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城市内涝成因及其防治对策

2013-09-05

中国建设信息化 2013年17期
关键词:内涝系统建设

城市是现代生产要素和非农人口高度聚集的空间组织形态,是高度人工化的生态系统,城市的意义在于其因高度聚集和高效运行而带来的集聚和辐射效应,近年,随着近年中国城镇化和工业化的高速发展,城市的集聚度越来越高,空间扩张不断加剧,这一过程越来越必然地带来各种城市风险的集聚和爆发,城市内涝即是诸多城市生态风险中对城市运行破坏较为直接和严重的一种。

一、城市内涝的基本涵义成因

城市内涝可以界定为短时间强降水或连续性降水超过城市排水能力造成城市大面积积水灾害从而影响正常的城市运行。内涝的主要表现为降雨强度大,范围集中,强降雨可能形成积水,连续降雨时间比较长也有可能形成积水。

内涝的发生主要有三方面的因素,其一是城市的生态本地条件因素,其二是城市建设缺陷本身的因素,其三是城市管理和生活习惯等方面的因素。不同的城市其内涝的主要影响因素可能有所差异。

1.城市生态环境因素造成的城市生态内涝

城市地貌条件、植被条件和降水气候特征是城市内涝的主要生态成因。首先,从地貌条件看,选址在地势比较高、山区坡地的城市不容易形成积水,而城市范围内地势比较低洼的地区,容易形成内涝,因此城市建设用地选择什么样的地形地貌非常重要,如果选择在低洼地或是滞洪区,形成内涝的的可能性就相对较大;从植被条件看,城市森林覆盖率较高、建成区绿地覆盖率较高、生态绿地比例较高的城市由于其蓄洪能力较强而不易发生城市内涝,而城环所建设用地比例过大生态用地比例偏低的城市其发生内涝的风险较大;从降水气候特征看,降水时空分布不均衡特征突出(降雨过度集中在个别月份)的气候区,其城市内涝形成的风险较大,另外,城市高强度建设带来的雨岛效应也会加强降水的时空分别不均衡特征,由于尾气排放过多,导致空气中粉尘,颗粒物较多,容易产生凝结核,产生降水。以上三方面的生态因素,还会相互影响,甚至形成叠加效应,造成个别城市生态内涝频发。

2.城市建设缺陷和缺失造成的城市设施内涝

首先从城市规划角度看,城市规划中更多注重建设用地开发、生态用地预留不足、缺乏对人工生态系统和自然生态系统的连通、水系完整性、土壤通透性受阻等,都会造成城市抗内涝能力先天不足,另外,城市规划的竖向结构规划不合理也是造成内涝的重要隐患,建设用地、城市绿地、水系的等高线落差以及各大类用地内部的等高线落差不合理都会造成城市具备积水内涝。特别是处于快速城市化时期的中国城市规划,存在一定程度的不合理性和随意性,建设项目违背规划强占生态用地或管网基础设施用地的现象也会影响到对城市内涝的规划规避。

从城市建设角度看,我国城市排水系统普遍存在标准低、设计方法落后、系统性差等问题,与一些发达国家的城市存在差距;另一方面,我国排涝标准各城市差异较大,在排水系统和防洪系统之间存在盲区,不完整的城市排涝系统也导致很多城市在大雨时造成内涝。根据我国《室外排水设计规范》,整体一般选用0.5~3年一遇标准,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重内涝的地区,一般选用3~5年,而发达国家城市一般只规定最低限制,而不是区间标准,最低限为5年或10年。在城市基础设施建设中,我国多数城市选用最低限规划建设,即按照半年或一年一遇的暴雨强度来设计,而欧美、日本等国的城市管网建设标准由于只给出了最低限,财政投入能力较强的城市可以建设更高标准的排水设施系统。另外,中国城市排水工程和设施的基础数据档案制度没有建立,信息公开和共享程度低,也都导致了排水基础设施的利用效率低和建设部配套等问题。

很多城市由于城市建设投入跟不上城市扩张的速度,城市地面设施建设先行,而城市地下管网建设滞后,或老城区改造跟不上新区建设速度,排水管网欠账较多,管道老化,排水标准比较低,排水设施就不健全等,都会形成“木桶效应”,造成全市的排水能力整体不足。另外,城市建设的理念滞后也是城市内涝形成的一个重要原因,很多大城市大面积硬化路面,如柏油路、水泥路面,造成降雨时水渗透性不好,景观绿地替代生态绿地,都容易形成局部路面的积水。

另外,由于城市河道过度追求大水面、高水位,闸坝增加, 内水外排不畅,河道和城市排水系统的高程衔接问题突出,造成潮水顶托:也是城市建设弊病造成内涝的重要原因之一。

3.市政管理不力与市民不文明行为造成的城市人为内涝

城市市政管网管理不力造成管网完好率低,设施不配套等会导致城市排水能力不达标。另外部分城市市民将垃圾倾入排水管网, 造成管网的人为堵塞。也会导致排水管道堵塞,影响城市强降水期间的市政排水能力。

二、城市内涝危害

城市内涝危害众多,首先城市内涝会对交通安全造成极大影响,主要表现为严重的交通拥堵,交通工具损害以及由此带来的生命财产损失,另外,交通瘫痪也会对城市产业的正常运转造成影响,特别是会给物流行业带来巨大损失。

其次城市内涝会造成严重的直接经济损失,包括房屋地基因积水而造成的损坏、财产因进水而造成的损失、施工场地停工而造成的损失等等。

再次城市内涝会对城市生态环境造成很大的负面影响,会导致合流制溢流污染,还会因长时间浸泡垃圾等产生空气污染,并污染周边水体。

城市内涝会在短时间内给城市带来较大的排水压力,当大量径流沿河道输送至下游时,会严重影响下游城市的行洪,给下游城市带来严重的排水压力。城市内涝对周边生态系统的破坏也是极其严重的,城市本身处在一个生态环境极为脆弱的体系之中,长期的淹水条件会对动植物生长造成很严重的影响。

三、城市内涝的治理对策

1.要制订并严格执行城乡一体的空间规划

首先,我国的城乡规划尚未实现城乡真正的一体化。虽然2008年我国发布实施了《城乡规划法》,但在长期以来形成的城乡二元结构和二元财政体制未实现根本改变的状况下,城乡基础设施水平、环境保护与生态建设能力仍然存在显著的城乡差别,难以实现城乡基础设施城乡一体化的规划和建设;同时,城市规划应注重时序的连续性,对于已经确立的规划,法律约束要严格,我国目前城市的基础设施规划,存在一定程度的不合理性和较大随意性,修编和改动频繁,这也是造成城市基础设施减少缺陷或缺失的重要原因,需要通过体制创新来加以纠正;第三,城市是由众多功能板块组成的,其发展应统筹兼顾,同时,不同城市应有不同的发展模式,其规划、管理应符合自身的定位。城市的规划建设要随经济发展、人口结构变动而调整,如纽约、伦敦、东京、新加坡、悉尼等世界性大城市,都随着城市规模的扩张和城市功能的不断升级而制定新的城市发展战略,避免了规划之后与减少发展而带来的基础设施支撑力不足的问题。

2.要完善城市排水系统,加强排涝系统建设

首先要通过改造排水系统提高排水能力,提高城市应对内涝的能力,同时,可借鉴日本东京和新加坡城的经验,高标准建设城市排涝工程系统(大排水系统),即采用工程措施和非工程措施解决城市局部极端暴雨在短时间内超过雨水管网设计排出能力,但没有超过城市防洪系统最大负载时的雨涝排出问题。大排水系统系统由城市内河、湖、水面、道路和调节设施组成,以生态开发模式建设,即以生态系统为基础、从径流源头开始管理暴雨,利用绿色屋顶、植草沟、雨水桶等措施,采用渗入、蒸发、滞留等方式减少径流排水量。大排水系统可以建立防洪流量调蓄水库,通过调节控制雨水径流,减少下游管网渠系统高峰时段的排水流量,从而实现防洪蓄涝。另外,城市排涝系统建设还要充分发挥通透土地的蓄水排涝功能,最大限度减少城市硬化地面,最大面积保留渗水、透水地面和生态用地,并使之与河湖渠系相互连通,形成自然排涝系统。

3.要加强城市排涝管理和机制建设

首先,要加强城市排涝的信息化建设,排水管网作为基本公共设施,排水管网的建设方案、标准要制度化和公开化,对城市排水系统要进行状态评估和能力评估,对管网基础设施进行普查,完善基础信息,改变信息部门化、和条块分割现象,实现排水管网的规划和建设的系统性和空间连续性。

第二,在加强信息管理的同时,还要从管理角度加强改善排涝能力建设,比如城市防洪防涝应急系统、预警系统,管理机构的人员配备等;还要加强城市内涝治理的民众宣传,城市外来人口多,要有对不同人群的宣传、教育、信息发布等服务。市、区、县、街道、社区应该有一个完整的应对体系,进行巡视,告知防水设施提前准备,包括一些地沟渠要临时开放。对停车场,重点交通结点,人员流动比较密集的地区,要专门配备人员进行指导监控。

第三,要加强政府施政管理相关部门之间的协作,首先是国土部门,要在土地利用规划中为排水排涝基础设施建设预留城市建设用地,第二是城市规划部门,要超前规划城市的排水排涝基础设施支撑能力,第三是城市建设管理部门,涉及到各区县、社区和开发商,要全面落实规划中的基础设施建设,第四个环节就是市政管理部门,要做好基础设施的管理、养护、利用等工作。

7月2日,甘肃省政府办公厅发布《甘肃省特色农产品冷链物流体系建设实施方案》,甘肃将推进特色农产品冷链物流发展,实现冷链仓储静态库容3年翻一番,到2020年,全省新增各类冷链仓储静态库容500万吨,总量达到1000万吨。除此之外,甘肃还将培育冷链物流龙头企业50个,新增冷藏车辆1000台;在农产品集散地,建设一批冷库库容2000吨以上的集散和收储中心;在牛羊主产区,建设一批低温加工仓储设施;在农产品田间地头,建设以1000吨左右小型冷库为主的气调库等。

链接

国际经验:如何排水

东京:拥有全世界最知名的排水系统。下水道系统以合流制管道系统为主,包括管渠、抽水泵站和污水处理场。其污水管,雨水管和合流管的总长度超过1.5万公里,用于管道清扫和维护管理的检查井超过47万个,平均每33米就有一个。

布拉格:配备了一种新型的防洪系统,许多可移动的铝合金防汛板构成这一系统的主体,在平时,这些防汛板被放置在某些区域,在洪水来临时,只需要一天时间这些防汛板就能围绕布拉格建立一道坚固的防线,构建足以保护全城的防汛城墙。

汉堡:将雨水的传输储存与城市景观建设和环境改善融为一体,既有效地利用了雨水资源、减轻了水处理厂对雨水处理的压力,又有效地改善了城市景观。汉堡建有容量很大的地下调蓄库,洪水期可以发挥很强的调度水量作用既保证汛期排水通畅,又实现了雨水的合理利用。

巴黎:下水道系统历经数百年的传承和完善,目前总长达2347公里,远远超出了其地铁系统规模。除规模瞩目外,其设计和管理也极为周到。城区下水道均建于地面以下50米,纵横交错,密如蛛网;管道设计采用多功能设计理念。

鹿特丹:开创了其独有的“水广场”防涝及雨水利用系统。水广场顺地势而建,由形状、大小和高度各不相同的水池组成,水池间有渠相连。平时是市民娱乐体闲的广场;暴雨来临,就变成一个防涝系统。这些地方平时为公用设施,大雨到来时就变成储水空间。

佛罗里达州:制定了《雨水利用条例》,条例规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平,所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。以芝加哥为代表,美国鼓励兴建地下隧道蓄水系统,以解决城市防洪和雨水利用问题。

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