刘永虹关于当前城市内涝频发问题的思考看法

本帖最后由 路人乙 于 2013-8-2 14:27 编辑

当前城市内涝频发造成巨大损失。本文从传统暴雨数学模型的失准、设计重现期标准的选取、城市排水系统的协调建设和管理、雨水的渗透等方面进行分析城市内涝的频发和加重的原因，提出研究的方向和措施的指引。

做为行业的从业人员，结合工作中的体会，提出一下几个方面的思考，与有兴趣的同仁共同探讨。

思考的内容如下：

1、大小环境气候的变化造成传统的暴雨数学模型失准

随着工业化发展，城市化进程加快，温室气体排放不断增加，加剧了大环境－全球气候的变暖，许多无法准确预测和控制的极端气候频频出现，包括与城市内涝有直接关联的气象，如：短历时高强度特大暴雨、连续多轮长期持续降水、飓风台风、大洪大潮......等等，出现的频率日益增高。与常年同期相比，江南大部、华南北部降雨量较常年同期偏多二成以上，其中江西、福建、广东等部分地区偏多五成至一倍。

“雨岛效应”是特大暴雨的催化剂。城市高楼林立，空气循环不畅，加之盛夏时节，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，而大城市大气环流较弱，由城市热岛所产生的局地气流的上升有利于对流性降水的发生、发展；同时，城区空气中凝结核多，大核（如硝酸盐）存在会促进暖云降水作用；并且城市的下垫面粗糙度增大使其降水雨系减慢，延长城区降水时间，形成“雨岛效应”。大城市比较集中地区，城市雨岛效应也更加明显。在降水过程中，各地的暴雨的雨强度屡屡冲破了历史纪录，以广州为例，2010年5月6日20时，广州天气图表显示的气流在气象专家看来，并不会造成很大的降水，但广州暴雨的强度却冲破了历史纪录，降水时间极其集中，在不到6个小时内就出现了超100毫米的降水。正是由于城市的小环境－“雨岛效应”促成特大暴雨的频频出现而造成严重内涝灾害。

由此可见，大小环境气候的变化是加重城市内涝的原因之一。由于许多城市在排水设施（包括水利和市政行业）设计中，多是简单地延用早期的理论推导公式或数理统计法、水文频率拟合分布法的推求公式，其暴雨数学模型的气象资料系列度及影响因子方面，与当前形势有一定的失准，所计算出的数据结论与近年来的大小环境气候的变化导致灾害加重的结果存在偏差。因此，研究分析当前相关环境气象的趋势因素、建立新型暴雨和积涝的数学模型及影响参数是必须的和急迫的。

2、 设计重现期标准的选取与经济实力及灾害损失的关联度不够

《室外排水设计规范》规定城市排水重现期一般选用0.5～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起严重后果地区，一般选用3～5年。《福建省城市排水排涝设计暂行规定》提出“县级城市采用3～5年一遇设计标准；对地市级以上的重要城市采用5～10年一遇设计标准；在条件较好或重要的地区可适当提高标准”。

由于规范规定的弹性较大，人为的自由裁量度较高。而城市排水工程设计中，基本没有做系统灾害损失与减灾投入的专题评估，没有科学依据的指导，采用的设计重现期标准没有针对性，没有重要性和主次性之分，经常出现经济实力强的和弱的地区采用同一标准、城区核心地带内涝损失严重的地段和一般的地段采用同一标准、下游主干系统和上游支管采用同一标准等现象，并且普遍采用常规适中的通用标准等级，造成该重点投入的投入不足，有经济实力能承受投资成本的投资不足，以致于最终的损失是巨大的。

而且，目前我国大部分城市的排水系统设计标准偏低。几十年前的排水标准仍一直沿用至今，而内涝所造成的损失已经是几何倍数增加，这也明显和城市经济实力的增长相违背。因此，适当提高及明确有关标准也是有必要的。

3、加强城市排水系统的规划建设和管理

一般来说，易发生大面积内涝的城市基本是平原水网型城市，这些城市的排水主骨架是以排水沟渠为主构成的，这些沟渠是城市排水系统的“动脉”。而内涝型城市由于排水出口承泄水体的顶托，必须设置滞洪区，部分滞洪调蓄容积不够的地区还必须设置排涝泵站。因此，滞洪区和排涝泵站可以理解成为城市排水系统的“心脏”。“动脉”和“心脏”在城市发展过程中必须优先建设，只有排水系统的下游通畅，城市内涝的几率才会减小。城市内河沟渠必须有系统的规划，自下而上地建设。已建内河沟渠应经常清淤，清除阻水障碍物，确保过水断面，发挥其正常的排水能力。一些城市，由于各方面的原因，规划的滞洪区往往被挤占，甚至不保，这是很严重的问题，必须引起高度关注。另外，还应在排涝泵站建设方面加大力度，这往往是提高内涝防御标准最直接的措施。

如果城市排水系统能够协调地规划建设和管理，并发挥所有功能，则城市内涝的发生概率及严重性将进一步降低。

4、 对城市各类建设项目的雨水渗透措施及指标进行强制要求

现在城市中举目所见路面及场地铺装，采用的多为钢筋混凝土或水泥，都是无法自然透水的物质，城市的可渗透性变差，加上由于城市开发导致绿地空间压缩，城市的水面率降低，土壤和水体所具有的滞水蓄水作用严重削弱，降雨所形成的地面径流快速汇集并迅猛加大，加剧了城市内涝。

业界内早已经有很多关于提高雨水渗透率的共识和呼吁，并且不管是地面雨水还是管内雨水入渗土壤都有许多成熟的做法，但由于没有相应规范标准的强制要求，造成措施落实不到位，考核指标无标准。涉及到会增加项目局部投资的，业主更是能省就省，能免就免。提高雨水渗透率的措施应该是在较大范围运用，减少汇流的作用更明显，对有效降低城市内涝的强度效果更突出。因此，对城市各类建设项目的雨水渗透措施及指标应进行强制要求。

5、 做到及时准确的预测和科学合理的调度

对具备滞洪调蓄水体的城市，应特别加强天气预报的准确性，进行科学合理的调度，在暴风雨来临前对滞洪调蓄水体进行预排，在外江水位允许的情况下进行抢排，腾出调蓄容积。

对城市易涝区应进行实时监控和预测。福建省首个城市内涝等级预报系统，于今年汛期在榕城试运行。系统将市区积涝程度定为四级：一级，无积涝；二级，轻度积水；三级，中度积水，明显影响市民生活；四级，严重积水，低洼地段和地势较低的路面将出现重度积水，严重影响市民生活。这套系统能自动收集自动站降水资料，如果短时间内出现强降水而且达到一定量时，系统就会对城区内涝做出短时预报，实时启动福州内涝预警功能。在综合考虑城市排水能力、降水量值、降水强度、降水持续时间等因素的基础上，福州城市内涝等级预报系统启动的标准为二级。该系统启动后，每天8时、20时发布福州未来24小时城市暴雨内涝预报。该系统的建设，将提高福州市在防涝排涝方面的决策效率，今后这一系统将在全省推广。

结语：

城市内涝是许多城市快速发展中所必须面对的问题。严重内涝频发，有自然原因也有人为因素。在给予充分重视，理清思路和要点后，加大排水设施建设力度，稳妥实施有关措施，必将减少城市内涝发生的次数，减轻内涝强度。本文所提出观点和措施仅是抛砖引玉，不能概述全部，有些思考观点仅是方向指引，还需进一步深入研究。