试论海绵城市建设中的抗涝问题

文/徐晓星 上海赛星景观设计研究所

试论海绵城市建设中的抗涝问题

文/徐晓星 上海赛星景观设计研究所

近年来，天气变化异常，每逢暴雨来袭，很多城市涝情严重。街道成河、家中进水、交通堵塞，城市看海现象屡见不鲜，城市安全受到极大威胁！

本文在简述国内涝情后，剖析内涝原因，指出抗涝关键是解决暴雨后超量的雨水径流问题，并提出了解决70%雨水径流蓄存的可行性方案，同时能达到错峰、延峰的目的，供海绵城市设计者参考。

城市建设 市政工程 海绵城市 给排水 内涝 交通抗涝设施 规划

1.抗涝是建设海绵城市的重要内容

住房城乡建设部于2010年曾经对全国351个城市进行调研，其结果指出：2008—2010年的三年间，全国有62%的城市都发生过内涝事件，而且内涝发生三次以上的城市有137个。

虽然很多城市，在新建和改建过程中，都采取了防涝、抗涝措施，但仍然在暴雨来临时无济于事。例如，广州、深圳、上海、南京、武汉等城市，年年都对城市建设中的防洪排涝设施进行改造，但仍然年年内涝不断。

在城镇化建设中，要提高城市建设质量，促进人与自然和谐发展，必须有效地防止城市内涝，以保障城市生态安全。

2015年10月，国务院办公厅发布的《关于推进海绵城市建设的指导意见》指出：“为加快推进海绵城市建设，修复城市水生态、涵养水资源，增强城市防涝能力”等方面工作，“切实提高城市排水、防涝、防洪和防灾减灾能力”。“逐步实现小雨不积水，大雨不内涝”等要求。

国务院《关于加强城市基础设施建设的意见》也明确提出：加强城市排水防涝防洪设施建设，用10年左右时间建成较完善的城市排水防涝、防洪工程体系。

由住房城乡建设部编著的《海绵城市建设技术指南》更具体地提出了城市内涝防治系统是建设海绵城市的重要组成部分，同时要求制定排水防涝规划。

2.城市内涝成因剖析

在城镇化建设中，由于气候反常，暴雨频发，所以涝情不断，影响着城市的安全和文明建设。

那么城市内涝是怎么形成的呢？现在就国内城市发生内涝的原因进行剖析。

1）排水管建设标准落后 在国外发达城市，一般内涝发生较少，这是因为他们排涝设施的设计标准较高的缘故。例如日本东京的排水管设计的重现期为5～10年，法国巴黎的设计重现期为5年，而美国纽约的设计重现期为15年。

但是我国的设计重现期相对很低、很落后。

1975年发布的《室外排水设计规范》规定，排水管的设计重现期为0.33～2年；

1987年标准修改，修改后的《室外排水设计规范》中规定排水管的设计重现期为0.5～3年；

2006年，《室外排水设计规范》又将重现期修改为2～3年，重要地区为3～5年，对中心城区的地下通道和下沉式广场为30～50年。

显然，我国30多年来的排水设计标准，虽然经过几次修改和提高，但与国外先进城市相比，仍然比较落后，而且不少城市的实际使用重现期还停留在1年左右。

2）城市建设重地上建筑、轻地下设施 在一些城市建设领导者看来，地上工程的业绩大家都能看得到，汇报、参观，面子光彩！从而，重地上建筑、轻地下设施就成了一种潜规则来指导工作。另外，当需要降低造价时，却又首先考虑削减地下设施。施工中偷工减料也在所难免。

3）旧管道年久失修，缺乏正常维护 旧管道经过几十年的使用，很多因年久失修而堵塞、破裂，平时又没有定期检查和维护，不能正常使用。

4）弃流措施不到位，泥沙淤积 弃流措施是雨水径流进入管道的重要一环。由于长期以来，不注意对弃流处理，杂物堵塞、泥沙淤积，流水不畅。

5）超标雨水径流处理不及时 超标雨水径流没有及时得到妥善处理也是造成城市内涝的成因之一。

6）城区建设加大排水压力，旧管道更新不及时 城区的地面进行大量建设，但仍然沿用原来排水管道，增加了排水的压力。

3.城市抗涝的难点

传统的观点认为，内涝是由于设计排水能力小于雨水径流或小于时段雨量，从而积涝成灾。由此观点出发，得出抗涝措施就是加强排洪力度，及时、快速地把多余的雨水径流排放出去，内涝就不复存在了。但是从建设海绵城市的理念出发，我们必须把雨水径流的70%就地消纳、吸收，同时要严格控制排放的径流总量，以保证实现与河系的错峰、延峰功能。

那么，既要严格控制对雨水径流的排放总量，同时又要将70%的雨水径流吸纳储存下来，问题的关键就是70%的雨水径流储存在何处？这对城区建设，特别是老城区改造，是一个十分严峻的问题！

4.在海绵城市建设中各种抗涝措施的评估

在海绵城市建设中，低影响开发雨水系统是实现新型城镇化和生态文明城市的重要手段。而径流总量的控制，径流峰值的控制，都是构建低影响开发雨水系统的重要目标之一，同时要实现从源头到末端的全过程控制雨水系统，必须把径流总量控制和峰值控制作为首要的控制目标。

为此，住房城乡建设部在《海绵城市建设技术指南》一书中，提出了多种设施，如透水铺装、屋顶花园、下沉式绿地、雨水湿地及雨水收集系统等。

众所周知，内涝的成因与径流峰值所引起的超标雨水径流有密切关系。所以在低影响雨水开发系统中，对径流峰值流量控制是一个极为重要的任务。

但是低影响雨水开发设施的消纳和储存雨水的效果，正如《海绵城市建设技术指南》中所指出的：“它们受到降雨频率与雨型、低影响开发设施与维护管理条件等因素有关，它们一般对中、小降雨事件的峰值削减效果较好，而对特大暴雨事件，虽仍然可以起到一定的错峰、延峰作用，但其对峰值削减强度往往较低”。特别是没有根本解决，在暴雨及特大暴雨事件中，形成城市内涝的主要原因，超标雨水径流的储存问题，这是致使某些城市年年改造、年年内涝的根本原因。如广州市自2008年以来，水务部门宣布已完成300多个水浸点改造。当时预计的效果是，达到20年一遇，对24小时的暴雨不会成灾的目标。但是在2013年的一次暴雨，中心城区易涝点达44个，内涝黑点13个。24小时暴雨不成灾仍然是一个梦想而已，重现城市看海的内涝景象！

5.解决城市内涝的对策

在城镇化过程中，要建设现代化生态文明城市就必须要解决城市内涝的问题，确保城市安全，告别城市看海！

由前面分析可知，解决内涝的根本关键是，暴雨之后，其70%的雨水径流就地消纳、就地消化的问题。对具体地块来说，其径流排放总量又受到国家刚性控制，那么对于这个70%的雨水径流如何储存呢？

在住房城乡建设部编写的《海绵城市建设技术指南》一书，对海绵城市设计者提出了一定的要求，明确提出了低影响雨水开发系统的设计内容，落实了低影响雨水开发控制目标。

具体来说就是，对于小区绿地，在满足美化公共空间、改善生态环境，为居民提供游憩场地等基本功能的前提下，结合绿地规模，考虑设计可消纳屋面、路面、广场及停车场径流雨水的低影响开发设施，同时通过溢流排放系统与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。

根据这个思路，笔者设计了一个《海绵城市抗涝围堤蓄水池》方案，它就是在绿地广场上建造一个1 m高的围堤，其绿地的出入口，如果加上闸门，就成了一个抗涝围堤蓄水池。由建造在涝区最低处的集水井，用足够排量的潜水泵，将超标雨水径流，快速、有效地提升到围堤蓄水池内，使低洼地区无水成涝，解决了城市看海问题。

同时，与此配套的计量排放池，根据河系的水位有序排放，既能达到错峰和延峰的目的，又能科学地记录了该地块的雨水径流排放总量。

笔者在2015年“上海交通大学城市科学秋季论坛”上，向与会者介绍了《海绵城市抗涝围堤蓄水池》方案后，提出来让中国城市告别看海的目标，引起了同行界的强烈共鸣和媒体的关注。同时又提出，更理想地解决城市内涝，那必须借助互联网+技术，实现智慧抗涝，为突发性自然灾害提供有效的治理措施。

徐晓星 1939年生于上海，1964年毕业于武汉大学，系科普作家。长期就职于上海电气自动化研究所。1975年开始从事计算机应用技术研究。1979年担任当时中国最大的丹江口水库洪水预报项目的课题组组长，是我国最早将计算机应用于洪水预报的科技人员之一。36年来，一直潜心研究人与自然的关系，把雨水看作资源，化解雨水的负面效应，为人类服务。现任上海赛星景观设计研究所总工程师、生态城市研究中心主任和《中国海绵城市网》总监。