淺談城市內澇的管理和控制
——以貴陽市為例

(貴州民族大學 貴州 貴陽 550025)

一、現(xiàn)狀

貴州高原山地居多，素有“八山一水一分田”之說。全省地貌可概括分為高原山地、丘陵和盆地三種基本類型，其中92.5%的面積為山地和丘陵。貴陽，地處中國西南，位于貴州中部。氣候溫暖濕潤，屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)。氣溫變化小，冬暖夏涼，氣候宜人，降水較多，雨季明顯，陰天多，日照少，境內各地陰天日數(shù)一般超過150天，常年相對濕度在70%以上。受大氣環(huán)流及地形等影響，貴陽氣候多變，夏季多暴雨，每到暴雨季貴陽各區(qū)都會出現(xiàn)路面積水過深、市區(qū)摸魚、交通堵塞等嚴重影響市民正常生活及財產(chǎn)安全的現(xiàn)象。

經(jīng)核定2018年貴州省因災直接經(jīng)濟損失為42.35億元，其中3月至6月自然災害造成的直接經(jīng)濟損失為76%。2019年7月12日由于一夜暴雨，貴陽市區(qū)中環(huán)路漁安立交二層橋面、人民大道合群路口、湯粑關路進城向蟠桃宮匝道等路段出現(xiàn)積水影響交通；其中，湯粑關路進城向蟠桃宮匝道積水深二十多厘米，五里沖野貓井積水深三四十厘米。

二、內澇原因分析

(一)城市化的快速發(fā)展

降雨發(fā)生后，部分雨水被植物和地面洼地截留，一部分下滲入地面，當降雨強度大于入滲率后，剩下一部分雨水形成地表徑流流入市政雨水管網(wǎng)中。雨量形成的比值稱為徑流系數(shù)。徑流系數(shù)的值應匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面鋪砌情況的不同而異。隨著城市的不斷擴建、城市道路的不斷修建，原生自然景觀逐漸被各種人造景觀所取代，自然綠地減少，不透水路面大幅度增加。由表1可知，各種屋面、混凝土和瀝青路面徑流系數(shù)大，而非鋪砌路面徑流系數(shù)小；地面徑流量隨徑流系數(shù)的增加而增加，徑流峰值變大，達到峰值時間變短，流量超過城市市政排水管網(wǎng)可以承接的最大排水量，使短期內的強降雨無法及時疏通排放。

表1 徑流系數(shù)

(二)市政排水系統(tǒng)老舊

雨果曾經(jīng)說過地下管道是一個城市的良心，排水工程師促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和保障人民正常生活和生命財產(chǎn)安全的重要基礎設施。我國排水事業(yè)已有了長久的發(fā)展，至2009年底，我國污水處理率已達到73%，但與發(fā)達國家相比仍還有一定的距離。我國大多城市的老城區(qū)多采用合流制系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水全部截留后運送到污水處理廠進行處理，隨著城市發(fā)展，污水廠建設和排水管道系統(tǒng)建設出現(xiàn)不配套的問題，暴雨天氣下大量的雨水短時間內匯集在一起不能及時通過排水管網(wǎng)排出，造成城市內澇，同時大量未經(jīng)處理的污水排放進河流中，造成城市水體環(huán)境惡化。貴陽市也存在排水體制脆弱和混亂的問題，污水處理和排水系統(tǒng)建立長期嚴重滯后，這也是每到暴雨季出現(xiàn)內澇災害的原因之一。

(三)立體交叉道路

交通是制約一個城市發(fā)展的因素之一，隨著城市的發(fā)展，全國各地修建的公路、鐵路立交工程逐漸增多。貴州素有“地無三日平”的說法，立體交叉道路在貴陽的應用就屢見不鮮了。坡度大和匯流面積大導致雨水徑流在短時間內匯集至立體交通道路的最低點，極易造成嚴重的積水。貴陽花溪區(qū)中曹司路段下拉槽段正是由于這一原因長在暴雨期出現(xiàn)積水過深的問題，影響交通，造成事故。2016年4月下拉槽段積水達1.5米，5輛小車涉水通行熄火被困，交通中斷。

三、城市內澇防治方法

(一)城市排水管網(wǎng)改造

對于城市排水管網(wǎng)建設不滿足城市發(fā)展需求的可在原先排水管網(wǎng)的基礎上進行改造。使用合流制的城市，可在將原本的合流制體制改為分流制體制，原先的排水系統(tǒng)只收集生活污水及工業(yè)廢水，另外建設一套雨水管網(wǎng)系統(tǒng)收集雨水。為減輕城市污水處理系統(tǒng)的壓力，可將雨水收集后排放至自然水體中。由于初期雨水徑流對路面進行沖刷受到污染，會對城市水體造成污染，可設置截留設施，在雨水強度不大的時候將雨水用過排水管網(wǎng)運送到污水處理廠進行處理，雨水強度大時只將初期徑流運輸?shù)轿鬯幚韽S，而多余的雨水直接排放進自然水體中。

(二)校核排水管網(wǎng)設計

在進行排水管網(wǎng)設計時應根據(jù)內澇防治設計重現(xiàn)期、當?shù)卦信潘O施、調蓄設施、地形、水文條件、降雨歷時及降雨分布情況等來校核設計。經(jīng)濟條件較好，人口密度大、內澇易發(fā)的城市應選取最大的重現(xiàn)期，如果校核不符合要求，應調整設計，包括放大管徑、增設滲透設施、建立調蓄池等措施。城市主要干道在大的設計重現(xiàn)期情況下不應該有積水，且非主干道積水不應超過150mm，可以采用BIM技術和GIS技術來建立排水系統(tǒng)建筑信息模型，模擬不同降雨強度下各排水管網(wǎng)的排水能力，若出現(xiàn)路面積水過深的情況則進行設計調整。

(三)立體交叉道路雨水排除

立體交叉道路雨水的排除主要在于減少匯集雨水量和及時排除雨水，在設計時與其余路段相比主要需注意以下幾點：

1.盡量縮小匯水面積，減少設計流量。在匯水面積內可通過其他排水管道排出的就近排出，不能排出的可以通過建立雨水蓄留設施將雨水暫時儲存起來待暴雨期過后再排放。

2.在匯流面積的坡道、引道、匝道、綠地中的適當位置設置雨水口攔截雨水徑流，減少雨水徑流距離過長，出現(xiàn)高水低排的現(xiàn)象，減少雨水徑流匯集量。

3.在對立體交叉道路進行雨水管網(wǎng)設計時設計標準高于一般道路，保障雨水管網(wǎng)雨水排放能力，不影響交通安全。在最低處設置雨水泵，一旦有積水產(chǎn)生則快速通過雨水泵將雨水排到相鄰雨水管網(wǎng)中。

(四)海綿城市建設

低影響開發(fā)代替?zhèn)鹘y(tǒng)開發(fā)，通過海綿城市建設調節(jié)與改善雨水與地表徑流量的關系，延長徑流時間，減少徑流峰值。如圖2所示，在相同雨水強度選，低影響開發(fā)產(chǎn)生的雨水徑流量大大小于傳統(tǒng)開發(fā)，峰值時間也晚于傳統(tǒng)開發(fā)，甚至與開發(fā)前的雨水徑流情況相差不大。海綿城市建設不是在城市原先的排水管網(wǎng)系統(tǒng)上進行改造，而是在原有的排水基礎上增加城市對雨水的容納能力以及利用率。

圖2 各開發(fā)情況徑流流量對比

1.雨水利用

通過雨水利用設施對雨水進行源頭控制，雨水水質好的可通過屋面雨水集蓄系統(tǒng)來進行雨水收集、儲存、就地處理等過程后用于路面沖洗、綠地澆灌、洗車等對水質要求不高的地方。雨水水質較差可通過雨水滲透設施把雨水化為土壤水加以利用，例如屋頂花園、滲透池、埋地滲流管等。對雨水進行利用，不僅解決了城市內澇問題，也降低了自來水的用水量，降低自來水處理成本，保護水環(huán)境。

2.雨水調蓄設施

當降雨超過雨水管渠排放能力時，通過利用濕地、城鎮(zhèn)河湖、溝渠等自然水體和景觀水體、下凹式廣場等作為臨時雨水調蓄設施延緩峰現(xiàn)時間，降低洪峰流量。既降低了排水管網(wǎng)中排水壓力，又緩解了城市內澇災害風險。例如道路兩側綠化帶也可通過下凹式設計使雨水匯集于綠化帶中，暫時將雨水儲蓄起來，等暴雨期過后再排放入雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，保證交通安全。

3.降低路面徑流系數(shù)

從“排”的角度出發(fā)，通過降低硬化路面比例，改善下墊面條件，降低地面徑流系數(shù)，增加雨水滲透量，保證水文循環(huán)穩(wěn)定。盡量避免使用混凝土或瀝青路面，而多使用徑流系數(shù)較小的非鋪砌土路面以及碎石路面，或者根據(jù)城市各部分地形地勢情況合理使用多種覆蓋材料，增加道路的滲透性，從而增強城市的透水能力。

四、結語

要解決貴陽內澇的問題，需要在源頭上進行控制，人類必須從以前的控制自然轉變?yōu)榕c自然和諧共處。利用一系列內澇防治設施來增加利用城市排水能力；利用海綿城市強大的入滲、滯水能力，及時有效地排除多余積水；同時對雨水進行綜合利用，這既解決了城市內澇問題，又解決了水資源不足等生態(tài)問題。