城市洪涝次生灾害防治方法研究<br/>——以社区雨洪体系构建为例

城市洪涝次生灾害防治方法研究
——以社区雨洪体系构建为例

2017-10-12王忆竹

城市与减灾 2017年5期

王忆竹

城市洪涝次生灾害防治方法研究
——以社区雨洪体系构建为例

王忆竹

王忆竹，重庆大学建筑与城市规划学院在读硕士研究生，主要研究方向为生态城市规划、城市低冲击开发模式下的可持续建设和城市雨洪管理系统。研究生期间，主要参与总体城市设计、区域水生态体系规划、区域水空间规划、城市总体规划等项目，主要负责城市非建设用地保护与利用，总规生态规划专项和与水空间结合的城市设计等，其中《新都·都灌区水生态体系规划》获得重庆市城市规划协会颁发的2012年度重庆市优秀城乡规划设计一等奖。

城市，从最初简单的部落聚居形势发展至今，已成为一个复杂的有机体，城市水系作为这个有机体的血脉维系着城市的运行。随着城市化进程加快，城市快速发展和扩张，城市水系承载过多的城市“代谢物”——生活污水和工业废水等污染了河流水体，城市居民通过接触“脏水”而感染介水传染病。

城市洪涝灾害频发

近年来城市洪涝肆虐我国大中小城市。据统计，在2013—2016年，我国遭受洪涝灾害的城市分别达125个、154个、234个和216个，超过全国城市数量的三分之一。2016年6月中旬至7月下旬，中国南方大部分地区迎来了一系列的强降雨，湖北西南部、湖南西北部、苏皖南部、浙江北部等地6月15日以来的累积降雨日数更是超过20天，太湖发生流域性特大洪水，长江中下游干流全线超警，部分地区洪涝灾害严重。2017年，截至8月31日9时，仅四川省德阳、绵阳、广元等10市(自治州)19个县(市、区)就有8.4万人受灾，1800余人紧急转移安置；100余间房屋倒塌，3200余间不同程度损坏；直接经济损失3.4亿元。洪涝灾害不仅对城市的硬件设施造成破坏，对于城市居民自身也有严重的影响。

洪涝灾害导致的疫病灾害

（一）洪涝次生疫病灾害成因

洪涝灾害发生时大都会伴生一种或多种灾害，持续给人类社会带来危害。洪涝灾害导致的疫病流行是主要的次生灾害之一。洪水造成有毒有害物质的蔓延、扩散和城市排水不利，导致污水、污泥滞留于城市，居民被迫迁移至卫生条件较差、饮水食品安全无法得到保障的地区，加之灾民自身抵抗力下降，极易感染介水传染病，影响居民的日常生活，甚至严重危害人民的生命健康。

（二）介水病概念及对城市的影响

1.介水传染病概念

介水传染病指通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾病，又称水性传染病。

现行的《中华人民共和国传染病防治法》（2004年12月1日施行）第三条规定：传染病分为37种，其中介水传染病有8种，包括钩端螺旋体病、血吸虫病、霍乱、脊髓灰质炎、细菌性痢疾和阿米巴性痢疾、伤寒和副伤寒、感染性腹泻以及病毒性肝炎中的甲、戊型肝炎。此外，洪涝过后易流行的疾病还包括疟疾、登革热、黄热病等。

2.介水传染病对城市发展的影响

19世纪中叶，英国先后爆发了4次大规模的霍乱疫情，死亡总人数近20万人。1849年，现代流行病学之父，著名医生约翰·斯诺（John Snow）在《霍乱传播的模式》一书中明确指出霍乱的传播源是被污染的水，建议阻止伦敦居民饮用受污染水井的水，进而控制住了该区域的疫情，至此，城市的建设者意识到城市水环境保护的重要性。

由此可见，城市介水病的防治首先要保护城市水环境，才能在此基础上控制城市介水病流行。因此，城市水环境保护工作的重中之重是通过规划手段防止城市水污染，尤其是防止威胁最大的非点源污染。

（三）洪涝灾害导致介水病的流行

介水病传播源为人类或脊椎动物的粪便，病原体主要为细菌、原虫和病毒，且三者各有不同的传播途径，可概括为饮用疫水、接触疫水和蚊虫叮咬（表1）。

表1 介水病类型及传播方式

洪水过境或内涝通常都会造成严重的非点源污染，平时分散的污染物质侵入水体，主要会在三个方面助长介水病的传播：

一是洪水将病原体带进居民饮用水源，居民日常饮用疫水感染疫病。

二是洪水在地势低洼且平缓的地段会造成内涝，居民通行接触疫水，容易感染皮肤病或血吸虫病等疾病。

三是内涝造成或轻或重的水体污染，并增加洼地积水面积，蚊虫滋生区域增加，如不能及时施行灭蚊措施，在洪水退去之后很长一段时间内，这些蚊虫都会成为疫病的传播媒介。

城市介水病传播的防治方法

（一）城市化导致的水问题

城市建设造成不同于自然条件下的水文过程，城市水文学从三个方面揭示了城市水问题的成因（图1）：

图1 城市化导致的水问题

一是城市化进程导致的城市不透水面积增大，城市水空间退化，局部气候变化，极端降雨事件增多，径流速度和径流量增加，城市面临的洪涝风险也相应增大。

二是城市人口激增，供需关系打破原有平衡，城市用水量增加，在水源不充分的情况下，难以满足居民日常生活，从而影响城市供水安全。

三是城市生活污水和工业废水排放量增加，造成城市水体水质恶化和水生态遭到破坏。

（二）阻断介水病传播的措施

城市水问题体现了对城市水环境的维护不力，为疫病传播埋下了隐患，而目前国内对雨洪次生灾害的研究多集中于疫情发生后的治理与恢复，而在抗洪防涝阶段对介水病进行有针对性防范的相关研究鲜有提及。笔者认为在城市规划建设或更新改造的过程中，对应不同的传播类型，应采取相应的防范措施。

1.保证饮用水源清洁

针对霍乱等需饮用水进入人体的介水病，需保证水源地安全和防止非点源污染。已实现供水厂统一供水的区域，需重视水源地的选择及保护；由于城市规模扩张迅速，单一供水厂不能兼顾所有的用水居民，部分居民的主要饮用水源为山泉、井水等，水源布局分散，不便统一管理，应防止洪水携带的病原体侵入，如果水源被污染不可轻易取用。

2.限制居民与疫水的接触

针对皮肤病及血吸虫病等介水病，尤其对于自身抵抗力低下的老弱妇幼人群，应尽量避免或减少与疫水的接触。城市容易形成内涝的地段多为排水不畅的城市道路、步行空间和地势平坦的低洼处，在城市建设中应减慢暴雨的汇流进程，并利用城市水体、绿地储蓄雨水，并进行合理的雨水疏导。

3.消灭蚊虫的滋生环境

针对蚊虫所携带的介水病，需从源头对蚊虫的繁殖进行控制，消灭蚊虫的滋生环境。其关键措施是消解积水，控制城市不透水面积，在公共区域尤其是低洼易涝地段保留更多的透水区域，减小径流量，也能控制蚊虫数量。

图2 城市湿地体系

图3 自然雨水循环过程

（三）有效的雨洪管理手段

1.抑制疫情的关键是治理内涝

抑制疫情的根本是将疫水与饮用水源及居民进行隔离，但我国大部分城市由于排水能力不足，储水空间有限，造成“暴雨必涝”的局面。

为达到治理内涝的目的，笔者以场地自然水文条件、自然雨水循环过程为依据，借鉴美国学者大卫·蒂利（David Tilley）总结出的城市小流域内湿地设置体系（图2），构建以下3级雨水储留空间：①集水单元湿地：依托居住区公共绿地，设置暴雨储留空间；②次级流域湿地：居住小区之间依托居住区级道路防护绿地和步行空间，设置承接街道和公共空间内的地表径流的下沉式绿地；③小流域湿地：结合自然地形，在城市河流雨水汇水处设置人工湿地。

2.治理内涝的关键是遵循雨水循环规律

在低影响开发的设计过程中，场地内自然雨水循环过程（图3）可以概括为“减速—过滤—滞留—处理—排放”。其中，减速为地表径流的汇集；过滤包括雨水的渗透和流动；滞留包括雨水蓄流、渗透和蒸发；处理为雨水的净化过程；排放则是雨水排入自然河流水体的过程。

3.从“低影响开发”走向“海绵城市”的雨洪管理实践

低影响开发孕育于20世纪六七十年代西方国家的雨洪管理实践，是处理不同于生产废水、生活污水等城市集中排放的点源污染的非点源污染的有效手段。其中，90年代初美国马里兰州的乔治王子郡环境资源部将其发展成为了系统的“低影响开发”雨洪规划管理理论与方法，并在21世纪向全美普及。

不同于以控制非点源污染与暴雨储留为目的的“低影响开发”，针对我国城市所面临的洪涝灾害严重，同时水资源缺乏的现状，城市规划者提出了“生态海绵”的雨水利用规划理念，在规划界前瞻性地提出构建“生态海绵城市”这一雨水资源化的途径。这一理念提供了城市雨洪分级管理蓝本（图4），为解决城市洪涝与水污染问题提供了可行之道。

图4 海绵城市雨洪分级管理示意图

图5 社区雨洪体系构建模式

城市介水病疫情防治方法——社区雨洪体系构建

如图5所示，为最大程度控制疫情，同时减轻雨洪体系构建给居民造成的不便，社区建设过程中，应遵循自然水文过程及雨水循环过程，结合场地内的地形及城市绿地系统，构建雨洪体系。

（一）暴雨储留池——减少径流、消除疫水

在居住小区或社区服务中心范围内结合地形设置暴雨储留池（图6），在减少地表径流量的同时，将疫水汇集至场地内没有居民通行的公共水域和绿地，避免居民接触疫水，雨水在此经过日照蒸发和渗透，截留部分污染物，使疫水所携带的病原体失去活性，从而阻止介水病病原体的扩散。

（二）道路植草渠——径流管理、污水过滤

各居住小区和社区服务中心之间通过城市道路和步行空间进行联系，由于城市排水能力的不足，暴雨时地表径流主要在这些空间形成。因此，结合城市道路防护绿地和公共停车场等设置道路植草渠，在公共步行空间内结合绿地景观设置步行空间植草渠（图7），两种植草渠共同汇集并输送地表径流，降低径流带污量，减少城市内的积水面积，为控制以蚊虫为传播媒介的介水病疫情起到重要作用。

（三）人工景观湿地——终端处理、生物净化

依托城市自然水系布局社区中心，在城市水文过程的末端，自然排水通道入河口，结合自然河流水环境较为优越的条件，建设小流域级人工景观湿地（图8）。雨水经植草渠输送汇入河流湿地，经过自然状态下的生物净化过程，除去雨水中残留的污染物及病原体。