海绵城市背景下的城市内涝防控策略研究

发表时间:2021/1/18   来源:《城镇建设》2020年10月第30期   作者: 刘恭青
[导读] 随着城镇化不断推进,城市建设规模不断扩大,城市人口增多,城市内部热岛效应的出现和全球气候变暖等一系列因素影响
        刘恭青
        青岛和达盛世纪置业有限公司 山东省 青岛市 266000
        摘要:随着城镇化不断推进,城市建设规模不断扩大,城市人口增多,城市内部热岛效应的出现和全球气候变暖等一系列因素影响,老化的城市内涝防治系统在应对每年因极端天气出现的暴雨情况,经常处于崩溃边缘,造成城市内涝严重。严重内涝积水造成城市交通瘫痪,人们生活起居出行受影响,甚至出现建筑物倒塌,因交通工具严重浸泡造成人员窒息伤亡等事故。
关键词:城市内涝防治 ;海绵城市 ;原因及措施
引言
        我国城市化进程正处在快速发展时期,城市的不透水面积也逐渐增大,与此同时市政排水设施的建设远落后于城市发展速度,并且缺乏在生态环境和雨水资源利用方面的价值,进而导致渗流量减小、地面汇流增加、洪峰提前,各地洪水多发,许多城市洪涝灾害不断。长历时的大雨使得城市大范围淹没,街巷成河、湖池变洋,致使城市瞬间成为“水城”,给人民带来了难以估量的危险和损失。在此背景下海绵城市连同相应的规划和措施得到了全社会的普遍认同。
1海绵城市概念
        2013年我国提出“海绵城市”概念,指一个城市在下雨时对产生的积水能像海绵一样吸收、储存、渗透和净化。具体来说通过利用建筑、道路和绿地、池塘、湿地、湖泊等生态系统对雨水的吸收、渗透、储备、净化等功能,有效控制雨水径流,实现人为和自然积存、排放、储蓄等相结合的排水防涝方式。传统城市内涝积水排放,是简单通过地下排水系统把雨水引流排放到城市内外河流等,容易造成河流等水资源污染。海绵城市利用现代新兴技术,通过城市排水排涝管网和城市景观绿地对水资源储蓄、滞留功能相结合,提高城市内涝排水水平,保障排水和人们生命财产安全。
2城市内涝原因分析
        2.1社会因素
        社会因素包含的致灾因素较为复杂,主要是人类主导的城镇空间建设下对孕灾环境的改变,体现在城市规划、排水防涝工程建设以及城市灾害应急管理3个方面。在城市规划方面,传统的城市规划在利益驱动下,容易发生城市生态空间管控失效,导致土地过度开发,造成城市生态空间碎片化、面积缩减和不透水面积增加等城市问题,破坏原有自然排水体系和雨洪调蓄功能,影响城市的水循环系统。在进行城市排水防涝工程建设方面,一些老城区排水采用设计标准较低和存在较多雨污合流系统,部分城市排水系统缺乏维护与建设混乱,管道系统存在严重的错接、沉降、堵塞等问题,导致排水系统无法正常运行,另外,早期城市排水管网的建设过于重视“灰色基础设施”的利用,缺乏与自然调蓄系统的衔接,造成灰绿排水设施割裂的情况。在城市灾害应急管理方面,我国在应对内涝灾害的非工程性措施尚不完善,存在缺乏相应的法律法规、应急管理指挥体系不完善和缺乏灾害应急教育等问题,导致可控灾害缺乏预警和不可控灾害风险的进一步扩大。
        2.2自然原因
        城市内涝形成由多种原因导致的,有自然原因和人为原因。其中自然原因主要是气象条件和地形地势因素等。据统计,1986年以来,地球年平均气温连续11年高于多年平均值、且呈逐步上升趋势。全球变暖温室效应致使极端暴雨天气出现的次数和强度越来越大,如2018年出现的“山竹”“玛莉亚”等都造成城市积水严重,城市建筑及相关城市系统遭受严重破坏。各地区地形地势自然形成不同,导致地形地势不同。如南方多为喀斯特石灰岩地形结构,北方多为花岗岩砂石结构,加上土地利用方式导致结构性改变,土地不渗透面积增加,自然渗透、滞留、储蓄等功能降低,地面径流系数增大,产流时间缩短,随之不断增大洪峰流量,造成地表水量和地下水量不平衡,使城市产生“热岛效应”。


3基于城市内涝防治的海绵城市建设措施
        3.1建设思路
        海绵城市理念下城市生态防洪体系的建设应遵循以下思路:依照“上蓄、中防、下疏”的原则,对已有河渠进行疏浚清淤、修整提防等,从而降低洪水水位。在充分挖掘流域中上游内已有水利设施潜力的基础上,对下游河渠采用疏浚、增高、加宽和再造的方式,使河渠满足防洪标准。之后再利用现状湿地、池塘,结合城市规划及土地用途进行扩容,新建缓洪池来提高对洪水的利用率,同时也有滞洪作用,从而减小下游河道宽度,减少房屋拆迁量,束水攻沙,最大限度地遵循自然。
        3.2海绵城市建设应遵循因地制宜、循环渐进原则
        海绵城市建设应以保护现有排涝防涝系统、生态环境为前提,不能简单粗暴将海绵城市建设搞成全程开挖,推倒重建这样浪费资源、人力物力的模式。通过优先利用现有排水设施,结合城市生态环境系统,通过绿色和灰色科学紧密相结合,侧重利用自然积存、净化和释放功能,实现经济、社会、环境等利益最大化。
        3.3改变地表类型,提升下渗能力
        通过雨水流量公式可知,在暴雨强度和汇水面积达到一定时,地表径流系数越大,雨水流量将会越大。地表径流系数与地表类型息息相关,地表硬化程度越大,下渗能力越弱,则地表径流系数越大。因此,面对暴雨所带来的径流量,可通过建立下渗能力较好的地表类型加以缓解。根据周玉文等的研究,沙土、草地和碎石路面的下渗能力较好,其中碎石路面的下渗能力最优。此外,德国为防止地表径流过大,采取了“径流零增长”的雨水处理系统,即在路面等硬化地表区域建立渗水渠,使得雨水自然下渗到泥土中,即降低内涝发生概率,也补充了城市地下水。我国城市可积极参考国内外的研究经验,在借鉴方法的同时,结合自身实际状况。当前,我国城市有些公园虽含有绿化植被,但是道路却采取的是下渗能力差的沥青路面,这与公园调蓄雨水的目的相互冲突。因此,我国在对公园等绿色建筑进行开发时,应当采取与绿色开发理念相应的措施,将公园等绿色建筑的生态功能真正发挥出来。
        3.4建设城市大排水系统
        首先,尽量恢复河道的自然弯曲状态,因为这样能大幅减小洪水的冲击力,而且能增长河流流程,增加河水流量,延迟峰值出现的时间。其次,增加水系间的连续性。一些城市的河流是季节性的,在干旱季节,降水量很少,就会导致其和主河道的连接中断,而该类城市就会在此开展建设,导致河流生态系统遭到破坏,增加内涝风险。所以,在建设海绵城市过程中,必须要加强水系间的连续性,恢复一些荒废的小支流,将其分流能力充分发挥,提高其泄洪能力。再者,做好河道的疏通工作,避免出现淤塞的情况。需对河道进行科学管理,并且落实好日常清理工作,避免河道中流入污染物。不仅如此,还需改造硬质河道,提高排涝能力。另外,必须针对当前管网设计标准较为落后的情况予以改善。为此,各地要基于政府主管部门所出台的规范及指导意见,并充分结合本地区气候、水文及强降雨天气等实际情况提高排水管网设计标准,从而有效降低城市出现内涝的概率。
结束语
        海绵城市建设技术是一个集多学科的新兴城市建设技术,涉及水利、水文、生态、环境、城市规划等多个专业,需科学辩证分析,因地制宜。海绵城市目前还是一个新兴概念,我国海绵城市建设还处于初步摸索创建阶段,对于技术研究发展、专业技术人员培养、建设经验总结积累等都还处于探索发现阶段,离成熟推广还有很大距离。但海绵城市在促进城市生态文明建设,有效治理城市环境污染上有着广泛应用前景,需不断探索努力。
参考文献
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