摘要：浙江省城市化水平較高，城市發(fā)展和下墊面條件的改變引起城市暴雨增多、徑流量增大、蓄水空間縮小等系列水文效應(yīng)，從而導(dǎo)致城市雨洪加劇，洪水風(fēng)險增大。雨洪控制是緩解浙江省城市防洪壓力的一項(xiàng)重要措施。本文參考國內(nèi)外雨洪控制技術(shù)，結(jié)合浙江省城市特點(diǎn)，提出削減暴雨徑流量和科學(xué)規(guī)劃城市排水的城市雨洪控制措施，從城市規(guī)劃和雨洪控制相關(guān)文件制訂、統(tǒng)一管理、加強(qiáng)雨洪控制研究等方面提出了城市雨洪控制措施保障體系。

關(guān)鍵詞：城市化；城市雨洪；雨洪控制；措施；保障體系

一、研究背景

浙江省地處我國東南沿海，氣候多變，地形復(fù)雜。浙江東部沿海地區(qū)易遭臺風(fēng)侵襲，浙江西部地區(qū)常遭梅雨影響，浙中、浙北地區(qū)梅雨和臺風(fēng)影響兼具，導(dǎo)致浙江省暴雨頻繁、集中，洪澇災(zāi)害現(xiàn)象時有發(fā)生。由于地形地勢等客觀條件的限制，大部分城區(qū)位于地勢平坦或低洼處，給城區(qū)排水增加了困難，進(jìn)一步加劇了城區(qū)洪澇災(zāi)害的影響。

自20 世紀(jì)80 年代，浙江省城市化進(jìn)程加快，城市建設(shè)用地向耕地、濕地等發(fā)展，甚至侵占河道，填埋溝塘，導(dǎo)致城市雨洪加劇，人為增加了城市洪水風(fēng)險。2007 年，杭州城西、溫州、臺州、寧波等地遭暴雨襲擊，不少城鎮(zhèn)被淹；2009 年6 月21 日，義烏市遭受局部強(qiáng)降雨，部分街道受淹。浙江省在城市化進(jìn)程中暴露出新的城市（鎮(zhèn)）防洪公共安全問題。

二、城市化對城市雨洪的影響

伴隨著城市的擴(kuò)張和發(fā)展，城市土地利用方式、覆被條件發(fā)生了顯著改變，引起城市暴雨增多、蓄水空間縮小、徑流系數(shù)增大等系列水文效應(yīng)，這些效應(yīng)是導(dǎo)致城市雨洪加劇最直接、最根本的原因。

1.城市化對降雨的影響

都市的形成伴隨著城市熱島效應(yīng)，城市建筑物加大了地表粗糙程度，城市向大氣排放的大量污染物飄浮于空中，這些都成為城市降雨總量增多、暴雨增加的誘發(fā)因素。國內(nèi)外大量研究表明，一般百萬人口城市城區(qū)平均氣溫比郊區(qū)高0.5～1.0℃。

顧俊強(qiáng)等通過對均勻分布于浙江省大中小城市的36 個觀測站近40年（1961—1999 年）降雨資料、雨日的氣候變化進(jìn)行了研究，表明浙江省年降水量呈正相關(guān)，但年降雨日數(shù)長期變化呈負(fù)相關(guān)。圖1 是浙江省北部城市杭州、安吉、嘉興、蕭山、富陽、湖州6 站逐年雨日的平均降水量時間曲線（圖中的直線是直線回歸，曲線是高斯9 點(diǎn)濾波線）。由圖1 可知，浙北6站每個雨日平均降水量呈明顯的增加趨勢，每年平均增加0.1 mm，20 世紀(jì)80 年代以后，雨日的平均降水量大部分都在9 mm以上，大于多年平均值， 20 世紀(jì)80 年代以前小于多年的平均值。

圖1 浙北6 站年雨日平均降水量的時間曲線

2.城市化對蓄水空間的影響

浙江省地形復(fù)雜，地貌以山丘為主（占總面積的70%以上），城市用地緊張，但為滿足城市空間的擴(kuò)張，建設(shè)用地侵占耕地、濕地，甚至填埋溝塘，導(dǎo)致城市蓄水空間縮小。據(jù)統(tǒng)計，自20 世紀(jì)80 年代以來，杭州下城區(qū)（北部）潮鳴區(qū)約有幾十個水塘被填埋，損失蓄水容量約18 萬m3。由1986—2001 年杭州市城區(qū)擴(kuò)展遙感衛(wèi)星影像圖可知，2001 年主城區(qū)面積較1986 年擴(kuò)展1 倍以上，城區(qū)建設(shè)用地增加約40 km2，地面平均墊高按1 m計算，滯水空間損失近0.4 億m3（不考慮下滲水量）。由義烏市1981—2007 年城市擴(kuò)展衛(wèi)星遙感影像圖可知，其城區(qū)面積從1981 年的3.72 km2擴(kuò)展到2007 年的64.35 km2，增長了16 倍多；不透水面積由1981 年的3.72 km2 增加到2007 年的46.16 km2。在所增加的42.44 km2 不透水面積中，來自耕地、洼地等的約有41.32 km2，來自水域的約有1.12 km2。如果以地面平均填高0.5 m計算，滯水空間縮小0.2 億m3（不考慮下滲量）。

3.城市化對徑流的影響

美國“國家城市徑流計劃（NURP）”1983 年的研究結(jié)論表明，隨著流域內(nèi)不透水面積百分比的增加，觀測的徑流系數(shù)也在增大。降雨的時空分布對徑流系數(shù)也產(chǎn)生影響，徑流系數(shù)隨著降雨量的增加而增大，且隨暴雨重現(xiàn)期的延長而增大。武晟等通過實(shí)驗(yàn)研究，得出了不同下墊面徑流系數(shù)與雨強(qiáng)及歷時的關(guān)系，研究表明水泥路面、改性瀝青和不透水磚的透水性非常弱，在穩(wěn)定情況下，徑流系數(shù)均在0.95 以上；透水磚與覆蓋率100%的草地徑流系數(shù)基本相同。

浙江省城市化水平由1978 年的14%增加到2007 年的57.2%，城市下墊面條件發(fā)生顯著變化，不透水面積成倍增長，導(dǎo)致徑流系數(shù)增大。義烏市區(qū)不同時期徑流系數(shù)見表1，初步研究場次徑流系數(shù)由0.31 增加到0.65，次降雨徑流系數(shù)達(dá)到0.8 以上。徑流系數(shù)增大，而匯流時間縮短，使得洪峰流量增大，洪峰出現(xiàn)時間提前。

表1 義烏市1981 年、1998 年、2007 年3個時期徑流系數(shù)變化

三、城市雨洪控制措施

1.削減暴雨徑流量

（1）屋頂集水系統(tǒng)

屋頂集水是城市雨洪控制的一種重要措施，可分為單體建筑物的分散系統(tǒng)和建筑群或小區(qū)的集中系統(tǒng)。浙江省城市住宅小區(qū)大部分屋項(xiàng)都已平改坡，對于坡屋頂，其集雨系統(tǒng)集水量可按下式計算：

W=ψA（H?10-3）

式中，W 為屋面收集水量（m3），該值最大值為集雨系統(tǒng)最大蓄水量；ψ為徑流系數(shù)；A 為屋面水平投影面積（m2）；H 為某一時段內(nèi)降雨量（mm）。

集雨系統(tǒng)收集的雨水可用于小區(qū)綠化、環(huán)保等用水。對于平屋頂，可設(shè)計成綠色屋頂雨水控制系統(tǒng)，可使屋頂徑流系數(shù)減小到0.3，有效削減雨水徑流量，并改善城市環(huán)境。

（2）綠地控制系統(tǒng)

草地的滯流入滲作用很強(qiáng)，對短歷時暴雨有較好的控制作用。我國現(xiàn)代城市小區(qū)規(guī)劃規(guī)范要求，小區(qū)綠地面積不應(yīng)小于30%，建筑物、道路等不透水鋪裝面一般為40%～50%。根據(jù)綠地地面與周圍地面的高程關(guān)系，綠地的形式可分為凸、平、凹3 種，其中下凹式綠地具有蓄滲雨水、削減洪峰流量、過濾水質(zhì)、美化環(huán)境、防止水土流失等優(yōu)點(diǎn)。雨洪控制應(yīng)盡量采用下凹式綠地。計算時段內(nèi)下凹式綠地下滲水量、綠地蓄水量按下式計算：

S=KJFGT×104

△U=HFG×104

式中，S 為雨水滲透量（m3）；K 為土壤滲透系數(shù)（m/s）；J 為水力坡度，垂直下滲，可取為1；F 為計算區(qū)域面積（m2）；G 為計算區(qū)域內(nèi)下凹式綠地占地比例；T 為計算時段（s）；H 為下凹式綠地和雨水溢出口高差（m）。

（3）雨水滲透技術(shù)

①滲透路面技術(shù)：滲透路面主要分為兩類，一類為滲透性多孔瀝青地面或滲透性多孔混凝土地面，另一類是使用鏤空地磚（俗稱草皮磚）鋪砌的路面。滲透路面可用于停車場、交通較少的道路及人行道，特別適合居民小區(qū)，還可在空隙中種植草類。

②滲透管、滲透樁、池井技術(shù)：相對滲透池而言，滲透管占地較少，便于在城區(qū)及生活小區(qū)設(shè)置；滲透樁一般用于該地區(qū)上層土壤滲透性不好，而下層土壤滲透性較好的情況；土質(zhì)滲透性能較好時可采用滲透池，當(dāng)土地緊張時，可用地下滲透井，建筑結(jié)構(gòu)與地上滲透設(shè)施相似。

2.科學(xué)規(guī)劃城市排水

浙江省大部分城市處于地勢低洼處，例如杭州、義烏等主城區(qū)均三面環(huán)山，這給城市自然排水增加了困難，暴雨期間還要承受山區(qū)下來的洪水。因此，如何科學(xué)規(guī)劃城市排水是浙江省城市雨洪控制面臨的主要問題。

（1）梳理城區(qū)水系，確定合理的河道排澇能力

在城市化進(jìn)程中，城區(qū)原有水系被打亂，河道排澇任務(wù)進(jìn)行了重新劃分，但在城區(qū)規(guī)劃、設(shè)計和管理中，忽略了這方面內(nèi)容，對城區(qū)河道具體承納的排澇任務(wù)尚不清晰，從而使城區(qū)某些河道承擔(dān)排澇任務(wù)過重，導(dǎo)致城區(qū)局部內(nèi)澇積水。因此，應(yīng)進(jìn)一步清查城區(qū)各排水出路（特別是地下管網(wǎng)排水出路），復(fù)核城區(qū)河道排澇任務(wù)及排澇能力，對超排澇能力的河道減輕其排澇任務(wù)或重新改造。

（2）建設(shè)雨洪滯蓄工程，緩解低洼區(qū)雨洪壓力

城區(qū)遭遇標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)暴雨時，正常情況下，一般區(qū)域的雨水產(chǎn)流由雨水排水管和城區(qū)河道正常排水。而對于一些范圍大、地勢低洼的區(qū)域，往往存在排水設(shè)施不完善、排水困難等問題。針對這種情況，可利用地勢條件建造人工濕地、地下蓄水池、地面小型蓄水工程等雨洪工程滯蓄設(shè)施，提高低洼區(qū)域防洪能力。

（3）攔蓄、分流山區(qū)洪水，緩解城區(qū)河道行洪壓力

浙江省許多城區(qū)河道不但要擔(dān)負(fù)城區(qū)排澇任務(wù)，同時還要承納山區(qū)洪水，特別是短歷時暴雨，山區(qū)小流域洪水暴漲暴落，直接匯入城區(qū)河道，增加城區(qū)河道排洪壓力。為緩解城區(qū)河道行洪壓力并應(yīng)對超標(biāo)準(zhǔn)暴雨洪水，可在山區(qū)河流入城附近修建小型蓄水工程攔蓄山區(qū)暴雨洪水，或在山區(qū)河流入城處布置避洪渠，直接將部分山區(qū)洪水分流至外河，以減少進(jìn)入城區(qū)河道的洪量。

四、城市雨洪控制措施保障體系

1.城市規(guī)劃增加雨洪控制內(nèi)容

在城市規(guī)劃編制中應(yīng)適當(dāng)考慮雨洪分流，如條件允許應(yīng)在山區(qū)與城區(qū)之間布置截洪溝, 盡量避免山區(qū)洪水直接進(jìn)入城區(qū)河道或沖刷城區(qū)；在編制城市各層次規(guī)劃的同時，應(yīng)編制城市雨洪控制專項(xiàng)規(guī)劃以及在各層次規(guī)劃中增加雨洪控制的內(nèi)容；在城市規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)增加一些雨洪控制硬性指標(biāo)，如綠化覆蓋率、下墊面透水率、水域面積等。

2.制定雨洪控制的相關(guān)文件

政府應(yīng)制定相關(guān)政策，鼓勵和發(fā)展雨洪控制措施，因地制宜制定、出臺相關(guān)雨洪控制設(shè)施建設(shè)管理辦法及相應(yīng)的法規(guī)，明確雨洪控制的基本原則是保證項(xiàng)目建成后降水徑流系數(shù)不能增加；新建、改建、擴(kuò)建區(qū)域均要設(shè)計雨洪控制設(shè)施，改變讓雨水盡快排入河道的傳統(tǒng)思路；同時，盡快制定城市雨洪控制方面的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)行等配套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.加強(qiáng)統(tǒng)一管理

雨洪控制屬于水務(wù)的開發(fā)與管理范疇，涉及氣象、地質(zhì)、水利、城市建設(shè)等領(lǐng)域，具體實(shí)施時需與城市建設(shè)、市政管理、節(jié)水、建筑設(shè)計、環(huán)保和園林等多部門通力合作；為保證雨洪控制的持續(xù)發(fā)展，必須建立有力的領(lǐng)導(dǎo)組織機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理，包括防洪、蓄水、供水、用水、節(jié)水、排水、水資源保護(hù)與配置、污水處理和再生水利用等問題，負(fù)責(zé)工程的建設(shè)管理和監(jiān)督。

4.深入開展雨洪控制研究

雨洪控制涉及社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等領(lǐng)域，應(yīng)從不同角度入手，對城市雨洪控制進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合研究，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，開展城市雨洪控制利用關(guān)鍵技術(shù)問題的科技攻關(guān)，鼓勵高新技術(shù)企業(yè)從事雨洪控制技術(shù)開發(fā)研究；建立一批城市雨洪控制示范區(qū)，在取得成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)、推廣雨洪控制技術(shù)。

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作者簡介：高永勝（1971—），男，高級工程師。