海绵城市对国内城市内涝防治的应用研究

发表时间:2020/11/5   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:邵一帆
[导读] 摘要:随着我国城市化进程的不断加快,国内城市建设也在不断发生着变化,内涝问题已经成为当前城市发展过程中所面临的重点问题。
        上海市宝山区给排水管理所
        摘要:随着我国城市化进程的不断加快,国内城市建设也在不断发生着变化,内涝问题已经成为当前城市发展过程中所面临的重点问题。基于此,本文简要分析了当前城市内涝发生的原因,并探讨了海绵城市建设在国内城市内涝防治中发挥的重要作用。
        关键词:海绵城市;城市建设;内涝防治
        引言:由于城市初始排水系统设计存在问题,近年来我国城市路面积水现象日益严重,很多城市出现了内涝问题,形势愈发严峻,不仅影响到了城市居民的日常生活和出行,甚至威胁到城市的安全情况。在内涝问题和水资源短缺问题同时出现在城市发展过程中,海绵城市的概念被提出,海绵城市的建设在城市内涝防治方面有着重要作用。
        1 城市内涝的原因分析
        1.1 城市发展带来水文变化
        随着城市化建设的不断深入,城市人口越发密集,高层建筑逐渐增加,汽车数量日益增多,在夏季人们频繁使用空调等,导致城市上空热气聚集,形成降雨。随着城市发展的不断加快,热岛效应越发突出,城市中心的降雨量以及强度要远远高于城市周边,导致城市水文情况发生变化,暴雨、洪涝等各种问题层出不穷。
        1.2 城市排水系统落后
        很多城市在最初建设的过程中,没有充分的考虑到城市排水问题,随着城市的不断发展,城市水文环境出现了一定程度上的变化,给现有城市排水系统带来了更多压力和问题。并且,在城市排水系统建设的过程中,缺乏防洪排涝方面的统一管理和规划,城市中个别的老旧社区甚至不具备完善的排水系统。由于城市排水系统的不完善使得城市排水功能无法有效发挥作用,最终导致内涝。
        1.3 城市河流治理效果不明显
        城市河流对于城市的排水能力有着重要的影响,很多城市忽略了对于河流的治理,从而严重降低了城市的排水能力。例如,在河道周围建造了很多建筑设施、占用河道等,都对河道的改造以及河流的管理产生一定影响,使得城市排洪防涝方面的建设受到约束[1]。
        2 海绵城市在内涝防治中作用
        海绵城市是指城市如海绵一样,能够根据外界环境变化实现蓄水或排洪。海绵城市建设对提升排洪蓄水能力意义重大。在强降雨时期,海绵城市可实现蓄水、渗水和净水的目的,而在干旱时期,可对储存的水资源进行合理释放,使得水资源获得高效利用,满足生态城市发展要求。为更好的发挥海绵城市主要功能,应考虑其设计中存在的主要问题,在排洪蓄水功能安全可靠的前提下,促进雨水资源合理利用,满足生态环境保护工作需求。结合内涝防治需求,在海绵城市建设中,应统筹兼顾自然降水、地表水和地下水之间的协调关系,并且对城市周围的水文环境以及地下河流体系进行综合分析,研究可行方案,全面提升蓄水与排洪能力。
        3 海绵城市建设在国内城市内涝防治中的应用措施
        3.1 增加对于绿地的应用
        绿地的建设不仅能够增加城市的绿化面积,改善城市居民的生活环境,而且在防治城市内涝方面也有着重要的作用。绿地的建设可以对雨水进行过滤处理,并且对过滤后的清洁水资源进行储存,增加城市蓄水能力。首先,可以通过点状绿地吸收雨水,虽然单独的点状绿地其作用有限,但是积少成多,积沙成塔,量变最终会引发质变,通过点状绿地的建设能够吸收一定量的雨水,并以此控制雨水径流,通过对绿地周边积水的收集,还能够在内涝发生时,提升排洪效率。其次,改造城市公园,通过绿地的建设和改造,使其具备更好的处理雨水的能力,缓解城市排水系统的压力,而且积存的雨水,还能用于绿植景观的灌溉,具有节约城市用水,提升水资源利用率的作用。最后,在城市中地势较低的区域建设公园绿地等,为城市雨水存蓄提供有利条件。
        3.2 提高城市雨水管网效率
        城市排水系统在城市内涝防治当中有着至关重要的作用,是城市排水的主要途径。通常情况下,城市内涝情况的发生,多出现在暴雨等灾害性的气候下。为了确保在降雨量增多的情况下,城市排水管网能够正常发挥作用,需要加强对于排水管网的维护和清理。很多时候,城市排水不畅是由于地下管网系统当中存在杂质,堵塞了管网,阻碍了排水系统的正常运行。

除此之外,还需要对新建城区的管网系统进行统筹规划,想要提升城市的防洪排涝能力,就需要在建设的过程中多从城市整体规划方面考虑,提升内涝灾害发生时,城市整体的应对能力以及内涝防治能力。一方面,要尽量缩短管道的长度,降低成本的同时,还能够有效提升管网系统的运行效率。另一方面,做好管道的设计工作,将雨水排放管网与污水排放管道分开设计,实现雨污分流,相关方案也降低了城市污水处理压力,有效提升雨水利用效率。另外,管网的设计还应考虑后期的维护和清理。为了提升城市排洪防涝的能力,还需要重视管网与绿地、河流水系之间的合理搭配和协调发展,进一步提升城市防涝效果,降低内涝发生时造成的人员以及经济财产方面的损失。通过海绵城市理念的应用,提高城市内涝的防治能力[2]。
        3.3 海绵城市具体应用举措
        第一,在城市道路建设中的应用。随着城市化建设进程的不断加快,城市道路建设也在不断的进步当中,目前我国城市道路建设使用的材料多为沥青、混凝土等,这些材料的透水能力较差,因此在长时间降雨的情况下,路面排水困难,很容易引起积水问题,长时间的雨水浸泡和冲刷也会对路面造成一定的伤害,影响城市道路的寿命和安全性,积水过多使得路面变得湿滑,给城市居民的出行安全带来一定的隐患。如果积水问题严重,还会引起城市内涝,严重影响城市居民的正常生产生活。在海绵城市的建设过程中,通过使用透水性较强的路面建设材料,对路面进行海绵化改造有助于雨水的及时排放和渗透,缓解路面积水问题,具有预防内涝的作用。例如,上海静安区道路海绵化改造工程,对很多路段的人行道都进行了海绵化改造,将道路建设材料更换为透水性强的材料,加快了路面水的渗透速度,降雨量小的情况下几乎看不到水痕,中到大雨时,也不容易出现积水现象。道路的海绵化改造,不仅提升了道路的排涝能力,还有效缓解了城市排水管网的压力。
        第二,小区、花园建设中的应用。海绵城市建设还包括屋顶绿化以及雨水花园等内容,将其应用在小区和花园的建设当中,能够对雨水进行收集和利用,缓解城市内涝问题。通过基质与植物的合理搭配组合,在房屋顶部建设绿色屋顶,绿色屋顶具有较强的雨水截留能力,通过对雨水的收集和存储,能够有效缓解城市排水系统的压力,在此基础之上,还可以与渗透沟相结合,进一步提高雨水收集能力。雨水花园也常被人称作生物过滤器,其主要原理是利用吸附性植物的功能和作用,在雨水渗透的过程中,对其进行过滤、吸附、转化、分解等处理,以此减少雨水当中的污染物含量。雨水花园不仅具有较高的雨水收集率,而且在降低雨水中污染物浓度的同时,还能够有效补充城市地下水。由于雨水花园的结构较为简单,对于技术措施等没有过高的要求,并且建设成本较低,因此受到了广泛的推广和应用,雨水花园已经成为小区雨水收集的重要设施。例如,上海浦东新区临港口袋公园的改造是国家海绵城市的试点项目,为解决公园积水、景观单一等问题,通过绿色屋顶、雨水花园等设施和项目对其进行改造,不仅提升了公园的蓄水、排水以及净水能力,而且还丰富了公园的景观。
        第三,城市生态建设中的应用。城市生态建设是海绵城市建设的主要方向,为海绵城市的建设提供了充足的空间,例如,绿化带、雨水湿地、渗透性停车场等等都是海绵城市建设的重要内容。在绿化带工程建设的过程中,通常最下层为种植用土,上面铺设砾石层,在砾石层之上还会铺设渗透层,在雨水降落的过程中,会经过这几个层次的过滤,去除雨水当中的杂质,不仅能够对植物进行灌溉,而且过滤之后的水体质量更好,能够对地下水进行补充。另外,为了增加城市蓄水能力,还可以在雨水检查井的周围挖掘明沟,用于储存无法得到排放的雨水,这些雨水还能够用以浇灌城市绿植。城市湿地系统不仅提升了雨水的收集能力,而且通过渗透、过滤等作用,实现了对雨水资源的净化,降低了雨水径流,具有预防城市内涝的重要作用[3]。例如,上海黄浦区世博城市的改造,该地区绿化面积较少,对雨水资源的利用率低,而且暴雨天气里还会出现积水问题,因此针对园区的室外景观进行了海绵化改造。增加了园区内部的高渗透性绿地,通过湿地的建设,有效提升了该区域的雨水收集和存蓄能力,并有效减少了园区内部积水情况,在降雨量低的情况下,园区内部不再积水,降雨量大的时候也不会出现内涝问题,而且收集起来的雨水还能够用作公园内部绿植的灌溉,有效提升了雨水的利用率。
        结束语:综上所述,在城市发展建设的过程中,城市的地势、水文环境以及城市排水系统的建设都与内涝问题息息相关。想要解决城市内涝问题必须在海绵城市建设的过程中,加强城市的雨水渗透、过滤、存蓄以及排放能力。相信在海绵城市理念以及技术的深化应用之下,城市内涝防治将会取得突破性进展。
        参考文献:
        [1]舒静,胡璐,宋佳,等.为何又现“城市看海”“海绵城市”成绩如何[J].决策探索(上),2020(08):34-35.
        [2]倪嘉雯,胡亚杰,江思倩,丁大钧,杨静.城市排水系统与海绵城市建设实践[J].合作经济与科技,2020(09):23-25.
        [3]刘家宏,王佳,王浩,梅超.海绵城市内涝防治系统的功能解析[J].水科学进展,2020,31(04):611-618.
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