海綿城市排水系統(tǒng)優(yōu)化與城市內(nèi)澇整治

李狄

摘 要：城市內(nèi)澇嚴重阻礙了城市居民的日常生活和工作，成為限制城市發(fā)展的主要因素。文章比較了美國、德國等國外發(fā)達國家，還有國內(nèi)北京、武漢、揚州、贛州的排水系統(tǒng)特點、管道數(shù)據(jù)以及蓄/排水量，找出它們的優(yōu)勢和不足，得出綠色海綿城市建設(shè)與城市排水系統(tǒng)應(yīng)進行良好的配置，才能減少城市內(nèi)澇的發(fā)生，使城市得到可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：海綿城市;城市排水系統(tǒng);城市內(nèi)澇;優(yōu)化配置

城市內(nèi)澇，不但給人們的日常生活造成了極大的不便，更造成了嚴重的經(jīng)濟損失[1]。2015年全年，在我國有154個城市發(fā)生了內(nèi)澇的情況，共計受災(zāi)人數(shù)高達250萬人，經(jīng)濟損失達80億元。海綿城市的主要規(guī)劃建設(shè)理念是“緩釋放慢”和“源頭分散”控制，追求城市人水和諧已成為各國城市建設(shè)的重要選擇。[2]。雖然海綿城市能夠解決一部分城市內(nèi)澇問題，但由于城市建設(shè)過程中老城區(qū)一些地面設(shè)施以及地下管道因為各種原因無法進行改造，導(dǎo)致一些城市的內(nèi)澇問題沒有從根本上得到緩解。國外在城市排水方面有一些可以借鑒的地方，國內(nèi)也有一些年代比較悠久的排水系統(tǒng)對于解決城市內(nèi)澇起到了很好的作用，但是從以往的研究來看，對這方面進行比較、分析和歸納的研究尚少。本文比較分析了中西方排水系統(tǒng)的優(yōu)劣，探討了海綿城市建設(shè)過程中的優(yōu)點和不足，試圖從各種海綿城市和排水系統(tǒng)的建設(shè)中找出一個比較適合解決城市內(nèi)澇的方法。

一、海綿城市與城市排水系統(tǒng)概述

（一）海綿城市

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害和適應(yīng)環(huán)境變化等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”[3]。下雨時，它會吸收水并儲存水，當(dāng)需要時，儲存的水將被釋放和利用?！昂＞d城市”材料應(yīng)具有優(yōu)良的滲透性、抗壓性、耐磨性、抗滑性、環(huán)保性、美觀性及色彩鮮艷、舒適、易維護、吸聲降噪等特點，建成“會呼吸”的城鎮(zhèn)景觀路面，有效緩解城市熱島效應(yīng)，讓城市道路不再過熱。海綿城市象征著城市發(fā)展理念和建設(shè)模式的轉(zhuǎn)變，中國130多個城市制定了建設(shè)規(guī)劃，其目標的核心是通過海綿城市建設(shè)來吸收和利用當(dāng)?shù)?0%的降雨。2020年，20%的城市建成區(qū)將滿足這一要求。如果一個城市的總面積為100平方公里，在2020年至少20平方公里將滿足這一要求。2030年，80%的城市建成區(qū)將滿足這一要求。

（二）城市地下排水系統(tǒng)

城市排水系統(tǒng)的主要部分是下水道，早在古羅馬就有下水道設(shè)施出現(xiàn)?，F(xiàn)代下水道的雛形起源于法國的巴黎。到目前為止，巴黎仍然擁有世界上最大的下水道系統(tǒng)[4]。一個好的下水道系統(tǒng)對于市民的交通出行、城市的防洪排澇、飲食的衛(wèi)生防疫等都起著巨大的作用。城市排水系統(tǒng)管理是一個長期動態(tài)的復(fù)雜過程，它涉及城市管理的多方面內(nèi)容和多主體利益[5]。本文主要通過分析城市排水系統(tǒng)以及海綿城市，了解如何建設(shè)一個良好的排水系統(tǒng)，從而減少城市內(nèi)澇，為城市的發(fā)展做出更大的貢獻。城市排水系統(tǒng)是城市公共事業(yè)的組成部分，負責(zé)城市污水和雨水的處理和排出。城市排水系統(tǒng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的重要組成部分。城市排水系統(tǒng)通常由排水管道和污水處理廠組成。污水和雨水被分流，污水從排水管中收集并送入污水處理廠，排放到水體中或循環(huán)利用，雨水從排水管中收集后，排放到水體附近[6]。在必要的技術(shù)條件下合理設(shè)計城市排水系統(tǒng)是規(guī)劃設(shè)計中的一個重要方向。為了解決這一問題，中國出臺了《城市排水許可管理辦法》。

（三）海綿城市與市地下排水系統(tǒng)的關(guān)系

海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先原則，將自然法與人工措施相結(jié)合。在保證城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現(xiàn)城市雨水的積累、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護[7]?！昂＞d城市”的建設(shè)并沒有用一種新的排水系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是對傳統(tǒng)排水系統(tǒng)進行了還原和補充，最大限度地發(fā)揮了城市本身的作用。在海綿城市建設(shè)過程中，應(yīng)綜合考慮自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)水資源循環(huán)利用的各個環(huán)節(jié)，如協(xié)調(diào)供水與排水的復(fù)雜性和長期性[8]。

二、國內(nèi)外海綿城市與城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析

作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)，國內(nèi)外對下水道的建設(shè)都是比較重視的。國外的城市排水標準，紐約是“十至十五年”的標準（注：一次降雨滿足36mm/h），東京是五至十年，巴黎是五年一遇的標準。近年來，在每一個汛期，暴雨使中國許多城市成為水鄉(xiāng)，暴露了城市排水系統(tǒng)的脆弱性[9]。城市內(nèi)澇日益成為中國城市發(fā)展的一大弱點[10]。每年雨季來臨，總有不少城市相繼加入“水城”隊伍。全國防汛抗旱總指揮部2013—2015年度數(shù)據(jù)顯示，包括北京、上海、深圳、廣州、武漢等地，全國平均每年180個城市發(fā)生洪澇災(zāi)害，2013年城市洪澇災(zāi)害發(fā)生率為23.4%。媒體梳理發(fā)現(xiàn)，近年來，除了東南沿海，四川盆地、華北地區(qū)、東北等內(nèi)陸城市內(nèi)澇也變得嚴峻。

（一）國內(nèi)海綿城市與城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

從表1比較可以看出，目前國內(nèi)的部分城市排水系統(tǒng)尚未做到管道寬度夠大，比如北京、武漢和揚州，不能保證徑流量，出水口多，坡度大，與之配套的蓄水設(shè)施也不齊全，另外地面透水做得也不夠完善，導(dǎo)致在雨量很大的時候依然積水很多，發(fā)生內(nèi)澇。這不僅需要保持管道通路大，而且需要與池塘、河流等方便排水蓄水的地方緊密結(jié)合，并隨時保證水路通暢，如贛州規(guī)劃比較好，可以借鑒。

（二）國外海綿城市與城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

從表2可以看出，國外的排水系統(tǒng)具有空間大、排水量高、維護監(jiān)控機制完善、清理機制完整不易堵塞、總長度大、支線分布廣、雨污分流處理效率高、雨水循環(huán)回收利用等特點，處理方式多樣，充分利用雨水，減少內(nèi)澇風(fēng)險。

（三）國內(nèi)外近年發(fā)展趨勢

1. 城市的氣候是多變的

近年來，中國降水有兩種主要的空間格局：一種是“南澇北旱”，華南和華北地區(qū)的降水是完全相反的。從20世紀70年代末開始，南方和北方的降水量減少。一種是三明治的形式，華北、華南地區(qū)多、江淮地區(qū)少，兩頭多中間少，隨后夾心形態(tài)有所加強。

2.城市規(guī)模增加

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，超大、新興城市以“煎餅”的形式迅速向郊區(qū)擴張。環(huán)道、互通立交和巨型社區(qū)出現(xiàn)在郊區(qū)，但沒有提供有效的配套基礎(chǔ)設(shè)施，更不用說地下排水管網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)。原有排水系統(tǒng)不能滿足功能和規(guī)模的需要。

3.城市市政建設(shè)的偏差

隨著城市的擴張，市政建設(shè)也在擴大。因為城市下水道的投資不能給政府帶來效益和成就，地方政府受經(jīng)濟投入、建設(shè)秩序和城市規(guī)劃的限制，更愿意在城市基礎(chǔ)設(shè)施投資，如電信、石油、天然氣、地鐵、房地產(chǎn)等，形成有利于政治成果的評價，而往往對地下排水不夠重視。[13]

“海綿城市”意味著城市可以像海綿一樣吸收水，是城市建設(shè)的新理念[14]。它突破了傳統(tǒng)的“以排為主”的城市雨水管理理念，以建筑、綠地、廣場、道路、水系等多種基礎(chǔ)設(shè)施為載體，綜合利用滲透、滯留、蓄存、凈化、回用、外排等多種生態(tài)化技術(shù)，構(gòu)建新型的城市低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)。為了解決城市內(nèi)澇問題，改善居民的生活環(huán)境，保證城市的安全運行，就必須全面審視現(xiàn)有的排水系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)設(shè)計方法，系統(tǒng)化地對排水系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計，從根本上解決內(nèi)澇問題。

基于以上研究發(fā)現(xiàn)，由于城市的快速發(fā)展，許多城市氣候變化導(dǎo)致降雨增加，加上基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善，對地下排水設(shè)施不重視，使得很多城市排水設(shè)施不能滿足需要，導(dǎo)致下雨就容易出現(xiàn)內(nèi)澇。在城市的建設(shè)過程中，我們需要全面考慮，既要將地面綠化、地面吸水蓄水做好，也要考慮地下管道分流調(diào)節(jié)排水能力，這樣才能持續(xù)發(fā)展，解決城市內(nèi)澇問題。

三、海綿城市與城市排水系統(tǒng)優(yōu)化配置對城市發(fā)展的影響

一是盡最大努力維護城市原有生態(tài)系統(tǒng)的完整性;二是積極采取有效措施對殘缺的自然生態(tài)環(huán)境進行相應(yīng)的整治修復(fù)工作;三是對現(xiàn)代化城市實行低影響的開發(fā)以及改造工作。[15]

（一）對延遲現(xiàn)代化城市的內(nèi)澇現(xiàn)象做出了巨大的貢獻

海綿城市的建設(shè)理念在城市中是從解決城市雨水洪澇問題開始運用的，它積極地對雨水進行調(diào)蓄以及進行雨水資源的儲存收集工作。由于雨水過后城市地下水量增加，海綿城市的建設(shè)理念積極地對地下水量合理排放與利用，城市的雨水管理系統(tǒng)得以完善。另外，海綿城市的構(gòu)建，著重在自然生態(tài)環(huán)境體系進行水系統(tǒng)的管理以及調(diào)節(jié)工作，使傳統(tǒng)的市政地下排水管道和泵站提供水源的現(xiàn)狀真正得到了改善。

（二）促使優(yōu)質(zhì)的水循環(huán)系統(tǒng)形成

海綿城市的建立能夠有效降低我國城市洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率，此外也能夠改善我國水資源短缺的現(xiàn)狀，以及對惡劣水質(zhì)進行優(yōu)化[16]。首先，海綿城市構(gòu)建對森林生態(tài)環(huán)境的修整極為重視，一些地區(qū)森林砍伐現(xiàn)象極為嚴重，導(dǎo)致森林面積銳減，雨季時節(jié)水土流失得極為迅速，因此應(yīng)該鼓勵當(dāng)?shù)鼐用裢烁€林，政府下發(fā)經(jīng)濟補貼，使當(dāng)?shù)厝藗兊慕?jīng)濟來源有所保證;其次，森林生態(tài)系統(tǒng)的修整工作是海綿城市建設(shè)中的重點之一，但城市生態(tài)系統(tǒng)的修整與治理工作也應(yīng)該積極開展，大眾廣場、硬地以及化工建筑工程作為城市中與地面貼近的建筑，在材料的挑選上應(yīng)該多下功夫，多耗時間，盡最大努力使建筑原料或者工程材料具有通透性能，具有較強的透水透濕的屬性。

（三）預(yù)防城市水土的流失

我們都應(yīng)該肯定的是，任何一個城市如果想要實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)水源，防風(fēng)防暴，以及為動植物提供優(yōu)良的棲息環(huán)境，那么對城市水土進行有效的維護和儲備是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。[17]海綿城市的完美構(gòu)建，在城市對雨水進行防控的實踐環(huán)節(jié)中提供了方便，實現(xiàn)防控工作的簡單進行，最終取得優(yōu)異的成效。在海綿城市建設(shè)的實踐過程中，城市建設(shè)者應(yīng)該明確城市開發(fā)前后水文屬性特點大體與原先保持一致，海綿建設(shè)的理念從始至終都在堅持低影響開發(fā)的規(guī)則。我們知道任何城市實現(xiàn)對該城市的水土進行高效維護的目的，均脫離不開對雨水進行科學(xué)的防控工作。[18]

總之，城市雨水調(diào)蓄儲存、城市綠化、地面透水、水土防護等方式都有利于城市對雨水進行合理處理，降低地面積水，減少內(nèi)澇災(zāi)害，實現(xiàn)城市的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)語

綠色海綿城市與城市排水系統(tǒng)優(yōu)化配置對城市內(nèi)澇起到一定的促進作用，根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗來看，許多城市之所以在大雨洪災(zāi)之中保持安然無恙，是因為它們不僅有良好的地面綠化吸水蓄水，對于地下管道的建設(shè)也比較完善。這種寬度和深度都保證了地上水滲透到地下以后能及時排出，不至于存積造成內(nèi)澇。

海綿城市的建設(shè)已然成為主流趨勢，海綿城市控制城市雨水徑流，以實現(xiàn)城區(qū)內(nèi)雨水就近吸收、儲存、滲透、過濾、凈化等目標，達到雨水自然存積、自然滲透，緩解雨季內(nèi)澇影響，達到水資源循環(huán)利用的效果。

我國目前的現(xiàn)狀是對于海綿城市建設(shè)比較看重，但是很多城市并沒有推廣海綿城市建設(shè)，在建設(shè)的過程中也存在許多問題，許多城市在海綿城市建設(shè)以后在下大雨時仍然會出現(xiàn)城市內(nèi)澇等現(xiàn)象。另外大部分城市只注重地面部分的建設(shè)，如地面吸水和城市綠化，卻比較少注重地下排水系統(tǒng)的建設(shè)，比如管道擴建等，這些問題都值得我們?nèi)ソ梃b思考。

國內(nèi)的排水系統(tǒng)應(yīng)做到管道寬度夠大，保證徑流量，出水口多，坡度大，與之配套的蓄水設(shè)施齊全，不僅保持管道通路大，而且與池塘、河流等方便排水蓄水的地方緊密結(jié)合，并隨時保證水路通暢，只有這樣才能做到在雨量很大的時候及時排水，減少城市內(nèi)澇的發(fā)生。國外的排水系統(tǒng)具有空間大、排水量高、維護監(jiān)控機制完善、清理機制完整不易堵塞、總長度大、支線分布廣、雨污分流處理效率高、雨水循環(huán)回收利用等特點，排放方式多樣，充分利用雨水，減少內(nèi)澇風(fēng)險?；谝陨涎芯堪l(fā)現(xiàn)，由于城市的快速發(fā)展，許多城市氣候變化導(dǎo)致降雨增加，加上基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善，對地下排水設(shè)施不重視，使得很多城市排水設(shè)施不能滿足需要，導(dǎo)致下雨就容易出現(xiàn)內(nèi)澇。在城市的建設(shè)過程中，我們需要全面考慮，既要將地面綠化、地面吸水蓄水做好，也要考慮地下管道分流調(diào)節(jié)排水能力，這樣才能持續(xù)發(fā)展，解決城市內(nèi)澇問題。城市雨水調(diào)蓄儲存、城市綠化、地面透水、水土防護等方式都有利于城市對雨水進行合理處理，降低地面積水，減少內(nèi)澇災(zāi)害，實現(xiàn)城市的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

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作者單位：

贛南師范大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院