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城市水系统安全评价与生态修复:解决频发城市水灾害问题

【摘要】:城市洪涝是各种因素的综合作用,包括气候变化、雨岛效应、城市扩张、地面硬化、基础设施和建筑标准偏低、立体交通、内外不畅、管理不善等。城市洪涝灾害的防治对策,大体可以分为工程性措施和非工程性措施。

洪涝指因大雨、暴雨或持续降雨使低洼地区淹没、渍水的现象。从洪涝灾害的发生机制来看,洪涝具有明显的季节性、区域性和可重复性。如中国长江中下游地区的洪涝几乎都发生在夏季,并且成因也基本相同,而在黄河流域则有不同的特点。同时,洪涝灾害具有很大的破坏性和普遍性。洪涝灾害不仅对社会有害,甚至能够严重危害相邻流域,造成水系变迁。在不同地区均有可能发生洪涝灾害,包括山区、滨海、河流入海口、河流中下游以及冰川周边地区等。但是,洪涝仍具有可防御性。人类不可能根治洪水灾害,但通过各种努力,可以尽可能地减少灾害的影响。

在城市地区,水是气候变化产生影响的主要媒介(UN-Water,2010)。全球升温造成季节尺度上出现极端高温天气与极端低温天气,以及暴雨、干旱和洪涝等灾害。在气候持续变化的背景下,这些不利的天气事件在频率、严重性和持续时间上都会大幅增加(IPCC,2014)。城市洪涝是指因城市地区的大雨、暴雨或持续降雨使低洼地区淹没、渍水的现象。其成因与夏天雨水多、城市“雨岛效应”、城市地表多是隔水层、城市下水道排水能力有限、部分地域地势低、城市预防及应对灾害能力不足、机械排水能力不足有关。城市洪涝是各种因素的综合作用,包括气候变化、雨岛效应、城市扩张、地面硬化、基础设施和建筑标准偏低、立体交通、内外不畅、管理不善等。城市的洪水类型包括:河流洪水、山洪、沿海洪水、城市排水洪水和地下水洪水。从具体影响来看,洪涝可造成居住区、商业和公共建筑、空间和设施、交通基础设施、公共设施和网络(电力、通信、燃气、供水等)的损害;造成电力网络、通信网络、交通、紧急服务的中断,商业的损失;造成死亡,接触受污染洪水引起的健康问题,受潮和真菌感染,身体关节障碍等疾病;对消防、电力、给排水、水利等应急系统产生影响。

洪涝灾害是我国各个城市自然灾害中多发、影响严重的自然灾害之一,大约2/3的国土面积有着不同类型和不同程度的洪涝灾害(田丽珍,2006)。在全球升温的背景下,快速城市化导致了我国城市内涝灾害尤其突出。住房和城乡建设部对351个城市的调研发现,在2008—2010年的3年间,62%的城市都曾发生过内涝事件,内涝发生3次以上的城市有137个。逢大雨必涝,已成为很多大城市的通病(朱思诚,2011)。2010—2016年,我国平均每年有超过180座城市进水受淹或发生内涝,北、上、广、深四个一线城市均被列为易涝城市。2017年,全国共有104座县级以上城市进水受淹或发生内涝,其中,广州、南京、长沙、吉林、榆林、桂林、九江等城市受灾严重(国家防汛抗旱总指挥部,2018)。广东的201713号强台风“天鸽”、海南的201719号台风“杜苏芮”、浙江的201720号强热带风暴“卡努”以及普遍性降雨、强降雨等,使我国各个地区又轮番上演“城市看海”的景象。珠江、淮河等流域强降水频发、旱涝并重、突发洪涝、旱涝急转等现象日益突出(刘志雨,2016)。2020年3月,国务院提出的近年来内涝灾害严重、社会关注度高的100个城市名单,总体来看,安徽上榜的城市最多,达到14个,湖北、湖南分列第二、第三。湖泊萎缩让自然水体的蓄水能力下降,填湖造房又导致路面硬化,使雨水难以下渗,这些都成为城市常年内涝的重要原因。

城市洪涝灾害的防治对策,大体可以分为工程性措施和非工程性措施。工程性措施包括:通过适当的材料和设计提高新建筑物和基础设施的抗洪能力;升级和维护排水系统;建立临时蓄水设施;分流制排水;提高入口,建设屋顶花园,临时水存储、斜面房屋等创新性设计;建设防洪坝、防洪堤。非工程措施则是与洪涝灾害预警、洪涝灾害防治规划等相关的软措施,包括:做好排水规划,在总体规划阶段合理确定排水系统的布局,使排水管网顺应原有的自然水体,适应原有的自然蓄水和排水条件;构建城市大排水系统,提高防洪排涝标准,由隧道、绿地、水系、调蓄水池、道路组成大排水系统,通过地表排水通道或地下排水深隧,输送极端暴雨径流;贯彻低影响开发(LID)理念,采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留,防治内涝灾害,提高雨水利用程度,如通过中储雨水、屋顶绿化、生态景观、生态道路、生态水池、生态广场、绿色停车场、地下空间等实现立体多层次多功能分流分洪;完善排水规划标准,提高内涝防治标准、雨水管道规划设计标准、内河治理标准、雨水控制与利用标准等;改进暴雨径流分析等设计方法,并研究开展不同地区的针对性设计方法;建立雨洪预警系统;加强城市洪涝风险管理,建立雨水影响评价与内涝风险评价制度。

2021年4月,国务院办公厅印发了《关于加强城市内涝治理的实施意见》,明确到2025年,各城市因地制宜基本形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系,到2035年各城市排水防涝工程体系进一步完善,排水防涝能力与建设海绵城市、韧性城市要求更加匹配,总体消除防治标准内降雨条件下的城市内涝现象。在洪涝灾害成为众多城市面临严重问题的当下,应该放缓追求城镇化建设的速度,布局完善城市排水防涝体系的系统规划,以生态优先为基本思想,以建设海绵城市为基本路径,修复城市水生态、涵养水资源、增强城市防涝能力,实现城市水体自然积存、自然渗透、自然净化的高质量发展方式。