论城市积水原因及解决途径

论城市积水原因及解决途径

摘要：近年城市内涝现象频繁发生，从设计角度分析城市积水的原因，并提出利用低冲击开发技术与加大雨水设施投入相结合的办法解决城市积水问题，以适应低碳生态城市的发展。

关键词：重现期；径流系数；低冲击开发 1引言

随着城市化进程的不断加快，城市的建设日新月异，但是城市化不仅在一定程度上改变了城市局部地区的降雨等气候条件，而且对城市水循环的影响也非常大，城市内涝现象频繁发生，因此分析城市积水的原因并找出适应城市发展的方法具有重要的现实意义。

2城市积水原因分析

2.1雨水管渠设计重现期：重现期指在一定长的统计时间内，等于或大于某统计对象出现一次的平均间隔时间。雨水管渠设计重现期是雨水管道水力计算中一项重要的参数。2011年版《室外排水设计规范》规定一般地区重现期应采用1年～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，应采用3年～5年，并应与道路设计协调，经济条件较好或有特殊要求的地区宜采用规定的上限。特别重要地区可采用10年或以上。实际上对于一般地区而言，现有雨水管道设计重现期大多在0.5年～3年。然而，近年气候变化异常，几年甚至几十年一遇的暴雨频繁发生，这时雨水管道的排水能力严重不足，就会出现大面积的积水。

2.2径流系数：径流系数指一定汇水面积内地面径流量与降雨量的比值。径流系数的值因汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌等情况的不同而异。但影响径流系数的主要因素则为地面覆盖种类的透水性，此外还与降雨历时、暴雨强度及暴雨雨型有关。由于影响因素很多，要精确地求定其值是很困难的。目前在雨水管渠设计中，径流系数通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值。在设计中，也可采用区域综合径流系数。汇水面积的综合径流系数应按地面种类加权平均计算。2011年版《室外排水设计规范》规定城镇建筑密集区综合径流系数取0.60～0.70，城镇建筑较密集区取0.45～0.60，城镇建筑稀疏区取0.20～0.45，综合径流系数高于0.7的地区应采用渗透、调蓄措施。现有雨水管道设计时选用的径流系数大多在0.60～0.70。然而随着城市化的加快，城市主干道、立交桥、城市广场等公共设施快速兴起，使得城市有效透水面积大量减少，综合径流系数增加。不仅如此，在中心城区新开发地块上这种有效透水面积减少的现象更为突出。开发商为了有效利用占地面积，充分开发地下空间，很多项目建成通体地下室。这种做法使得地块内有效透水面积大量减少，地块内平均径流系数增加，有的地块内平均径流系数甚至达到0.9以上。这样一来，就使得现有雨水管道的设计流量偏小，当暴雨来临时很容易造成积水。

2.3雨水设施投入：近年我国城市发展迅速，但是由于雨水工程属隐蔽工程，它的重要性往往被人们忽视，雨水设施投入不足。具体表现在：（一）新建居住区雨水设施配套跟不上。有些新建小区居民已经入住，但是区外市政路上还没铺设雨水管道，有些居住区市政雨水管道已经建成，但下游雨水管道尚未建设或者下游雨水泵站尚未建设。这种片区非常容易积水，而且积水很难迅速排除。（二）旧城区积水片雨水设施未改造。积水片区的雨水系统往往存在问题，有的是雨水管道管径小，流量不满足要求，有的是下游尚未建设雨水泵站或者雨水泵站需要改建扩建 ，有的是雨水管道年久失修，有的则是积水片区地势低洼，路上的收水井不能起到很好的收水效果。

3解决城市积水问题的途径

目前，国内城市排管部门传统的汛期工作都以防汛为主，采取各种措施将暴雨径流尽快排走。这种方式虽然有利于预防灾害，但却忽视了雨水对人们有利的一面，特别对缺水城市，让雨水流走是一种损失。因此，解决内涝问题，首先要转变思路，变防汛为迎汛，即改变被动地防御汛期雨水的状态为主动地迎接雨水，控制雨水，逐步实现雨水的综合利用。城市化地区径流峰值增加的主要原因是地表被不透水面积覆盖，入渗量减少，因此需要从源头上采取措施增加降雨的下渗量。同时，增加下渗也是最简便、经济、高效的雨水利用措施。增加下渗可以从源头上将雨水就地留在土壤中，减少径流量和峰值。另外在适当的位置设置滞蓄或存储设施，滞留雨水径流，待洪峰过后排放，或处理后回用，或入渗地下。低冲击开发技术就是很好的雨水调蓄利用技术。当然，由于国内城市对雨水设施的重视不够，投入不足，因此在推广推广低冲击开发技术的同时加大雨水基础设施的建设也是很有必要的。

3.1推广低冲击开发技术：低冲击开发是通过小型、分散、造价及维护成本低的技术措施来实现面源污染控制、洪峰削减、景观生态及水土保持等多种功能，其主要技术包括：

（1）雨水滞留塘：雨水滞留塘是通过建设永久性蓄水池和延时滞留部分容纳污染物的径流，从而降低洪峰流量和控制面源污染。

（2）雨水湿地：雨水湿地是自然环境中自净能力很强的区域之一，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、等离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对雨水的高效净化。

（3）雨水入渗设施：雨水入渗一般采用渗沟、入渗洼地、入渗管沟及渗透井等形式。入渗系统是采用天然或人工的条件使得雨水渗透到地下，这样既减少了雨水的排放，同时也能够涵养地下水。

（4）雨水过滤设施：雨水过滤设施是一种具备收集和临时储存雨水功能的技术，即通过砂、有机物、土壤等滤料对雨水进行过滤，从而达到净化雨水的目的。

（5）植被草沟：基于低冲击开发理念的草沟或草渠，可以降低暴雨径流及污染冲击。植被草沟宜用于道路、高速公路、居民区等用地。

（6）植生滞留槽：植生滞留槽，又称作“雨水花园”，其主要机制包含物理性的入渗、吸附拦阻作用和滞留槽中生物性的反应。由于其功能的多样性，生物滞留槽已经成为非常重要和最常用的城市面源污染低冲击设计技术之一。而另一种可滞留水量更大的设施是“生物滞留池”，它可应用于新开发区、现存开发区及高密度开发区。结合城市景观需要广泛应用于购物中心、停车场、广场、学校、街道等公共区域。

（7）透水路面：透水性铺面是充分体现低冲击开发理念的典型策略。它既不破坏道路的原有功能，又起到了雨水入渗的作用。小区道路、广场、人行道路、公共停车场等均可采用类似的透水性铺面取代沥青柏油的不透水铺面。

（8）雨水收集装置：雨水收集装置主要形式分为天然水塘、地下收集池及各种收集桶。

（9）低冲击开发树池：低冲击开发树池是一种迷你型的生物滞留池，是一种非常经济、景观性良好的雨水入渗方式。

3.2加大雨水设施投入：目前国内城市雨水系统基本上采用以排放为主的模式。尽管初期雨水未经处理直接排放会对城市水环境造成一定程度的污染，但是根据国内雨水系统的现状，完全用低冲击开发技术代替传统的雨水系统也是不现实的，应该在推广低冲击开发技术的同时加大雨水设施的投入。具体措施：（1）加快城市雨水管网空白区配套管网的建设（2）根据城市雨水规划加快新建雨水泵站的建设（3）根据城市雨水规划对现有雨水泵站改造提升（4）对年久失修的雨水管道进行修复或新建（5）治理河道，使其更好的发挥排洪的作用（6）当雨水径流量增大，排水管渠的输送能力不能满足要求时，可设雨水调蓄池。

4结束语

造成城市积水的原因很多，但主要是城市化加快造成的现有雨水管道设计标准偏低以及雨水设施投入不足。结合国内城市的现状，解决城市的积水问题，既要大力推广低冲击开发技术，也要加大雨水设施的投入。

参考文献

[1]孙慧修主编.排水工程.上册.北京：中国建筑工业出版社，第四版，1999年

[2]中华人民共和国国家标准.室外排水设计规范.GB 50014-2006（2011年版）.北京：中国计划出版社，2011

[3]广东省城乡规划设计研究院编.低碳生态视觉下的市政工程规划新技术.

北京：中国建筑工业出版社，2012.2

[4]潘安君等著.城市雨水综合利用技术研究与应用.北京：中国水力水电出版社，2010.8

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