市政道路中的雨洪设施改造措施研究

摘 要：针对城市扩张和气候变化对城市雨洪设施的影响，分析了现有雨洪设施存在的问题，提出了相应的改造措施。通过建设完善的雨洪设施，可提升城市的抗洪能力，构建完整的生态雨洪系统，提高雨洪设施的工程韧性，增强雨洪设施的承灾韧性，以期为市政道路的雨洪设施改造提供了理论支持和实践指导。

关键词：市政道路；道路现状；雨洪设施；改造措施

中图分类号：TU992                                文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2023）12-0092-03

0 引言

随着城市化进程的加速和气候变化的影响，城市雨水洪涝问题日益突出，对城市的生态环境和居民生活质量造成严重影响。市政道路作为城市基础设施的重要组成部分，其规划布局对环境的和谐共生具有重要意义。

城市雨洪设施作为市政道路建设的重要内容，对于城市的防洪和生态建设具有至關重要的作用。然而，现有的雨洪设施往往存在诸多问题，如设施不完善、排水能力不足、生态效益低下等，难以满足城市发展的需求。因此，针对城市扩张和气候变化对城市雨洪设施的影响，开展雨洪设施改造措施研究，对于提升城市的抗洪能力、保障居民生命财产安全、促进城市的可持续发展具有重要意义。

本研究旨在分析城市扩张和气候变化对城市雨洪设施的影响，总结现有雨洪设施存在的问题，提出相应的改造措施。通过建设完善的雨洪设施，提升城市的抗洪能力，构建完整的生态雨洪系统，提高雨洪设施的工程韧性，增强雨洪设施的承灾韧性。本研究为市政道路的雨洪设施改造提供了理论支持和实践指导，对于保障城市安全和可持续发展具有重要意义。

1 市政道路现状

随着城市化进程的加速，市政道路作为城市基础设施的重要组成部分，其规划布局对环境的和谐共生具有重要意义。然而，当前市政道路存在一些问题，给城市的生态环境和居民生活质量造成了一定的影响。

1.1 市政道路的排水系统存在不足

一些道路排水设施老旧、损坏，导致雨水无法及时排出，形成积水，给居民出行带来不便。此外，部分道路排水系统设计不合理，无法满足现有的防洪标准，给城市安全带来隐患。在雨季，一些道路由于排水不畅，导致路面积水严重，给市民的出行和生活带来不便。

1.2 市政道路的绿化景观缺乏整体规划

虽然一些道路进行了绿化景观改造，但多数道路的绿化景观缺乏整体性和连续性，没有形成完整的生态绿化系统。这不仅影响了城市的整体形象，也给居民的生活环境带来了影响。缺乏绿化会导致城市的生态环境恶化，影响居民的健康和生活质量[1]。

1.3 市政道路交通拥堵问题日益突出

随着城市人口的增加和交通流量的增大，部分道路的交通拥堵问题日益严重，给居民的出行带来了一定的不便。交通拥堵会导致时间的浪费和空气污染的增加，给城市的可持续发展带来负面影响。

市政道路还存在一些其他问题，例如，一些道路存在路面损坏、坑洼等问题，给市民的出行带来不便和安全隐患。部分道路的交通标志、标线和信号灯等交通设施不完善，导致交通秩序混乱和交通事故的发生。

2 雨洪设施现阶段存在的问题

2.1 城市扩张对雨洪设施的影响

城市扩张对雨洪设施的影响是一个重要而复杂的问题。随着人口增长和经济发展的推动，城市面积不断扩大，城市化进程对城市的雨洪设施提出了严峻挑战。

2.1.1 城市扩张导致土地用途改变

随着城市的扩大，大量的农田、湿地和水源地被开发和建设，这导致原本可以自然吸收降雨和调节洪水的土地减少。新建建筑物、道路和其他硬化表面增加了雨水径流的量和速度，进一步增加了城市洪水的风险。此外，城市化也导致土地的密集使用，增加了非点源污染物的排放量，对水体质量造成了直接影响。

2.1.2 城市扩张对排水系统提出了挑战

随着城市人口增加和土地利用状况的变化，旧有的雨洪设施往往无法满足城市规模的需要。排水管网的建设与维护成本高昂，需要大量的资金和技术支持。然而，很多城市的雨洪设施建设滞后，无法及时适应城市扩张的需求。这导致了城市内部的积水和内涝问题，并进一步加剧了雨洪灾害的风险。

2.1.3 城市扩张增加了洪水造成的损失

城市扩张会造成人员密集地区、更多的建筑物和基础设施增多。如果这些建筑物和基础设施没有得到妥善的管理和规划，就会增加洪水造成的损失。例如，未经合适规划的建筑会封堵排水系统，导致雨水无法迅速排除。而城市扩张还可能破坏自然的洪水廊道，限制了洪水的退水路线，增加了洪水带来的损失和风险。

2.1.4 城市扩张对雨洪设施管理和规划提出新挑战

城市扩张通常是分散和碎片化的，涉及多个政府部门和单位的参与。这就需要协调各方的努力和资源整合，以确保雨洪设施的规划和管理能够跟上城市发展的步伐。城市化还需要综合考虑水资源供应、水环境保护和生态系统的可持续发展等因素，这使得雨洪设施的规划和管理更具挑战性。

2.2 气候变化对雨洪设施的影响

气候变化对雨洪设施产生深远且复杂的影响。随着全球气候变暖和极端天气事件频发，雨洪事件的频率和强度也在增加。

2.2.1 气候变化导致降雨模式的改变

全球气候变暖引起了大气环流模式的变化，使得降雨分布和强度出现不规则变化。一方面，某些地区可能会经历更多的降雨，导致洪水的风险增加。另一方面，其他地区可能面临更长时间的干旱，降雨的缺乏会削弱洪水设施的有效性。因此，气候变化对雨洪设施的规划与设计提出了新的挑战。

2.2.2 气候变化增加了极端降雨事件的发生概率

由于受到气候变化的影响，极端降雨事件变得更加频繁和强烈。这种情况下，现有的雨洪设施往往无法承受如此巨大的水量和冲击力。排水管道、下水道和水库等基础设施可能会被淹没或超负荷运行，导致洪水的蔓延和扩大。此外，在极端降雨事件中，土地的饱和度也会增加，土壤侵蚀、泥石流和山体滑坡等次生灾害的风险也会增大。

2.2.3 气候变化导致水位上升

随着全球气温的升高，冰川融化加剧，同时海洋温度上升导致海水膨胀，这两个因素共同导致了水位的上升和海平面上升。这种情况下，低洼地区的城市和人口将更容易受到洪水的威胁。已有的雨洪设施可能需要进一步改善和加强，以应对日益严重的洪水威胁。

2.2.4 气候变化引发了长期的不确定性

尽管科学家们对气候变化的趋势有一定程度的了解，但确切预测未来气候变化的幅度和具体形式仍然存在不确定性。这使得雨洪设施的规划和设计更加复杂。

3 雨洪设施改造措施

3.1 构建完整生态雨洪系统

构建完整的生态雨洪系统是改造雨洪设施的一项重要措施。传统的雨洪设施主要依赖人工排水系统，如排水沟、下水道和蓄水池等，但这些设施容易造成水资源浪费、水质污染和洪水风险增加等问题。相比之下，生态雨洪系统更注重通过自然手段来保护水资源、减少洪水风险，并提供生态服务。

3.1.1 在城市规划和设计中融入生态雨洪理念

在新建城市或城市更新项目中，应考虑将生态雨洪系统纳入总体规划和设计。这包括选择适当的土地利用方式，如保留湿地、绿地和河流廊道等自然水体，合理安排建筑物和硬化表面的布局，以减少雨水径流的量和速度[1]。通过合理设置绿色屋顶、雨水花园和蓄水池等生态设施，可实现雨水的收集、储存和净化。

3.1.2 推广雨水的分散管理与利用

传统的雨洪设施往往以集中式的方式处理雨水，集中排放到水体中或进行处理后进入排水系统。而生态雨洪系统强调雨水的分散管理和利用，包括将雨水引导至绿地和湿地等自然滞留区，通过植被和土壤的自然处理来滞留水分和过滤污染物。利用雨水进行灌溉、植被补给和景观用水等，减少对淡水资源的需求。

3.1.3 注重水资源保护与回收利用

生态雨洪系统强调水资源的保护与回收利用。通过采用水保留设施、水循环利用设备和雨水收集系统等措施，将雨水有效地储存和利用，减少对地下水和自来水的依赖。此外，生态雨洪系统还能促进水资源的保护，减少水体污染的风险，提高水质。

3.2 提高雨洪设施的工程韧性

提高雨洪设施的工程韧性是改造雨洪设施的一个重要措施。工程韧性是指系统在遭受压力或冲击时保持功能和稳定性的能力。对于雨洪设施来说，提高其工程韧性有利于更好地应对极端降雨和洪水事件，减少灾害损失并确保设施的可持续发展。

3.2.1 强化抗洪能力和排洪能力

抗洪能力是指雨洪设施抵御洪水冲击的能力。提高雨洪设施的抗洪能力可以采取多种措施，如增加排水管网的容量和流速，确保排洪系统能够及时、有效地将雨水排出[2]。此外，还可以修建泄洪通道、增加河道和河口的横截面，以加强洪水的通道能力，减少洪水的冲击压力。对机电设备进行合理的防湿、防污染等处理，以确保设备的正常运行和长期使用。

3.2.2 提升设施的风险评估和监测能力

通过建立完善的风险评估体系和实时监测系统，可以及时了解设施的运行状况和预警信息，便于更好地做出应对决策。风险评估可以包括对洪水风险、设施状况和环境变化等进行综合评估，为设施的优化和改进提供科学依据。监测系统利用现代技术手段，如遥感、传感器和无人机等，有助于全面监测设施的运行情况，及时发现异常和故障，并进行维修和维护[3]。

3.2.3 采用灵活可调节的设计和管理措施

可以根据具体情况对雨洪设施进行灵活调节和适应性管理。例如，在城市规划和设计中，可以考虑设置可调节的涵洞、闸门和闸坝等结构，以应对不同场景下的洪水风险。在设施管理方面，可以通过灵活运营和调度，根据实时降雨情况和城市排水需求，灵活调整设施的运行模式和参数，使其能够更好地应对突发事件和变化环境[4]。

3.3 强化雨洪设施的承灾韧性

強化雨洪设施的承灾韧性也是改造雨洪设施的一个重要措施。承灾韧性是指系统在面对灾害冲击时能够快速恢复功能并减少损失的能力。对于雨洪设施来说，提高其承灾韧性可有效减少灾害损失，保护人民生命财产安全，并实现可持续发展。

3.3.1 进行多层次风险评估和管理

多层次的风险评估和管理有助于全面了解雨洪设施所面临的风险，制定相应的管理策略。这包括对洪水风险、地质灾害风险、结构安全风险和环境风险等进行评估，并根据评估结果采取相应的措施[5]。建立完善的风险管理体系，包括制定灾害应急预案、加强监测预警系统、强化应急救援能力等，以提高对灾害的预警和响应能力，减少灾害损失。

3.3.2 采用抗震与抗涝设计

强化雨洪设施的抗震设计，有利于确保设施在地震事件中能够保持结构稳定和功能正常。其中包括选择合适的材料和结构形式，充分考虑地震载荷和地基状况，在设施设计过程中加入地震隔离和减震措施。在抗涝设计方面，针对不同场景下的降雨情况，确定设施所需的排水能力和容量，并合理布置设施，以保证排水系统能够高效运行，并减少淹水的风险。

3.3.3 優化材料和结构性能

选择适用的材料和结构形式是提高雨洪设施的承灾韧性的关键。例如，在构造物的设计中使用高强度和耐久性材料，如钢筋混凝土和纤维增强复合材料，以提高设施的耐久性和抗冲击能力。此外，合理配置构造物和设备，增加设施的结构稳定性和抗风能力，以减少因风灾造成的破坏。

3.3.4 加强设施的维护与修复能力

设施的维护与修复能力直接影响其承灾韧性，良好的维护与修复体系有利于及时发现设施的缺陷和损伤，并进行及时的维修和修复。此外，要提供培训和技术支持，提高维修人员的技能水平，使其能够快速、准确地进行设施的维护和修复工作。应优化维修和修复流程，确保设施能够快速恢复功能，并减少灾害造成的持续损失。

4 结束语

市政道路中的雨洪设施改造措施是实现城市水资源保护、洪涝风险管理和生态环境改善的重要举措。通过构建完整的生态雨洪系统，提高设施的工程韧性和承灾韧性，可以有效应对极端降雨和洪水事件，减少洪涝灾害的影响，提高城市的抗灾能力和发展可持续性。但这需要政府、专家和社会各界的共同努力与合作，只有通过多方合作，才能实现雨洪设施改造的目标，保护水资源、减少洪涝灾害，打造更加安全、可持续的城市环境。

参考文献

[1] 刘洁，张翔，龚莉，等.基于成本效益分析的城市雨洪管理设施研究[J].水电站设计，2023，39（2）：101-104.

[2] 盛广耀.系统韧性视角下雄安新区适应性雨洪管理策略[J].中国人口·资源与环境，2023，33（4）：23-33.

[3] 雷运良，邓博，沈伯昭，等.EPC模式下市政道路设计施工BIM应用现状及其发展策略[J].交通工程，2023，23（2）：49-53+60.

[4] 陈娜，向辉，马伯，等.基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势[J].应用生态学报，2022，33（11）：3137-3145.

[5] 万钰涵.市政道路设计现状及改进策略研究[J].江西建材， 2022（4）：303-304+309.

收稿日期：2023-09-01

作者简介：毛梦瑶（1994—），女，江西宜春人，本科，工程师，研究方向：市政道路的规划与建设。