城市化發(fā)展對(duì)城市防洪的影響與對(duì)策

[關(guān)鍵詞]城市化 徑流 城市防洪 

　　改革開放特別是20世紀(jì)90年代以來，隨著中國工業(yè)大發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，中國城市化進(jìn)程特別迅速，城市本身的發(fā)展對(duì)洪水災(zāi)害的發(fā)生和加劇都有一定的影響，例如城市地面結(jié)構(gòu)的變化不僅改變城市局地氣候，而且改變當(dāng)?shù)厮�文水�?shì)，城市建設(shè)中基礎(chǔ)設(shè)施的不足，特別是供給水建設(shè)發(fā)展不平衡和城市防洪設(shè)施不重視，這些問題對(duì)洪水災(zāi)害的加劇都有顯著影響，這是中國城市化過程中的薄弱點(diǎn)。 

　　1 城市快速發(fā)展對(duì)城市防洪的影響 

　　1.1 城市地面結(jié)構(gòu)的變化對(duì)水文水勢(shì)的影響 

　　隨著城市發(fā)展，樹木、農(nóng)作物、草地等面積逐步減小，工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)和居民區(qū)規(guī)模、面積不斷增大，使徑流系數(shù)增大，城市化過程使相當(dāng)部分的流域?yàn)椴煌杆�表面所覆蓋，減少了蓄水洼地。圖1為城市化地區(qū)徑流系數(shù)和透水率關(guān)系示意圖。 

　　地面結(jié)構(gòu)的變化改變了天然水的循環(huán)過程和分配方式，天然降水落到地面以后大約有10%形成地表徑流，約有40%左右消耗于陸面的蒸發(fā)和沖填洼地，約有50%的降水通過滲蓄存在于地下水位之上的包氣帶，后又在重力的作用下補(bǔ)償?shù)叵滤�，在城市化高速發(fā)展的今天，城市地面不透水層可達(dá)70%～90%，這樣對(duì)于洪災(zāi)的發(fā)生和強(qiáng)度有著很大的影響。根據(jù)美國文獻(xiàn)報(bào)道，如果當(dāng)不透水地面占20%，平均洪水流量為17.8m3/s時(shí)洪水匯流時(shí)間為3.5h。當(dāng)不透水地面為40%，平均洪水流量為57.8m3/s時(shí)，洪水匯流時(shí)間為0.4h，這一信息表明城市地面硬化對(duì)洪災(zāi)發(fā)生有直接影響，高徑流系數(shù)使得雨水匯流速度大大提高，從而使洪峰出現(xiàn)時(shí)間提前。 

　　1.2 城市化過程中的防洪設(shè)施嚴(yán)重滯后 

　　隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛和穩(wěn)定增長(zhǎng)，中國城市化的發(fā)展步伐很快，但普遍存在的重要問題是基礎(chǔ)市政建設(shè)和防洪基礎(chǔ)建設(shè)速度非常慢。 

　　在中國現(xiàn)有的642座有防洪任務(wù)的城市，在1998年的大洪水前，約有80%的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)低于50年一遇，100年一遇的城市只有少數(shù)城市，如北京、上海、沈陽、長(zhǎng)春、哈爾濱等，50年一遇及以上的只有88座，只占據(jù)全部的18%，而約有21%的城市不到10年一遇。 

　　這樣看來中國的城市防洪設(shè)施的建設(shè)與城市化的發(fā)展進(jìn)程不一致且滯后，另一個(gè)比較突出的問題就是已經(jīng)建設(shè)的防洪設(shè)施質(zhì)量很差，譬如中國現(xiàn)有的堤防有3個(gè)不足表現(xiàn)：①已有的堤防堤基條件太差，大多堤防是依河、依湖或依江而建，基礎(chǔ)巖性多為沙質(zhì)的基地，而且大多堤基沒有經(jīng)過處理。②已有的堤身質(zhì)量較差，不少堤防是在原來已有民堤的基礎(chǔ)上逐漸加高和培厚而成。③已有的堤防堤后多為坑塘，多年來堤防的建設(shè)大多是就近取土，更有甚者是堤后直接取土，而取土后的土塘又大多沒有深處理，只是薄土覆蓋，因此當(dāng)洪水來臨時(shí)面臨的洪水威脅就更大，經(jīng)常出現(xiàn)管涌、滑坡、岸崩等險(xiǎn)情。 

　　2 防洪對(duì)策 

　　2.1 收集雨水 

　　盡可能收集樓頂、屋面產(chǎn)生的徑流，將雨水收集起來，用于消防、植樹、洗車、沖洗廁所和冷卻水補(bǔ)給等，也可以經(jīng)處理后供飲用。以此減少地下水的用量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本目前已擁有雨水利用設(shè)施的建筑物100多座，屋面集水面積20多萬m2。此外，雨水利用在日本顯示出獨(dú)特的商業(yè)價(jià)值，他們正在著手向阿拉伯國家出口雨水。 

　　2.2 采用透水路面和透水鋪裝系統(tǒng) 

　　在不影響交通的情況下，可以采用透水路面和透水鋪裝系統(tǒng)，使雨水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)和下面的土壤。 

　　透水路面按其排水方式可分為全透式路面和半透式（排水式） 路面。主要起到貯蓄雨水并延緩徑流的作用。 

　　透水性鋪裝系統(tǒng)是由一系列的混凝土塊和塑料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 填以沙子、礫石及土壤組成，具有孔隙通透性。Watanabe對(duì)日本橫濱布設(shè)的滲透性鋪裝開展徑流控制研究， 結(jié)果表明該設(shè)施削減了15%～20%的徑流洪峰。 

　　2.3 增加城市綠化面積 

　　在進(jìn)行城區(qū)建設(shè)規(guī)劃時(shí)，一般要求城市綠化覆蓋率應(yīng)大于市區(qū)用地的30%。在城市區(qū)域植樹和增加綠地面積，不僅可以美化環(huán)境，而且在減小城市區(qū)域徑流量、削減洪峰流量、改善徑流水質(zhì)方面有很大的作用。 

　　2.4 增加滲水池、雨水調(diào)節(jié)池和濕地面積 

　　滲水池是在地面池中種植一定的水生植物，通過池中植物根系凈化水質(zhì)；通過水位變化來調(diào)節(jié)地表徑流量。滲水池即可作為野生動(dòng)物的棲居地，又有利于改善生態(tài)環(huán)境，一般利用天然低洼地作為地面滲水池是非常經(jīng)濟(jì)的。 

　　調(diào)節(jié)池一般可以截留約40%～90%的固體和相關(guān)的污染物以及約20%～70%的溶解性污染物（尤其是營養(yǎng)成分），從而達(dá)到有效減緩地表徑流的目的。此外雨水調(diào)節(jié)池還具有地下水補(bǔ)充、給水和娛樂的作用，能夠體現(xiàn)出其美學(xué)和親水價(jià)值。 

　　濕地在雨季時(shí)成了水位的調(diào)節(jié)庫，由于水位比陸地低，附近雨水就匯聚到這里，它可調(diào)節(jié)水的流量，濕地和森林一樣，可大大減輕洪水災(zāi)害，在洪水泛濫時(shí)能減小洪水流速，面積較大的濕地還起到滯洪、調(diào)蓄的作用。 

　　2.5 完善雨水管理方面政策法規(guī) 

　　此外，在采用降雨徑流控制措施的同時(shí)，也應(yīng)不斷完善雨水管理方面的政策法規(guī)。其措施主要包括城市發(fā)展的資源規(guī)劃（例如控制不滲透地表面積、積極植樹種草增加綠地面積、充分利用城市水面蓄水等）、自然水體的保護(hù)和利用（如嚴(yán)禁填埋河道）等。 

　　3.結(jié)論 

　　總之，城市化的發(fā)展對(duì)洪水災(zāi)害的發(fā)生和破壞程度有著很大的關(guān)聯(lián)。城市化過程改變了城市區(qū)域暴雨徑流條件，使徑流總量增大，洪峰流量提高，峰現(xiàn)時(shí)間提前；城市化的發(fā)展不僅使城市周圍的生態(tài)、河湖環(huán)境惡化，同時(shí)城市化的本身發(fā)展改變了城市地表結(jié)構(gòu)，大量的城市生活垃圾加大了洪水災(zāi)害的破壞程度。為了減小城市化的影響，在發(fā)展城市的同時(shí)，既要合理地進(jìn)行建設(shè)規(guī)劃和生產(chǎn)布局，又要采取相應(yīng)的措施，加大對(duì)水資源、水環(huán)境的保護(hù)。 

　　參考文獻(xiàn) 

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　　[2]丁躍元，侯立柱，張書函，基于透水磚鋪裝系統(tǒng)的城市雨水利用.北京水務(wù).2006.6. 

　　[3]王保軍，葛憲濱，張宇，透水性瀝青混凝土面層在城市道路中的應(yīng)用.城市道橋與防洪（2006年3月第2期）. 

　　[4]Watanabe S. Study on storm water control by permeable pavement and infiltration pipes [J].Water Science and Technology， 1995， 32（1）：25-32.