滨水城市内涝对策研究——以澳门内港为例

刘阳　费迎庆

(华侨大学建筑学院　福建厦门　361021)



滨水城市内涝对策研究
——以澳门内港为例

刘阳费迎庆

(华侨大学建筑学院福建厦门361021)

分析了澳门内港水患的成因，并结合国内外经典防治案例，立足“海绵城市”理念，从排涝设施设计和布置、新型防涝系统构建、绿地和其他设施综合利用等方面探讨了我国滨水城市内涝的若干对策和具体措施。

城市防洪；城市排涝；问题成因；措施对策

0　引言

城市，是以非农业产业和非农业人口聚集形成的较大居民点，是人口和财富高度聚集的地方，是一个地区的政治、经济、文化中心，是现代社会经济发展的核心，一旦城市内部发生灾害，损失十分巨大。洪涝灾害是当前我国城市面临的最主要的灾害之一，我国大多数滨水而建的城市均面临洪水淹没和雨后内涝问题。

针对空前严峻的内涝形势以及对传统城市排水系统建设思路的反思，中央出台了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(以下简称《指南》)。与此同时，各城市也正在按要求积极开展《排水防涝综合规划》的编制工作，这一系列的举措将排水防涝以及海绵城市建设提升到一个新的高度[1]，如何提高城市防灾减灾能力和安全保障水平，加强城市排水防涝设施建设，保障人民群众的生命财产安全，是需要极端重视和迫切研究的重要课题。本文通过对澳门内港项目防洪排涝专题的研究，希望为今后我国城市治理过程中提供借鉴和启发。

1　澳门内港项目简介

澳门位于珠江三角洲的南端，毗邻广东省，东隔伶仃洋与香港相望，距香港约60km，南临南海，西由湾仔水道、十字门水道与珠海市湾仔、横琴相隔，北连珠海市香洲区。澳门内港是一个历史悠久的码头区，位于澳门半岛西面前山河入海口处，与湾仔隔岸相对，北至林茂塘，南至航海学校妈阁庙对开海面，全长约3 500m(见图1)。

图1　区位图

澳门湾仔水道的左岸内港海傍区的地面高程大部分在1.4～2.6m之间，且无连续的沿河岸防洪工程。当风暴潮来临或内港区降暴雨时，常发生洪涝灾害，浸水深度达0.6～1.0m，致使该区域时有民怨。

2　内港淹水成因分析

珠江河口受强降雨和风暴潮影响，是我国比较有代表性的滨海港口地区，所在地区的城市极易发生内涝灾害。经调查分析，滨海港口城市的水浸是多方面影响造成的，主要因素包含三个方面：地形地势、天气气候、排涝设施建设。

2.1地形地势

以澳门内港为例，其位于澳门半岛西部，澳门东西向地形地势呈现中间高两面低，其中内港区地势明显较低，最低点只有海平面以上1.4公尺，平均高程约海平面以上2公尺，依近年水患发生的情况数据显示，每当海水潮涨高于3.2公尺(潮高起算点为澳门海平面以下1.8m)，即造成内港区水浸情况，如果再加上充沛雨水，则水浸情况将更加严重。

2.2天气气候

由于沿海城市的特殊地理位置，天气气候往往是造成内涝水患的主要因素，具体包含3个方面：风暴潮、天文大潮、降雨。

2.2.1风暴潮

热带风暴潮发生时间一般在5～12月，其中85% 集中在7～10月。由于我国滨海城市大都疏于沿海防洪堤建设，其现状防洪标准平均水平较低，致使海水漫堤导致淹水的现象时有发生。风暴潮的内涝影响一般集中在沿岸，少有纵深，虽然影响范围较小，但内涝淹水深度大，淹水时间长是其主要特点(见图2)。澳门内港主要受影响范围也集中在沿江马路一线，青州区与纵深区不受影响，沿江马路一线淹水深度可达1.0～1.5m，淹水时间长达8h。

图2　风暴潮导致的漫堤

2.2.2天文大潮

天文大潮主要是指由太阳和月球的引潮力最大时期的潮水。发生天文大潮时潮位升高速度一般较快，会致使潮水通过排水管道倒灌至沿江低洼地面，导致潮位以下的大范围内涝，其特点是周期固定，内涝发生速度快，自然退却时间较缓，但淹水深度一般较小，造成的危害有限(见图3)。澳门内港淹水深度一般在0.2m以下，主要影响范围为沿江马路一线，青州区与纵深区不会受影响。

图3　天文大潮导致的倒灌

2.2.3降雨

降雨为我国滨海城市主要内涝因素之一，特点是季节性较强，视降雨大小内涝成灾情况也不固定，一般可以分为大暴雨内涝和一般降雨内涝。

(1)大暴雨条件下，会使排水系统潮位顶托，导致较严重涝灾(见图4)。涝灾最严重区域发生在纵深区，因其远离城市主要水系入海口，内涝洪水流程长，加之管道排水能力受限，其最大淹水深度一般均在0.5m以上。澳门内港淹水深度为0.5m，沿江马路靠近湾仔水道，在不受外江水位影响时，管道排水为自由出流，受淹影响较小，淹水时间相对于风暴潮淹水时间较短，一般不超过3h。

图4　大暴雨导致的纵深区内涝

(2)一般降雨条件下，各地内涝发生情况均不同，但内涝灾害一般较小，不会造成较大人员伤亡或财产损失。以澳门内港为例，在排水受到外江潮位顶托的情况下，沿马路一线各站难以排水道外江，使得一般降雨也可导致内港海傍区淹水，外江潮位越高，而淹水程度要更大些，但总体淹水程度相对暴雨涝灾要小些，淹水深度一般在0.10m 以下(见图5)。由于降水量较小，纵深区雨水基本汇入管道可以从本区域排出。对本地不会形成积水，只是汇入管道后难以排到外江加重了沿江区的涝灾。

图5　一般降雨导致的沿江内涝

2.3排涝设施不足

我国滨海城市的排水设施现状主要依靠市政管网及部分集水箱涵排水，部分老港口的城市管网年久失修，管网堵塞问题严重，由于政府对排水系统建设认识不足，使大部分地区难以达到设计排水能力，也是造成我国滨海城市内涝频发的原因之一。

3　国外相关案例

在全世界范围，城市排水防涝都是一个需要积极研究和解决的问题。在这方面，中国与发达国家在体系上有一些差别，但国外的先进做法与内涝防治经验依然是值得我们学习和借鉴的。

3.1泰晤士河海姆地区防洪案例

泰晤士河海姆地区洪水风险管理研究项目运用洪水草地景观与多功能景观的结合，充分结合了当地生态环境与历史环境现状，以恢复历史景观、保护自然栖息地、创造开放空间、提供休闲娱乐场地为目的，将内涝防治与景观建设融为一体，在完成城市防灾任务的同时开发了多功能空间利用模式。

初步规划主要采取了3个方面的措施：通过清理二战时的炸弹碎石和恢复洪水草地引入额外洪水储存空间； 通过植被的管理，特别是洪水草地上的植被，改善河滩地的自然水文功效；通过恢复河边林荫道，建造防洪墙和土坝，减少洪水威胁的建筑数量。

3.2美国加州瓜德罗普滨河公园防洪案例

美国加利福尼亚圣何塞市瓜德罗普滨河公园的防洪措施将防洪设施建设和公园景观规划相结合，有效处理了防洪设施、环境提升和空间使用三者之间的关系。该方案主要在防洪、生态、民生三大方面采取了贯穿性的规划设计。

(1)流体动力学：作为设计的基础，满足防洪要求；

(2)植被再生：大量使用乡土树种，为动物提供栖息地，增加河流糙度，减缓流速，利于防洪；

(3)城市庆典：布置各种活动设施，将河流与城市联系起来。

通过对以上案例的分析发现，其与中国传统治水思想相吻合，不仅重视防灾设施的选址，而且在统筹规划中突出重点，辩证考虑多因素的综合影响并善加转化，同时又能根据当地环境合理利用各种资源等，其中蕴含的天人合一、辩证统一、因地制宜等核心理念在城市防洪规划中值得学习和借鉴。

4　防洪排涝减灾的应对策略

4.1概述

由前述针对我国滨海城市水患的现状分析可知，地形地势、气候条件、现状排涝设施的不足，是目前港口城市水患的3个主要原因。为了有效解决我国滨海城市当前的水患状况(见图6)，高效利用港口区域的公共空间，为市民提供更为方便的活动区域与优美的滨水岸线，后面将以澳门内港项目的应对策略为例，作为我国滨海城市内涝灾害防治措施的具体对策研究，以期对其他城市的内涝防治对策做出一定的启示与思考。

图6　澳门内港当前水患状况

在澳门内港方案中，针对滨海内涝的特点，主要采取了以下策略：

(1)在湾仔水道口建设风暴屏障；

(2)增设内港南北两处固定泵站和自排闸，修建雨水收集箱涵；

(3)堤顶结合景观进行设计，标高为3m；

(4)通过内港区域低影响开发雨水系统的设计示范，为未来澳门“海绵城市”实现提供参考。

4.2内港防洪排涝设施布置

4.2.1设置风暴屏障

为了从根本上解决内港水患的问题，在澳门湾仔水道口设置风暴屏障(见图7)，在灾害期通过人工调控内港水量与水位，降低风暴潮对内港片区的巨大影响。同时，风暴屏障的设置有利于内港新滨水区新增公共空间的灵活开发，增加亲水性，沿岸运用景观手段提高高程，最低高程为3m，又可增加活动的可能性与趣味性。同时，风暴屏障的设置也可使内港历史码头、锚区、航道等不受影响。

另外，风暴屏障虽然在根治水患方面具有决定性的作用，但仍不免存在一定的客观影响。作为大型水利设施，在建设及使用过程中将不可避免地改变与干预自然生态环境。同时，风暴屏障的设置对于“一河两岸”的珠海湾仔与澳门内港双方皆有着共同的防洪排涝作用，但也存在共同管理的难题。

同时，风暴屏障的存在将带来新河口景观，在设计中可加以利用并赋予多功能，在解决水患的基本功能下可同时作为观光桥，成为湾仔河口观海景的一处独特的节点。

4.2.2其他防洪排涝设施布置

针对防洪排涝设施的不足，澳门内港项目中在珠江水利科学研究院的研究方案的基础之上，增设了内港南、北两处固定泵站，修建雨水收集箱涵、自排闸等多种防洪排涝设施以加强排水以及控制海水倒灌(见图8)。同时，内港沿岸结合城市开放空间，堤顶程3m，防洪设施结合景观进行设计，在防洪的同时保持一定的景观效果。

图7　市政防洪排涝设施布置平面图　　　图8　内港“海绵城市”示范节点布点平面图

4.3“海绵城市”内港区域示范点

4.3.1“海绵城市”内涵

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。主要是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市的提出是雨洪利用理论的创新和发展，是新时期治水思路的丰富和完善，开展海绵城市建设为解决城市水问题提供了新思路，对于解决城市水问题意义十分重大[2]。指南中规定，“建设过程中应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护，统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性与长期性”。

由此，澳门内港在设置风暴屏障与补充防洪排涝市政设施的前提下，实现“海绵城市”需要选点设计低影响开发雨水系统，作为市政防洪排涝设施的补充，为未来澳门城市更新以及新区建设过程中起到一定生态示范作用。

4.3.2“海绵城市”内港区域示范点

(1)将活动广场布置为多功能调蓄池

将活动广场设计为多功能调蓄池，一定的下沉景观空间结合排水工程设施，可在满足使用功能的同时有效削减径流量，在降雨时形成一定的水景，将雨水滞留数小时后，再经溢流口缓慢排放到市政管网。作为多功能调蓄池，雨水作为一种设计因素引入，给广场的功能及形式的营造带来更多丰富的可能性。多数时候这类场地有着很好的休闲娱乐价值，在降雨时发挥着积蓄雨洪的功效，设计中可考虑不同雨量所呈现的景观面貌。

(2)步行道

内港步行道的设计中应采用透水铺装、嵌草铺装，能够起短时雨水储蓄及初步过滤作用，减缓雨水排入市政系统的速率，利于地表径流的下渗，中设溢流口接市政雨水管渠，同时设置植草沟以滞纳雨水，并对雨水具有一定的净化作用(见图9)。

图9　下凹绿地与地形整合剖面示意

(3)绿地

①下凹绿地

利用绿地的天然渗透性，通过下凹空间截留并暂时储蓄一定量的雨水，增加场地中雨水径流的渗透量，可削减径流流量并有一定程度的过滤作用。

在设计中需对路面高程、绿地高程和雨水溢流口高程，需避免因绿地过渡积水而对植被造成影响，雨水在下凹绿地中充分积蓄并渗透后，多余流量通过溢流口输送到下一个排水系统(见图10)。

图10　下凹绿地与地形整合剖面示意

下凹绿地的植被应选择适应当地气候条件，并有一定耐涝能力，在雨水径流污染较重的场地还需要考虑污染物对植被的影响。

②雨水花园

雨水花园是一种生物滞留区域，通过模仿自然的渗透系统来处理小径流量雨水，是绿地中种植有地被、灌木或乔木的地势低洼区域，用于滞留雨水、削减径流流量与流速，同时也可除去雨中有机污染物。在未来城市开发过程中，可系统地进行雨水花园的设置，在实现其生态作用的同时，也可产生不同的景观体验。

(4)停车场

停车场硬质铺装面积较大，地表径流污染较大，结合停车场绿带设置植草沟是提升地表径流水质的重要途径。植草沟与停车场结合，可围绕停车场边缘绿带设置，利用两排停车位之间的绿化隔离带设置，植草沟终端与市政管网连接，或者将收集径流引导至附近的雨水花园、池塘或其他收纳水体(见图11)。

图11　停车场植草沟雨水花园布局平面图

(5)屋面雨水收集

利用方案中外环路平面交叉口(十六铺段)的屋面盖板结构，设置雨水收集系统，从屋面径产生的源头进行控制，设计依据建筑体量、空间布局形式及周边的环境的不同而灵活变化。其基本方式是对建筑屋面落水管进行简单改造，切断部分落水管同地下排水管网的直接连接，将径流引导排至绿地或铺装地面，由坡度引导至雨水花园等滞纳下渗系统(见图12)。

图12　屋面雨水收集示意图

5　结语

自古以来，城市大多因水而起，因水而兴，城市居民也都依水而居，靠水而生。水，作为城市的生命源泉，伴随人类走过了几千年的历史。当前，随着我国城市化进程日益加快，城市建设日新月异，各种新技术新形态应运而生，但城市内的自然环境却日益恶化，城市内涝灾害亦愈演愈烈[3]。在与城市内涝灾害的斗争中，无论是“海绵城市”理论的提出，还是国家对《排水防涝规划》强制性编制政策的出台，都反应出了人们对城市发展的新认识，对城市防灾的新启发。未来的城市内涝的防治仍将是一项长期而艰巨的任务，在今后的城市规划中，只有立于城市总体、片区、地块各个层次上真正地重视城市水系的排蓄功能、雨水的源头控制、城市水循环系统的建立等多方面的城市建设措施，时刻保持对科学和自然的敬畏与尊重，才能探索出一条适合于中国城市的综合治水之路。

[1]车伍,张鹍,赵杨.我国排水防涝及海绵城市建设中若干问题分析[J].建设科技,2015(01):22.

[2]张旺,庞靖鹏. 海绵城市建设应作为新时期城市治水的重要内容[J]. 水利发展研究,2014 (9).

[3]吴庆洲,李炎,吴运江,等.城水相依显特色，排蓄并举防雨潦——古城水系防洪排涝历史经验的借鉴与当代城市防涝的对策[J].防洪排涝,2014(08):77.

The countermeasure research of waterfront urban waterlogging-as a case of the inner harbor in Macao

LIU YangFEI Yingqing

(School of Architecture，HuaQiao University,Xiamen 361021)

Based on the analysis of the causes of the flood in Macao port,the combination of domestic and foreign classic case of prevention, and the Sponge City concept, the several countermeasures and measures of waterfront urban waterlogging in China, such as the drainage design and layout, new prevent waterlogging system , comprehensive utilization of green space and other facilities, were discussed.

Urban flood control;Urban drainage;Cause of problems;Measures countermeasures

华侨大学研究生科研创新能力培育计划资助项目

刘阳(1990.01-)，女。

E-mail:liuyangsunnie@163.com

2016-03-17

TU99

A

1004-6135(2016)05-0106-05