大中型海绵城市内涝防治策略研究

蒋嘉慧

(广东鼎绿建筑科技有限公司，广州 510000)

0 引 言

我国城市大多存在旱涝并存且内涝频发的灾害隐患。城市内涝灾害的发生并不只是单纯意义上的被雨水所淹没，其本质为城市日益增加的扩建与落后的排水系统不相匹配的直接结果，城市内涝的发生是城市发展阻碍了良性水文循环的直观结果。城市治水问题是国内外重点关注的问题，对此的研究集中表现为城市雨洪管理。目前，关于内涝现象的研究出现了新的研究热点，即内涝防治。我国关于此方面的研究最早始于2000年，根据知网系统相关论文数据统计显示，2021年，我国以内涝防治为主题的论文数目出现最高值。内涝灾害的发生在产生人员伤害的同时也给城市和国家发展带来了巨大的经济损失。

基于内涝现象对国家和社会发展带来的不良影响，我国采取了不同的应对措施，海绵城市由此提出。其可帮助城市恢复自身调节能力，城市的海绵体是存在的，但由于城市后期的不合理建设和规划，致使其海绵体消失。海绵城市是指应树立建设规划观念，避免城市海绵体的消失，保护城市的自身调节能力。

1 城市内涝治理存在的问题

城市原有的水文循环因雨水管道的设计而被打破，城市的径流排放量日益增加，传统排水管单位面积空间中的雨水量增大，直接导致了排水管暴雨负荷的增加，严重影响了雨水水质。排水管道中的雨水流速较地表流速有所增加，直接导致雨水中的污染物无法在排水管中自然沉淀，进一步加大了对受纳水体的污染。

1.1 系统改造难度大、花费高

我国雨水排放标准相对较低，在低排放标准之下城市排水管道的堵塞现象十分明显。据相关调查数据结果表明，广州超过80%以上的雨水管道中存有不同程度沉积物堆积，50%以上的雨水管道中沉积物厚度超出管道直径的10%，部分雨水管道中沉积物的厚度甚至超出管道直径的65%，沉积物在雨水管道中的堆积极大地影响了城市排水系统的正常功能。

我国城市管道系统一般设计于地表以下，且多集中于城市的老城区。老城区的建筑密度相对较高，在改动城市管道系统时改造难度较大，需耗费的资金也较高，且改造活动会影响老城区的交通和日常生活。高密度的建筑使得城市地下管道的扩容工程受到极大的限制，对于城市建设较为集中的区域来说，在短时间内提高管道的排水标准以降低城市内涝灾害的风险面临着巨大的时间、空间及经济阻碍。

1.2 部门管理不协调，存在技术衔接问题

我国在城市雨洪问题管理方面各部门之间的协调存有较大漏洞，并没有做到积极沟通和合作，直接导致城市雨洪管理无法落实，这进一步加剧了城市环境的恶化。为了保护城市环境，城市排水系统与雨水系统应相互协调、合作，但各部门管理相对较为分散，只注重于对眼前系统的规划，而没有加入对长远系统的思考。对于城市的改建和扩建，政府的关注点往往集中于地上，对于地下民生设施的设计不全面。

我国城市发展速度日益加快，但对于地下排水管道系统的设计和规划相对滞后。城市排水管道系统大多采用合流制，雨水管道与污水管道相互错接，较低的排水管道设计标准无法满足城市正常的排水需求。城市排水管道缺乏及时的维修，过多的沉积物阻碍了雨水和污水的排出。城市排洪管道与排水系统的衔接问题日益突出，各类管道问题层出不穷，严重影响了城市的排水系统。

1.3 地下设施规划基础资料不足

以上海为例，自20世纪70年代以来，路网建设成为城市建设重点，但也增加了城市地下空间的复杂性。政府和公众对于城市地下空间的建设状况无法做出明确的判断。城市的地下设施包括雨水系统、污水系统、自来水系统、通信系统等。就城市排水管网系统而言，其排水管网长度约为4000km，城市建设规划与实际建设之间不匹配，直接导致了城市地下城图谱无法绘制。据不完全数据显示，我国超出70%的城市缺乏相应的基础性城建档案资料，进一步加大了我国城市地下排水系统的改造难度。

2 传统排水系统建设存在的问题

2.1 各部门间管理体系滞后，合作不畅

城市建设过程中，建设部门之间不合作、不沟通，严重影响了城市整体规划的协调性，这是我国城市内涝灾害风险存在的关键原因。

城市规划建设中对水资源管理较为分散，这在一定程度上限制了对水资源的充分利用。承担城市雨洪管理的责任部门诸多，但各部门之间缺乏应有的沟通和合作，限制了雨水调蓄的技术衔接。

雨洪管理系统是一个较为复杂的系统，该系统下设多个子系统，但各大子系统之间缺乏协调合作。负责我国城市防洪管理的部门主要为水利部门，市政部门则主要负责城市排涝工作，城建部门负责对城市水空间的规划和设计，园林部门负责城市景观的设计，环保部门负责城市环境和生态系统保护，而这些部门的工作相互独立，衔接不畅。

2.2 技术方面受限

城市建设对土地的利用模式较为单一，这是造成城市硬化面积过大的主要原因，直接导致了城市雨水径流系数增大。城市建设只加入了对灰色基础设施的构建，而没有加入对绿色基础设施的思考，各专业技术交流缺乏，在一定程度上破坏了城市水文循环。城市内涝现象频发，因此城市建设采用了不同的调蓄设施规划，但各大设施的设计相对独立，无法实现多目标控制，只能实现对局部雨水流量过大的控制。仅靠改造管网无法解决城市雨洪问题，城市建设者未恢复城市自然系统，只采取了开放各类废水渠道的措施，这在一定程度上缓解了城市内涝现象，但仅仅是将地下设施转变为地上设施，无法从本质上解决城市内涝灾害。城市建设中，各部门的管理会在不同程度上影响城市自然水循环系统，建设海绵城市必须建立在城市建设各部门的合作管理基础之上。

2.3 绿色基础设施建设不完善

现代城市雨洪管理模式多为对雨水和污水的转移，其管理模式的落后决定了城市雨洪问题的频发，被转移的雨水和污水并没有得到有效处理。传统城市建设模式下，管理理念以“快排”为主，城市排水基础设施多为灰色排水基础设施，雨水基础设施的不合理及居民对于水资源的不充分利用是造成城市内涝灾害风险的一大原因。除此之外，城市中的绿地并没有发挥其调蓄雨洪的能力，城市中的绿地仅发挥了其维持植物健康生长的作用，尽管不少公园绿地中设有造景水体，但这类设施并没有实现对雨水的充分利用，无法为城市的排水系统增添动力。

3 海绵城市雨洪管理的优化策略

我国城市排水管网系统的设计多为灰色基础设施，在这种排水系统下，城市绿地对于缓解城市内涝灾害所发挥的作用相对较小。但一定规模的绿地可在较高程度上减少地表径流的产生，可将绿地作为有效调蓄径流的一个关键因素，在一定程度上缓解城市面临的雨洪压力。下垫面的变化直接造成了地表径流的增加，最终导致城市内涝。与城市的其他组成要素相比，绿地对应的径流系数低，绿地规模越大，径流量将越低，可在有效缓解城市内涝风险的同时改善城市的水文循环。

3.1 加强系统的弹性控制

与其他管理模式不同，城市雨洪管理并不是一个静态过程。海绵城市的构建不是一个孤立的过程，在构建海绵城市的过程中应加大对建设尺度的考量，提高系统的弹性控制，如水量分散、弹性排水。为了从实质上解决城市内涝灾害，必须保证对风险区域内部雨水的及时转移。现代城市的排水管理系统主要是将收集到的雨水通过市政管道汇入河流，当城市的雨水量过大时，城市河道的水量将会暴增，这加大了城市发生内涝灾害的可能性。设计富含弹性控制的排水管理系统，可在有效保留城市水流系统的同时保证城市在应对暴雨时实现阶梯式排水，最大程度地分散地表径流，避免雨水过多同时集中。

雨水是造成城市内涝的主要原因之一，可从以下几方面入手有效防治城市内涝灾害。城市建设过程中，应加大对减少径流量的思考，增大雨水地下渗透，从延缓雨水排放速度及延长雨水排放路径长度方面进行优化，构建专设的雨水接收网络。

3.2 明确海绵城市建设空间控制要求

科学的内涝防治策略应从内涝灾害风险的源头出发，综合城市的各个层面，加强对城市雨洪的管理与控制。海绵城市的构建，应加大对流域层面、城市层面及场地层面的考量。应对宏观流域做出清晰的界限划分，明确不容破坏的生态保护界限，维持城市的良性循环，促进城市自然系统发挥其生态功能。应加强城市各部门之间的管理与合作，实现宏观区域的总体规划与设计。应对宏观层面的规划进行进一步的细化，即中观规划，根据不同区域的自然情况设计不同的生态保护目标，以实现城市雨洪管理的总目标。政府应加大对城市雨水排放系统的管理与设计，在传统的灰色基础设施中加入对绿色基础设施的构建，创造与城市绿地系统相匹配的新型城市排水系统。应根据宏观规划及中观规划设计微观场地和规划。微观规划的任务是保证城市雨洪管理措施的实施，在构建海绵城市时应加大对径流系数较高地区的关注，依据不同区域径流系数的特点，设计不同的雨水设施规划，改变传统的雨水排放政策。

3.3 优化城市聚集区的规划设计

优化城市聚集区的规划设计需考察场地土质的渗透率情况，若场地土质的渗透率不佳，应加强管理和设计，平整的地块能够为雨水下渗起到减缓和延迟的效果。优化规划设计需要从街道层面入手，采用LID(低影响开发)措施，如设施共享，实现对相邻地块的雨洪进行共享形式的管理，打造连续的开放空间。结合LID铺装可渗透的道路和车道、草坪等径流方案，完善雨水渗透的生物滞留地的受纳体系，针对独立的建筑，从多个视角打造地面铺砂石的院落结构，在露天活动区间设计凹草坪，雨水渗水井的一端与屋顶的排水管联通，种植大型树木和有粗壮根系的植物，保持对雨水的储存，从细节入手，优化聚集区的多视角、多层次规划设计。

4 结语

产生城市内涝灾害的原因诸多，不同城市采取的防治措施存有一定的差异。在设计防治策略时，应加入对当地自然实际情况的考量，结合国内外先进的发展模式，利用科学技术构造适合当地自然情况的防治技术。科学合理的城市内涝灾害防治策略必须建立在对海绵城市宏观层面的有效控制基础之上。政府应加大对城市河网水系的管理和改善，加大对城市绿色基础设施的构建，避免城市各大水系之间的孤立，促进城市海绵体骨架的初步形成。政府应加大对地下管网的设计，将地上与地下系统构成一个整体，在提高排水标准的基础上对传统的雨洪管理模式做出改变，利用城市绿地系统与城市排水管网系统之间的有效结合，促进海绵体系统的形成，进一步促进海绵城市的构建。