基于广州海绵城市建设的内涝分析与解决方案研究

发表时间:2021/4/19   来源:《城镇建设》2021年1月2期   作者:周德宏
[导读] 文中对城市暴雨内涝防控与海绵城市建设的关系进行了讨论。论述了城市暴雨内涝成因
        周德宏
        广省城乡规划设计研究院有限责任公司,广东广州,510000
        摘要:文中对城市暴雨内涝防控与海绵城市建设的关系进行了讨论。论述了城市暴雨内涝成因,提出了海绵城市和城市内涝防控的关系。
        在了解城市内涝成因基础上,提出了内涝防治的对策措施,包括以统一排水体系,组建防洪排涝建设与管理中心,建设精细化的城市内涝监测预报预警及调度系统,强化内涝应急联动和管理,制定新政策,推广海绵城市LID低影响开发技术,提高内涝防治科学水平,而海绵城市的建设一个主要目的是提高年径流总量控制和减少综合径流系数,延缓洪水峰现时间,降低洪峰流量。
        


        关键词:海绵城市;雨水渗透;暴雨内涝;
        1.广州暴雨内涝成因分析
        1.1极端超标暴雨频发
        集中的超标暴雨是导致内涝的主要因素广州市属于亚热带海洋季风气候,降雨充沛且相对集中,加之工业化、城市化步伐加快后,“城市热岛效应”、“城市雨岛效应”的出现日趋频繁,从而使得小范、高强度的局部暴雨时有发生,很容易导致内涝。另外,城市化进程不断改变城市的气候,对降水强度 和降水量分布有直接影响,在城区及其下风方向有 降水强度加大、降水量增多的效应,因此内涝实难避免[16]。
1.2地表径流不断增大
        在多年城市建设中,因认识缺位、随意求成,缺乏科学考虑和论证,原有的自然地貌被大量的建筑物和构筑物代替,一定范 围内的不透水面积剧增,相同暴雨形成的地面径流 陡涨,一旦现有排水系统无法适应这种变化,便会形成内涝。
1.3市政系统规划不完善
        城区排涝工程系统性很强,需要上下游的协调, 近远期的控制,局部地区与整体布局的配合[17]。目前 广州市还没有完整有效的地面高程规划和排水控制 性详细规划,1995 年编制的防洪排涝规划已到修编 年限,河涌水系规划的部分控制蓝线未能落地,难以 保证各地块排涝的需要。
1.4河涌排涝功能不足
        广州市中心城区 20 年间建城区面积增长了约10 倍,在城市社会和经济快速发展的同时,城市排 涝工程基本建设没有得到同步发展。城市建设对排 涝考虑不足,主要体现在以下几方面:
a. 规划分洪道不能按计划实施。
b. 河涌中阻水的桥梁、管线众多,使上游的水体下泄不畅。
c. 河涌堤岸景观建设与城市排水协调兼顾不足。。
d.    部分旧河道被填塞,新规划河道未落地。
e.    河床淤积较普遍。
1.5排水系统建设滞后
        中心城区排水管网总长为 6 149 km,沟渠总长 为 2 313 km。排水管道的长度不足、密度不够、标准偏低欠账仍较多。
② 片段式搭车建设排水基础设施,造成排水 管网的系统性不够,前瞻性不足。
② 市区范围内的广园快速、内环路等道路建 设项目只按要求配套建设路面排水设施( 如排水边 沟、暗渠、管道) ,没有考虑周边地块及上游雨水排 放需求,仅考虑自身的排水需要,管径偏小,暴雨期间地势低洼路段容易出现“水浸街”现象[20]。
③     部分路段路面雨水口数量不足、布置形式 不合理( 容易堵塞) ,排水能力不能满足现实需要, 在暴雨期间出现地面积水现象,影响雨水及时排放。
④ 截污溢流井设置不尽合理,感潮河段的诸 多合流渠箱出口设有拍门或截污堰,此举有利于污 水收集,确保晴天污水不溢流水体,但局部抬高了雨 水排放水位,阻碍了雨水的及时顺利排放。
1.6管道淤积破坏普遍
广州市排水系统的清疏工作每天都在进行,但排水管道养护力度仍显不足,资金投入不足、周期长、设备落后、机械化程度低。根据现场调研,管井半堵的现象普遍存在,而且由于管道坡度较小,管内的淤积情况较严重,该问题在合流制管道中尤为突出。
2.城市内涝防控与海绵城市建设关系
           城市内涝防治是一项系统工程,是用于防治内涝灾害的工程措施和非工程措施的总和,涵盖从雨水径流的产生到末端排放的全过程控制,包括产流、汇流、调蓄、利用、排放、预警和应急等,而不仅仅包括传统的排水管渠建设。城市内涝防治系统分为源头控制、排水管渠和排涝除险等工程设施以及应急管理等非工程措施,与防洪设施相衔接,并分别与国际上常用的低影响开发设施、小排水系统和大排水系统基本对应。
3. 海绵城市建设的内涝解决方案
3.1扩建和新建城市水系
        在扩建和新建城市水系的过程中,采取一些技术措施,如加深蓄水池深度、降低水温来增加蓄水量并合理控制蒸发量,充分发挥自然水体的调节作用。扩建或新建城市水系。如图1-1
        
   
3.2改造城市道路、广场
        通过建设模块式的雨水调蓄系统、地下水的调蓄池或者下沉式雨水调蓄广场等设施,最大程度地把雨水保留下来。在一些实践中,实现了道路广场的透水地面比例≥70%,下凹式绿地比例≥25%,综合径流径流系数≤0.5。如图1-2
        
                     
3.3透过透水路面收集和下渗雨水
        在居住区、工商业区LID设计中,改变传统的集中绿地建设模式,将小规模的下凹式绿地渗透到每个街区中见图,在不减少建筑面积的前提下增加绿地比例,可实现透水性地面≥75%,绿地率≥30%(其中下凹式绿地≥70%),径流系数≤0.45[33]。如图1-3:
        
      
3.4居住区、工商业区LID设计
绿地的生态效益更加明显。在海绵城市建设实践中,通过建设滞留塘、下凹式绿地等低影响开发设施,并将雨水调蓄设施与景观设计紧密结合,可以实现人均绿地面积≥20m2、绿地率≥40%、绿化覆盖率≥50%。、透水性地面≥75%(其中下凹式绿地≥70%)的目标,径流系数可以控制在0.15左右。同时,收集的雨水可以循环利用作为应急水源地[49]。如图1-4:


3.5建筑雨水利用和中水回收
        雨水收集,完整的说应该叫做“雨水收集与利用系统”,是指收集、利用建筑物屋顶及道路、广场等硬化地表汇集的降雨径流,经收集——输水 ——净水——储存等渠道积蓄、雨水收为绿化、景观水体、洗涤及地下水源提供雨水补给,以达到综合利用雨水资源和节约用水的目的。具有减缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义[50]。雨水收集利用建筑、道路、湖泊等,收集雨水,用于绿地 灌溉、景观用水,或建立可渗式路面、采用透水材料铺装,直接增加雨水的渗入量。?建筑中水回用就是将公共建筑或建筑小区中人们生活或生产活动中排放的生活污水、冷却水,经集流、水处理、输配水等技术,回用于建筑或建筑小区。它是一种介于建筑生活给水与排水之间的杂用水。如图1-5:
)
3.海绵城市方案与传统方案对比和优势
        对传统粗放式城市建设模式下,已经受到破坏的水体和其他自然环境,运用生态的手段进行恢复和修复,并维持一定比例的生态空间,其中海绵城市建筑的优点尤为突出,海绵城市建设最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,留有足够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地,维持城市开发前的自然水文特征,这是海绵城市建设的基本要求。如图1-6:
      市

        海绵城市主要有五大优势。通过低影响开发模式防治内涝,可以有效地减少进入排水管网的雨水总量、单位时间内的雨水径流量。建设海绵城市对城市的5大优势:
        a)减轻市政排水网的负荷,减少对新建排水管网的巨大支出。
        b)暴雨时期雨水的渗透量增大,减少城市地表的沉降,缓解地表塌陷,加强城市水循环的利用,缓解城市日益缺水的问题。
        c)海绵城市调整城市像海绵体一般吸水排水,有效的降低钢筋混凝土池和排水管网的建造。
        d)储存水池的设施和市内现有的草地、花园、园林景观相融合。
        e)可以显著降低水污染管理成本,减少城市内的洪涝灾害造成的巨大损失。
4.结语
        本章总结了广州的海绵城市建设政策和近几年来广州海绵城市的规划,说明了海绵城市和内涝防控的关系,提出海绵城市的方案设计和传统方案对比和优势,得出了广州建设海绵城市的好处和必要性。

         参考文献
[1]蔡沅培.海绵城市理念下城市规划探讨[J].江西建材,2017(07):32+34.
[2]郐艳丽.海绵城市建设问题、风险与制度逻辑[J].北京规划建设,2017(02):58-63.
[3]柯文杰.白云区江高截洪渠流域治涝方案比选分析[J].广东水利水电,2017(06):14-18.
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