時間：2011-07-07來源：
摘要：浙江省城市化水平較高，城市發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，從而導致城市雨洪加劇，洪水風險增大。雨洪控制是緩解浙江省城市防洪壓力的一項重要措施。本文參考國內外雨洪控制技術，結合浙江省城市特點，提出削減暴雨徑流量和科學規劃城市排水的城市雨洪控制措施，從城市規劃和雨洪控制相關文件制訂、統一管理、加強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，地形復雜。浙江東部沿海地區易遭臺風侵襲，浙江西部地區常遭梅雨影響，浙中、浙北地區梅雨和臺風影響兼具，導致浙江省暴雨頻繁、集中，洪澇災害現象時有發生。由于地形地勢等客觀條件的限制，大部分城區位于地勢平坦或低洼處，給城區排水增加了困難，進一步加劇了城區洪澇災害的影響。
自20 世紀80 年代，浙江省城市化進程加快，城市建設用地向耕地、濕地等發展，甚至侵占河道，填埋溝塘，導致城市雨洪加劇，人為增加了城市洪水風險。2007 年，杭州城西、溫州、臺州、寧波等地遭暴雨襲擊，不少城鎮被淹；2009 年6 月21 日，義烏市遭受局部強降雨，部分街道受淹。浙江省在城市化進程中暴露出新的城市（鎮）防洪公共安全問題。
二、城市化對城市雨洪的影響
伴隨著城市的擴張和發展，城市土地利用方式、覆被條件發生了顯著改變，引起城市暴雨增多、蓄水空間縮小、徑流系數增大等系列水文效應，這些效應是導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，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、暴雨增加的誘發因素。國內外大量研究表明，一般百萬人口城市城區平均氣溫比郊區高0.5～1.0℃。
顧俊強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、雨日的氣候變化進行了研究，表明浙江省年降水量呈正相關，但年降雨日數長期變化呈負相關。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張，建設用地侵占耕地、濕地，甚至填埋溝塘，導致城市蓄水空間縮小。據統計，自20 世紀80 年代以來，杭州下城區（北部）潮鳴區約有幾十個水塘被填埋，損失蓄水容量約18 萬m3。由1986—2001 年杭州市城區擴展遙感衛星影像圖可知，2001 年主城區面積較1986 年擴展1 倍以上，城區建設用地增加約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 年城市擴展衛星遙感影像圖可知，其城區面積從1981 年的3.72 km2擴展到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 年的研究結論表明，隨著流域內不透水面積百分比的增加，觀測的徑流系數也在增大。降雨的時空分布對徑流系數也產生影響，徑流系數隨著降雨量的增加而增大，且隨暴雨重現期的延長而增大。武晟等通過實驗研究，得出了不同下墊面徑流系數與雨強及歷時的關系，研究表明水泥路面、改性瀝青和不透水磚的透水性非常弱，在穩定情況下，徑流系數均在0.95 以上；透水磚與覆蓋率100%的草地徑流系數基本相同。
浙江省城市化水平由1978 年的14%增加到2007 年的57.2%，城市下墊面條件發生顯著變化，不透水面積成倍增長，導致徑流系數增大。義烏市區不同時期徑流系數見表1，初步研究場次徑流系數由0.31 增加到0.65，次降雨徑流系數達到0.8 以上。徑流系數增大，而匯流時間縮短，使得洪峰流量增大，洪峰出現時間提前。
表1 義烏市1981 年、1998 年、2007 年3個時期徑流系數變化
三、城市雨洪控制措施
1.削減暴雨徑流量
（1）屋頂集水系統
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和建筑群或小區的集中系統。浙江省城市住宅小區大部分屋項都已平改坡，對于坡屋頂，其集雨系統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最大蓄水量；ψ為徑流系數；A 為屋面水平投影面積（m2）；H 為某一時段內降雨量（mm）。
集雨系統收集的雨水可用于小區綠化、環保等用水。對于平屋頂，可設計成綠色屋頂雨水控制系統，可使屋頂徑流系數減小到0.3，有效削減雨水徑流量，并改善城市環境。
（2）綠地控制系統
草地的滯流入滲作用很強，對短歷時暴雨有較好的控制作用。我國現代城市小區規劃規范要求，小區綠地面積不應小于30%，建筑物、道路等不透水鋪裝面一般為40%～50%。根據綠地地面與周圍地面的高程關系，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、美化環境、防止水土流失等優點。雨洪控制應盡量采用下凹式綠地。計算時段內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（m/s）；J 為水力坡度，垂直下滲，可取為1；F 為計算區域面積（m2）；G 為計算區域內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
①滲透路面技術：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，還可在空隙中種植草類。
②滲透管、滲透樁、池井技術：相對滲透池而言，滲透管占地較少，便于在城區及生活小區設置；滲透樁一般用于該地區上層土壤滲透性不好，而下層土壤滲透性較好的情況；土質滲透性能較好時可采用滲透池，當土地緊張時，可用地下滲透井，建筑結構與地上滲透設施相似。
2.科學規劃城市排水
浙江省大部分城市處于地勢低洼處，例如杭州、義烏等主城區均三面環山，這給城市自然排水增加了困難，暴雨期間還要承受山區下來的洪水。因此，如何科學規劃城市排水是浙江省城市雨洪控制面臨的主要問題。
（1）梳理城區水系，確定合理的河道排澇能力
在城市化進程中，城區原有水系被打亂，河道排澇任務進行了重新劃分，但在城區規劃、設計和管理中，忽略了這方面內容，對城區河道具體承納的排澇任務尚不清晰，從而使城區某些河道承擔排澇任務過重，導致城區局部內澇積水。因此，應進一步清查城區各排水出路（特別是地下管網排水出路），復核城區河道排澇任務及排澇能力，對超排澇能力的河道減輕其排澇任務或重新改造。
（2）建設雨洪滯蓄工程，緩解低洼區雨洪壓力
城區遭遇標準內暴雨時，正常情況下，一般區域的雨水產流由雨水排水管和城區河道正常排水。而對于一些范圍大、地勢低洼的區域，往往存在排水設施不完善、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施，提高低洼區域防洪能力。
（3）攔蓄、分流山區洪水，緩解城區河道行洪壓力
浙江省許多城區河道不但要擔負城區排澇任務，同時還要承納山區洪水，特別是短歷時暴雨，山區小流域洪水暴漲暴落，直接匯入城區河道，增加城區河道排洪壓力。為緩解城區河道行洪壓力并應對超標準暴雨洪水，可在山區河流入城附近修建小型蓄水工程攔蓄山區暴雨洪水，或在山區河流入城處布置避洪渠，直接將部分山區洪水分流至外河，以減少進入城區河道的洪量。
四、城市雨洪控制措施保障體系
1.城市規劃增加雨洪控制內容
在城市規劃編制中應適當考慮雨洪分流，如條件允許應在山區與城區之間布置截洪溝, 盡量避免山區洪水直接進入城區河道或沖刷城區；在編制城市各層次規劃的同時，應編制城市雨洪控制專項規劃以及在各層次規劃中增加雨洪控制的內容；在城市規劃建設中應增加一些雨洪控制硬性指標，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文件
政府應制定相關政策，鼓勵和發展雨洪控制措施，因地制宜制定、出臺相關雨洪控制設施建設管理辦法及相應的法規，明確雨洪控制的基本原則是保證項目建成后降水徑流系數不能增加；新建、改建、擴建區域均要設計雨洪控制設施，改變讓雨水盡快排入河道的傳統思路；同時，盡快制定城市雨洪控制方面的規劃、設計、施工、運行等配套技術標準。
3.加強統一管理
雨洪控制屬于水務的開發與管理范疇，涉及氣象、地質、水利、城市建設等領域，具體實施時需與城市建設、市政管理、節水、建筑設計、環保和園林等多部門通力合作；為保證雨洪控制的持續發展，必須建立有力的領導組織機構，負責統一協調和管理，包括防洪、蓄水、供水、用水、節水、排水、水資源保護與配置、污水處理和再生水利用等問題，負責工程的建設管理和監督。
4.深入開展雨洪控制研究
雨洪控制涉及社會、經濟、生態等領域，應從不同角度入手，對城市雨洪控制進行技術經濟綜合研究，引進國外先進技術，開展城市雨洪控制利用關鍵技術問題的科技攻關，鼓勵高新技術企業從事雨洪控制技術開發研究；建立一批城市雨洪控制示范區，在取得成功經驗的基礎上，總結、推廣雨洪控制技術。
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作者簡介：高永勝（1971—），男，高級工程師。
