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摘要:近年来随着我国现代化城市化快速发展,荒滩野岭变为钢筋水泥的丛林,高楼林立使得城市上空空气层结构复杂,利于热对流,容易形成对流云和对流性降水;城市化程度加深使得地表的硬化面积增加,蓄水洼地减少,不透水面积增大,在暴雨天气时容易形成地表径流,导致暴雨径流总量增大,汇流速度加快,最终雨洪灾害加剧。本文浅析我国城市雨洪灾害原因及国内外雨洪防治经验。
关键词:雨洪灾害;雨洪管理;海绵城市
Abstract: In recent years, with the rapid development of China's modern urbanization, the wasteland wild ridge into reinforced concrete jungle, high-rise buildings make the air layer structure over the city complex, conducive to thermal convection, easy to form convective clouds and convective precipitation.With the deepening of urbanization, the surface hardening area increases, the water storage depression decreases, and the impermeable area increases. It is easy to form surface runoff in rainstorm weather, which leads to the increase of the total amount of rainstorm runoff, the acceleration of confluence, and finally the aggravation of rain and flood damage.This paper analyzes the causes of urban rain and flood damage in China and the experience of rain and flood prevention at home and abroad.
雨洪灾害现在已经成为阻碍人类社会发展的最重要的自然因素之一,并且较为常见[1]。为了防洪建设管渠工程将雨水先排入河流,再由处理设施集中对雨水进行处理,我国城市面临的洪涝灾害和水资源紧缺状况,需要通过整体的、综合的、多目标的解决途径,而非单一目标或工程的方式来解决。
美国城市雨洪管理发展历程
美国早期城市雨洪管理主要是建设导流雨水管网来快速疏导雨水排放,大多数美国的城市采用的是雨污合流的排水机制,这一系统的管廊疏导雨水和生活污水的混合污水,在高降雨强度下,雨洪流量超过排水系统承载量,产生洪溢,这样一来未经处理的混合污水洪溢就直接排放到自然水体中[2]。
20世纪70年代美国推行“暴雨最佳管理措施”对雨水径流进行末端控制,在地势较低的地域,建设一系列通过植被、土地和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的场地滞留设施,雨水经过树木植被截流以及地面导流进入生态处理区,经过植被植土层生物净化,砾石层,人工填料层等过滤沉淀,向下渗透,延长雨水停留时间,减缓流速,最终汇集在底部埋设的穿孔排水管中排走。
20世纪80年代美国扩大对于雨水径流的控制的规模,转变为对于区域及流域的整体规划来解决雨洪灾害,到了80 年代中后期,美国政府及环保部门开始关注面源污染,将雨洪管理的重点从水量的调控转向了对水质的管理,并将雨水排放纳入国家排放污染物消除制度,在雨洪管理方面开始了对水质的管控。
20世纪90年代初,美国环保部门推出针对某一水体在满足水质标准的条件下单日最大污染负荷容量等要求,即限制该水体接受的某种污染物的最大日负荷量,促进了水质管理。
20世纪末,雨洪管理进入新理念新时期,其中低影响开发理念是一种新的雨洪管理和面源污染源处理理念,目的在于通过分散式小规模的源头控制将污染就地净化,来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制,使管理地区恢复至接近自然水文生态循环,实现管理区域的可持续水循环。
21世纪开始的绿色基础设施战略[3]。绿色基础设施由连廊将各个中心连接在一起,将城市中的绿地与雨洪管理相结合并统筹管理,雨水被绿地吸收净化,既能够改善水质又能改善空气质量,降低城区热岛效应改善城市环境,净化后的清洁水还能补给地下水,对调蓄雨洪和净化雨水甚至于整个生态循环有着重要作用。
日本城市雨洪管理发展历程
在19世纪八十年代一直到20世纪60年代这一时间段中,日本分别建设了第一处近代化排水设施,颁布相应地《下水道法》并成立水道协会以及下水道局以此对城市的排水进行管理。
1964年4月,为了应对恶化的水环境问题,日本又成立了“下水道协会”,该协会目的在于对下水道排水系统作全面的评估,对于老化管道进行修缮更新,并统一排水系统建设和污水排放的标准,其中包括统一排水管管径,甚至还规定了污水必须事先净化到可以饮用的水平才可以排放至河道。
1985年起,下水道局开始统计整个东京的公用下水道管网的埋设状况,包括每一处管道的施工图纸及施工时间、管道的定位、埋设深度、管径和水位、沙井的位置及编号等,将东京下水道的每一个检查井编号,方便维修人员定位、维修。
1988年,防灾应急系统的降雨信息系统投入使用,该系统可以预测统计降雨数据以及安排各地排水调度,一旦暴雨来袭,民众通过电脑和手机可以第一时间了解到灾情,居民生活区配备的灾情警报装置,也可以在灾情来临对民众进行紧急疏散或提供避难指导信息。
1992年至2006年,日本建成的“首都圈外郭放水路”系统是由一串混凝土立坑连接构成,立坑连通着地面的河流、河道,作为雨洪调蓄入口,隧道末端是一个蓄水池,其中有四台燃气轮机驱动的大型水泵,当立坑中的水位到达一定位置就会排入调压水槽中,水槽中水位到达一定位置水泵就会被打开将水排入江户川,最后水会被排入大海[4]。
如今,在日本的多数地区,都采用了“分流式”的排水系统,雨水可以直接排入大海,污水则被排至污水处理厂,经过处理后排入大海或实现再循环利用,为了保证排水道的畅通,东京下水道局从污水排放阶段就开始介入,下水道局规定,不溶于水的生活垃圾、烹饪产生的油污不能直接排入下水道,必须要通过垃圾分类系统进行处理,以减轻了污水处理厂处理压力。
但由于我国城市排水使用的工程以及排水基础设施比较单一,难以适应多种排水需求,导致排水效果较差。同时根据我国海绵城市的建设以及雨洪管理的现状来看,大部分还存在着比较落后的防洪规划和排水工程规划理念和措施,并且对雨水的再利用意识较为薄弱,利用率极低,对整个城市排水系统的以及城市的建设发展极为不利,因此在海绵城市建设过程中以及对雨洪进行管理时应积极借鉴国内外先进的系统以及成功的经验,在源头控制排水,注重对雨水的就地蓄留处理,完成地上和地下的水循环,根据实际情况在城市中应用合适的排水系统。
参考文献
[1]徐宗学,程涛.城市水管理与海绵城市建设之理论基础——城市水文学研究进展[J].水利学报,2019,50(01):53-61.
[2]罗义,曹永超,王兆宇,路歌.国内外海绵城市发展现状与前景展望[J].居舍,2018(10):9-10.
[3]顾大治,罗玉婷,黄慧芬.中美城市雨洪管理体系与策略对比研究[J].规划师,2019,35(10):81-86.
[4]束方勇,李云燕,张恒坤.海绵城市:国际雨洪管理体系与国内建设实践的总结与反思[J].建筑与文化,2016(01):94-95.