因城市內澇。

1.2 城市內澇的危害

截至7月6日12時，暴雨災害造成武漢市12個區(qū)75.7萬人受災。共轉移安置災民167897人次，有80207名群眾處于轉移安置狀態(tài)。全市布設安置點68個。農作物受損97404hm2，其中絕收32160hm2。倒塌房屋2357戶5848間，嚴重損壞房屋370戶982間，一般性房屋損壞130戶393間。直接經濟損失22.65億元。因災死亡14人，失蹤1人［1］。武漢市的受災情況只是全國災情的一面鏡子，城市內澇給人民的生產生活造成極大的損失，解決城市內澇問題迫在眉睫。

2 城市內澇形成原因

2.1 強降雨的來臨

降水強度，又稱雨強，指單位時間內（分別為12h或24h）內的降水面積量。

7月5日，武漢市12h內降雨量就達188.7mm，屬特大暴雨，短時間內的特大降雨量聚集在城區(qū)，造成極大排水壓力，城市低洼地瞬間形成“城市海洋”，癱瘓了城市功能的正常運作。

2.2 排澇能力不足

排澇能力主要體現在納水系統和排水系統是否完善、納水能力和排水能力是否與降雨量匹配［2］。

2.2.1 納水系統的破壞

近年來，武漢為擴張城市建設，大面積地填湖造地。天然的納水系統遭到破壞。建成后的低洼地，也往往成為城市內澇中積水最嚴重地區(qū)。官方公布的數據顯示，武漢城區(qū)的湖泊從建國初的127個，已經銳減到38個，平均每兩年消失3個湖泊。單從1987年至2013年的26年間，武漢市湖泊總面積減少約32.3%，城市納水能力急劇減小，如圖1。

此外，城鎮(zhèn)化建設導致城市地面硬化率逐年提高，可滲水地面逐漸減少，使得地表徑流增加，降低了城市納水能力。數據顯示，2010年武漢市城區(qū)面積1615.14km2，在市區(qū)核心區(qū)684km2內地面硬化率達90%以上（山、水除外），核心區(qū)外930km2地面硬化率達70%［3］。

沙湖是武漢湖泊填埋的縮影之一（見圖2）。

圖1

圖2

2.2.2 排水系統的排水標準偏低

早期的排水系統設計標準基本上是參照蘇聯標準，對中國所在區(qū)域的降水量、城市發(fā)展預期是不足的，排水設計標準偏低。隨著城市化進程快速擴張，排水能力不足的矛盾凸顯出來。在城市建設過程中征收的城市市政建設費用，更多地用于市政道路、管線的幾何疊加，較少用于排水系統的全面升級方面。最近幾年，武漢作為新興城市快速發(fā)展，尤以大型交通工程為主，甚至出現5000多個工地同時開工的景象［4］。

基于以上原因，城市的納水能力與排水能力都呈現出減少趨勢，導致城市綜合排澇能力降低。

3 城市防洪機制的完善

近二十年以來，武漢幾乎是逢“雨”必淹，簡單地歸因于暴雨、特大暴雨難免具有“掩耳盜鈴”之嫌，掩百姓之耳盜政績之鈴。完善城市防洪機制應從管理與設施建設兩方面著手，軟件、硬件一起抓。

3.1 城市防洪預警的完善

作為城市防洪機制的重要組成部分，各地方政府均制定了城市防洪應急預案，對預警、搶險、信息管理、疏散、責任界定等措施都做了明確的規(guī)定。但各市應急預案的可操作性、實際成效值得進一步探討。

以預警為例，現在的暴雨預警簡單地依賴氣象預報，根據預期雨量與風力確定黃色、紅色警告級別。問題在于同樣的雨量，在這個城市會造成內澇，在那個城市不會造成內澇，即便同一個城市的各個行政區(qū)域，其排澇能力也不同。這種預警缺乏針對性，本質上仍是“惰政”行為。預警應把重點放在評估預期雨量與排澇能力是否匹配上，從而對內澇程度作出初步判斷，作出提前預警。以武漢為例，初步梳理出各區(qū)域主要內澇點，同時設置幾個關鍵數據觀測點，記錄每次降雨量與積水量，基本能建立積水量與降雨量的數學邏輯關系，同時找到內澇臨界點，詳見積水量（縱軸）與降雨量（橫軸）模型示意圖3。

圖3

由于特定區(qū)域的排澇能力基本穩(wěn)定（定期清理排水管道），當統計數據足夠時，通過數學統計理論不斷修正后的曲線趨于穩(wěn)定，即可作為內澇預警的應用模型，據此作出的預警應該具有足夠的精度，如此預警更具現實意義。

3.2 城市排澇設施的強化

應急預案固然重要，但其核心仍在于處理意外情況。強化排澇能力，首先要還清過去欠下的舊賬。將這筆舊賬量化作為工作標準，更具目標導向，成效評定也變得簡單易行。以下仍以武漢市為例，提出強化排澇設施的一些設想。

3.2.1 增加向長江排水的機械排水泵站

武漢緊鄰長江，通過長期努力，基本解決長江水淹的問題，城市內澇是當前的主要矛盾。在現有泵站基礎上，合理規(guī)劃新建機械式提升泵站，暴雨來臨時，把城市積水通過泵站強排進入長江。根據現實條件，盡量多設置提升泵站，一般險情可輪流使用泵站，特大險情確保所有泵站滿負荷運轉。

3.2.2 建設“下沉式城市花園”

要全面改善城市排水系統，提升城市排澇能力，面臨以下現實困難：

成本高：如果要全面升級城市排水系統，則一次投資額較大，這里涉及財政預算、拆遷、設備更新等問題，時間成本也比較高，對城市日常運轉影響大。

用地緊張：在升級城市排水系統時，必然涉及污水處理站、泵站、綜合管線用地等配套設施用地，在寸土寸金的中心城區(qū)，要解決這些問題并非能一蹴而就，土地問題較難解決，行政協調難度大。

費效比［5］高：全面升級城市排水系統相當于再造城市排水系統，由于涉及原管線系統的拆除，其造價甚至超過新建城市的排水系統，而排水效果未經檢驗，其效率偏低。

正因為如此，量化城市既有排澇能力，檢視目前排水、納水系統，準確識別系統薄弱點，并采取針對性改善、強化措施，就顯得事半功倍。前文提到，武漢內澇的一個重要原因就是湖泊面積急劇縮小，導致城市納水能力降低，從而出現內澇。如果城市納水能力得以恢復甚至提高，則暴雨來臨時，快速有效的納水系統可為城市贏得足夠的排水時間，這就是武漢湖泊正在發(fā)揮的重要作用。

建設“下沉式城市公園”可起到湖泊的納水作用，具體做法為：選取適當的現有公園進行改造，通過取土降低公園標高至路面以下3～4m，通過綠化種植、景觀再造形成下沉式城市公園，類似于圖4。

圖4

下沉式城市公園有別于現有的集雨園及雨水花園：集雨園主要是為解決旱災；而下沉式城市公園主要是為解決水災。集水園和雨水花園的核心是植物；而下沉式城市公園本質上屬于暴雨納水池，并不屬于生物滯納池。作為海綿城市在武漢的具體應用，“下沉式”城市公園的獨創(chuàng)性在于結合武漢的實際情況，提倡在現有公園內建造大型的臨時納水系統，同時兼顧其他城市功能。建造下沉式城市公園具有以下優(yōu)點：

（1）夏季暴雨險情時，作為臨時納水場所，極大提高城市綜合納水能力，緩解排水壓力；該公園蓄水可在險情過后再做二次處理，對解決城市內澇問題，起到湖泊蓄水作用。

（2）平時仍發(fā)揮公園的正常功能，未降低城市綠化面積、市民活動場所，對城市舒適性、宜居性不構成負面影響。如果妥善設計，甚至可再造城市新景觀（如濕地公園）；由于集中作業(yè)、封閉施工，施工期間對城市影響降到最低。

（3）建設下沉式城市公園只涉及周邊管道改造升級；原有公園均為綠化用地，不存在土地、拆遷、管道保護等問題，協調難度小。因為較有針對性地解決了納水問題，相對成本低，效果直接、可量化，費效比合理。同時下沉式城市公園收集的蓄水主要為雨水，通過適當凈化后，可作為再生水資源二次利用。

下沉式城市公園的具體做法：如前述，1987～2013年武漢湖泊面積由370.97km2縮減至264.73km2，總共縮小了106.24km2，假定縮小湖面的平均深度為2m（填湖區(qū)域一般較淺）。第一步以恢復20世紀武漢蓄水容量為目標：假設公園可建深度為3m，蓄水面積為s，則蓄水容量v＝s·h=3s=106.24×2，所以s＝106.24×2/3＝70.83km2。

因此再造幾個下沉式城市公園，接近兩個東湖的面積，基本恢復武漢市1987年城市納水能力，有關部門可根據更準確數據進一步論證并試點。

4 結語

中國城市化發(fā)展到今天，城市洪澇災害已成為不能承受之痛。從技術角度去看，各城市洪澇災害的原因各有不同，有降水導致的內澇，也有客流或本地洪水導致的淹城，更有排水系統不暢導致的梗塞。因此完善各城市防洪機制也必須因地制宜、對癥下藥，否則投入大收效微，事倍功半。本文以武漢為例，初步分析了武漢內澇的主要原因，在防洪機制的完善方面提出了個人的一些想法，包括量化城市排澇能力、增加內澇預警報告，更大膽提出“下沉式城市公園”解決大型成熟城市的內澇問題，可作為海綿城市的具體應用探討。鑒于本人的信息有限，專業(yè)知識不足，個人一些想法難免存在主觀與謬誤之處，有待專業(yè)權威勘誤。

［1］百度百科2016年武漢洪澇災害.

［2］城市防洪規(guī)劃與研究.

［3］淺談武漢排水系統現狀及其改善措施.

［4］投入費用和產出效益的比值.

［5］伊學農.城市防洪規(guī)劃設計.

［6］黃兆平，肖建忠，劉冰.雨水花園賞析.

［7］俞孔堅.海綿城市理論與實踐.

［8］淺談武漢排水現狀及其改善措施.

［9］武漢告急的背后：衛(wèi)星圖揭示驚心動魄的湖泊填埋過程.

TU998.4

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2095-2066（2016）30-0084-03

2016-10-10