劉陽　費(fèi)迎慶

(華僑大學(xué)建筑學(xué)院　福建廈門　361021)

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濱水城市內(nèi)澇對(duì)策研究
——以澳門內(nèi)港為例

劉陽費(fèi)迎慶

(華僑大學(xué)建筑學(xué)院福建廈門361021)

分析了澳門內(nèi)港水患的成因，并結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)典防治案例，立足“海綿城市”理念，從排澇設(shè)施設(shè)計(jì)和布置、新型防澇系統(tǒng)構(gòu)建、綠地和其他設(shè)施綜合利用等方面探討了我國濱水城市內(nèi)澇的若干對(duì)策和具體措施。

城市防洪；城市排澇；問題成因；措施對(duì)策

0　引言

城市，是以非農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和非農(nóng)業(yè)人口聚集形成的較大居民點(diǎn)，是人口和財(cái)富高度聚集的地方，是一個(gè)地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，是現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心，一旦城市內(nèi)部發(fā)生災(zāi)害，損失十分巨大。洪澇災(zāi)害是當(dāng)前我國城市面臨的最主要的災(zāi)害之一，我國大多數(shù)濱水而建的城市均面臨洪水淹沒和雨后內(nèi)澇問題。

針對(duì)空前嚴(yán)峻的內(nèi)澇形勢(shì)以及對(duì)傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)建設(shè)思路的反思，中央出臺(tái)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》(以下簡稱《指南》)。與此同時(shí)，各城市也正在按要求積極開展《排水防澇綜合規(guī)劃》的編制工作，這一系列的舉措將排水防澇以及海綿城市建設(shè)提升到一個(gè)新的高度[1]，如何提高城市防災(zāi)減災(zāi)能力和安全保障水平，加強(qiáng)城市排水防澇設(shè)施建設(shè)，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，是需要極端重視和迫切研究的重要課題。本文通過對(duì)澳門內(nèi)港項(xiàng)目防洪排澇專題的研究，希望為今后我國城市治理過程中提供借鑒和啟發(fā)。

1　澳門內(nèi)港項(xiàng)目簡介

澳門位于珠江三角洲的南端，毗鄰廣東省，東隔伶仃洋與香港相望，距香港約60km，南臨南海，西由灣仔水道、十字門水道與珠海市灣仔、橫琴相隔，北連珠海市香洲區(qū)。澳門內(nèi)港是一個(gè)歷史悠久的碼頭區(qū)，位于澳門半島西面前山河入海口處，與灣仔隔岸相對(duì)，北至林茂塘，南至航海學(xué)校媽閣廟對(duì)開海面，全長約3 500m(見圖1)。

圖1　區(qū)位圖

澳門灣仔水道的左岸內(nèi)港海傍區(qū)的地面高程大部分在1.4～2.6m之間，且無連續(xù)的沿河岸防洪工程。當(dāng)風(fēng)暴潮來臨或內(nèi)港區(qū)降暴雨時(shí)，常發(fā)生洪澇災(zāi)害，浸水深度達(dá)0.6～1.0m，致使該區(qū)域時(shí)有民怨。

2　內(nèi)港淹水成因分析

珠江河口受強(qiáng)降雨和風(fēng)暴潮影響，是我國比較有代表性的濱海港口地區(qū)，所在地區(qū)的城市極易發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害。經(jīng)調(diào)查分析，濱海港口城市的水浸是多方面影響造成的，主要因素包含三個(gè)方面：地形地勢(shì)、天氣氣候、排澇設(shè)施建設(shè)。

2.1地形地勢(shì)

以澳門內(nèi)港為例，其位于澳門半島西部，澳門東西向地形地勢(shì)呈現(xiàn)中間高兩面低，其中內(nèi)港區(qū)地勢(shì)明顯較低，最低點(diǎn)只有海平面以上1.4公尺，平均高程約海平面以上2公尺，依近年水患發(fā)生的情況數(shù)據(jù)顯示，每當(dāng)海水潮漲高于3.2公尺(潮高起算點(diǎn)為澳門海平面以下1.8m)，即造成內(nèi)港區(qū)水浸情況，如果再加上充沛雨水，則水浸情況將更加嚴(yán)重。

2.2天氣氣候

由于沿海城市的特殊地理位置，天氣氣候往往是造成內(nèi)澇水患的主要因素，具體包含3個(gè)方面：風(fēng)暴潮、天文大潮、降雨。

2.2.1風(fēng)暴潮

熱帶風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí)間一般在5～12月，其中85% 集中在7～10月。由于我國濱海城市大都疏于沿海防洪堤建設(shè)，其現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)平均水平較低，致使海水漫堤導(dǎo)致淹水的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。風(fēng)暴潮的內(nèi)澇影響一般集中在沿岸，少有縱深，雖然影響范圍較小，但內(nèi)澇淹水深度大，淹水時(shí)間長是其主要特點(diǎn)(見圖2)。澳門內(nèi)港主要受影響范圍也集中在沿江馬路一線，青州區(qū)與縱深區(qū)不受影響，沿江馬路一線淹水深度可達(dá)1.0～1.5m，淹水時(shí)間長達(dá)8h。

圖2　風(fēng)暴潮導(dǎo)致的漫堤

2.2.2天文大潮

天文大潮主要是指由太陽和月球的引潮力最大時(shí)期的潮水。發(fā)生天文大潮時(shí)潮位升高速度一般較快，會(huì)致使潮水通過排水管道倒灌至沿江低洼地面，導(dǎo)致潮位以下的大范圍內(nèi)澇，其特點(diǎn)是周期固定，內(nèi)澇發(fā)生速度快，自然退卻時(shí)間較緩，但淹水深度一般較小，造成的危害有限(見圖3)。澳門內(nèi)港淹水深度一般在0.2m以下，主要影響范圍為沿江馬路一線，青州區(qū)與縱深區(qū)不會(huì)受影響。

圖3　天文大潮導(dǎo)致的倒灌

2.2.3降雨

降雨為我國濱海城市主要內(nèi)澇因素之一，特點(diǎn)是季節(jié)性較強(qiáng)，視降雨大小內(nèi)澇成災(zāi)情況也不固定，一般可以分為大暴雨內(nèi)澇和一般降雨內(nèi)澇。

(1)大暴雨條件下，會(huì)使排水系統(tǒng)潮位頂托，導(dǎo)致較嚴(yán)重澇災(zāi)(見圖4)。澇災(zāi)最嚴(yán)重區(qū)域發(fā)生在縱深區(qū)，因其遠(yuǎn)離城市主要水系入?？冢瑑?nèi)澇洪水流程長，加之管道排水能力受限，其最大淹水深度一般均在0.5m以上。澳門內(nèi)港淹水深度為0.5m，沿江馬路靠近灣仔水道，在不受外江水位影響時(shí)，管道排水為自由出流，受淹影響較小，淹水時(shí)間相對(duì)于風(fēng)暴潮淹水時(shí)間較短，一般不超過3h。

圖4　大暴雨導(dǎo)致的縱深區(qū)內(nèi)澇

(2)一般降雨條件下，各地內(nèi)澇發(fā)生情況均不同，但內(nèi)澇災(zāi)害一般較小，不會(huì)造成較大人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失。以澳門內(nèi)港為例，在排水受到外江潮位頂托的情況下，沿馬路一線各站難以排水道外江，使得一般降雨也可導(dǎo)致內(nèi)港海傍區(qū)淹水，外江潮位越高，而淹水程度要更大些，但總體淹水程度相對(duì)暴雨澇災(zāi)要小些，淹水深度一般在0.10m 以下(見圖5)。由于降水量較小，縱深區(qū)雨水基本匯入管道可以從本區(qū)域排出。對(duì)本地不會(huì)形成積水，只是匯入管道后難以排到外江加重了沿江區(qū)的澇災(zāi)。

圖5　一般降雨導(dǎo)致的沿江內(nèi)澇

2.3排澇設(shè)施不足

我國濱海城市的排水設(shè)施現(xiàn)狀主要依靠市政管網(wǎng)及部分集水箱涵排水，部分老港口的城市管網(wǎng)年久失修，管網(wǎng)堵塞問題嚴(yán)重，由于政府對(duì)排水系統(tǒng)建設(shè)認(rèn)識(shí)不足，使大部分地區(qū)難以達(dá)到設(shè)計(jì)排水能力，也是造成我國濱海城市內(nèi)澇頻發(fā)的原因之一。

3　國外相關(guān)案例

在全世界范圍，城市排水防澇都是一個(gè)需要積極研究和解決的問題。在這方面，中國與發(fā)達(dá)國家在體系上有一些差別，但國外的先進(jìn)做法與內(nèi)澇防治經(jīng)驗(yàn)依然是值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的。

3.1泰晤士河海姆地區(qū)防洪案例

泰晤士河海姆地區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)管理研究項(xiàng)目運(yùn)用洪水草地景觀與多功能景觀的結(jié)合，充分結(jié)合了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境與歷史環(huán)境現(xiàn)狀，以恢復(fù)歷史景觀、保護(hù)自然棲息地、創(chuàng)造開放空間、提供休閑娛樂場地為目的，將內(nèi)澇防治與景觀建設(shè)融為一體，在完成城市防災(zāi)任務(wù)的同時(shí)開發(fā)了多功能空間利用模式。

初步規(guī)劃主要采取了3個(gè)方面的措施：通過清理二戰(zhàn)時(shí)的炸彈碎石和恢復(fù)洪水草地引入額外洪水儲(chǔ)存空間； 通過植被的管理，特別是洪水草地上的植被，改善河灘地的自然水文功效；通過恢復(fù)河邊林蔭道，建造防洪墻和土壩，減少洪水威脅的建筑數(shù)量。

3.2美國加州瓜德羅普濱河公園防洪案例

美國加利福尼亞圣何塞市瓜德羅普濱河公園的防洪措施將防洪設(shè)施建設(shè)和公園景觀規(guī)劃相結(jié)合，有效處理了防洪設(shè)施、環(huán)境提升和空間使用三者之間的關(guān)系。該方案主要在防洪、生態(tài)、民生三大方面采取了貫穿性的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

(1)流體動(dòng)力學(xué)：作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，滿足防洪要求；

(2)植被再生：大量使用鄉(xiāng)土樹種，為動(dòng)物提供棲息地，增加河流糙度，減緩流速，利于防洪；

(3)城市慶典：布置各種活動(dòng)設(shè)施，將河流與城市聯(lián)系起來。

通過對(duì)以上案例的分析發(fā)現(xiàn)，其與中國傳統(tǒng)治水思想相吻合，不僅重視防災(zāi)設(shè)施的選址，而且在統(tǒng)籌規(guī)劃中突出重點(diǎn)，辯證考慮多因素的綜合影響并善加轉(zhuǎn)化，同時(shí)又能根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境合理利用各種資源等，其中蘊(yùn)含的天人合一、辯證統(tǒng)一、因地制宜等核心理念在城市防洪規(guī)劃中值得學(xué)習(xí)和借鑒。

4　防洪排澇減災(zāi)的應(yīng)對(duì)策略

4.1概述

由前述針對(duì)我國濱海城市水患的現(xiàn)狀分析可知，地形地勢(shì)、氣候條件、現(xiàn)狀排澇設(shè)施的不足，是目前港口城市水患的3個(gè)主要原因。為了有效解決我國濱海城市當(dāng)前的水患狀況(見圖6)，高效利用港口區(qū)域的公共空間，為市民提供更為方便的活動(dòng)區(qū)域與優(yōu)美的濱水岸線，后面將以澳門內(nèi)港項(xiàng)目的應(yīng)對(duì)策略為例，作為我國濱海城市內(nèi)澇災(zāi)害防治措施的具體對(duì)策研究，以期對(duì)其他城市的內(nèi)澇防治對(duì)策做出一定的啟示與思考。

圖6　澳門內(nèi)港當(dāng)前水患狀況

在澳門內(nèi)港方案中，針對(duì)濱海內(nèi)澇的特點(diǎn)，主要采取了以下策略：

(1)在灣仔水道口建設(shè)風(fēng)暴屏障；

(2)增設(shè)內(nèi)港南北兩處固定泵站和自排閘，修建雨水收集箱涵；

(3)堤頂結(jié)合景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，標(biāo)高為3m；

(4)通過內(nèi)港區(qū)域低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)示范，為未來澳門“海綿城市”實(shí)現(xiàn)提供參考。

4.2內(nèi)港防洪排澇設(shè)施布置

4.2.1設(shè)置風(fēng)暴屏障

為了從根本上解決內(nèi)港水患的問題，在澳門灣仔水道口設(shè)置風(fēng)暴屏障(見圖7)，在災(zāi)害期通過人工調(diào)控內(nèi)港水量與水位，降低風(fēng)暴潮對(duì)內(nèi)港片區(qū)的巨大影響。同時(shí)，風(fēng)暴屏障的設(shè)置有利于內(nèi)港新濱水區(qū)新增公共空間的靈活開發(fā)，增加親水性，沿岸運(yùn)用景觀手段提高高程，最低高程為3m，又可增加活動(dòng)的可能性與趣味性。同時(shí)，風(fēng)暴屏障的設(shè)置也可使內(nèi)港歷史碼頭、錨區(qū)、航道等不受影響。

另外，風(fēng)暴屏障雖然在根治水患方面具有決定性的作用，但仍不免存在一定的客觀影響。作為大型水利設(shè)施，在建設(shè)及使用過程中將不可避免地改變與干預(yù)自然生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，風(fēng)暴屏障的設(shè)置對(duì)于“一河兩岸”的珠海灣仔與澳門內(nèi)港雙方皆有著共同的防洪排澇作用，但也存在共同管理的難題。

同時(shí)，風(fēng)暴屏障的存在將帶來新河口景觀，在設(shè)計(jì)中可加以利用并賦予多功能，在解決水患的基本功能下可同時(shí)作為觀光橋，成為灣仔河口觀海景的一處獨(dú)特的節(jié)點(diǎn)。

4.2.2其他防洪排澇設(shè)施布置

針對(duì)防洪排澇設(shè)施的不足，澳門內(nèi)港項(xiàng)目中在珠江水利科學(xué)研究院的研究方案的基礎(chǔ)之上，增設(shè)了內(nèi)港南、北兩處固定泵站，修建雨水收集箱涵、自排閘等多種防洪排澇設(shè)施以加強(qiáng)排水以及控制海水倒灌(見圖8)。同時(shí)，內(nèi)港沿岸結(jié)合城市開放空間，堤頂程3m，防洪設(shè)施結(jié)合景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，在防洪的同時(shí)保持一定的景觀效果。

圖7　市政防洪排澇設(shè)施布置平面圖　　　圖8　內(nèi)港“海綿城市”示范節(jié)點(diǎn)布點(diǎn)平面圖

4.3“海綿城市”內(nèi)港區(qū)域示范點(diǎn)

4.3.1“海綿城市”內(nèi)涵

海綿城市是新一代城市雨洪管理概念，國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。主要是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，能夠像海綿一樣，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市的提出是雨洪利用理論的創(chuàng)新和發(fā)展，是新時(shí)期治水思路的豐富和完善，開展海綿城市建設(shè)為解決城市水問題提供了新思路，對(duì)于解決城市水問題意義十分重大[2]。指南中規(guī)定，“建設(shè)過程中應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復(fù)雜性與長期性”。

由此，澳門內(nèi)港在設(shè)置風(fēng)暴屏障與補(bǔ)充防洪排澇市政設(shè)施的前提下，實(shí)現(xiàn)“海綿城市”需要選點(diǎn)設(shè)計(jì)低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，作為市政防洪排澇設(shè)施的補(bǔ)充，為未來澳門城市更新以及新區(qū)建設(shè)過程中起到一定生態(tài)示范作用。

4.3.2“海綿城市”內(nèi)港區(qū)域示范點(diǎn)

(1)將活動(dòng)廣場布置為多功能調(diào)蓄池

將活動(dòng)廣場設(shè)計(jì)為多功能調(diào)蓄池，一定的下沉景觀空間結(jié)合排水工程設(shè)施，可在滿足使用功能的同時(shí)有效削減徑流量，在降雨時(shí)形成一定的水景，將雨水滯留數(shù)小時(shí)后，再經(jīng)溢流口緩慢排放到市政管網(wǎng)。作為多功能調(diào)蓄池，雨水作為一種設(shè)計(jì)因素引入，給廣場的功能及形式的營造帶來更多豐富的可能性。多數(shù)時(shí)候這類場地有著很好的休閑娛樂價(jià)值，在降雨時(shí)發(fā)揮著積蓄雨洪的功效，設(shè)計(jì)中可考慮不同雨量所呈現(xiàn)的景觀面貌。

(2)步行道

內(nèi)港步行道的設(shè)計(jì)中應(yīng)采用透水鋪裝、嵌草鋪裝，能夠起短時(shí)雨水儲(chǔ)蓄及初步過濾作用，減緩雨水排入市政系統(tǒng)的速率，利于地表徑流的下滲，中設(shè)溢流口接市政雨水管渠，同時(shí)設(shè)置植草溝以滯納雨水，并對(duì)雨水具有一定的凈化作用(見圖9)。

圖9　下凹綠地與地形整合剖面示意

(3)綠地

①下凹綠地

利用綠地的天然滲透性，通過下凹空間截留并暫時(shí)儲(chǔ)蓄一定量的雨水，增加場地中雨水徑流的滲透量，可削減徑流流量并有一定程度的過濾作用。

在設(shè)計(jì)中需對(duì)路面高程、綠地高程和雨水溢流口高程，需避免因綠地過渡積水而對(duì)植被造成影響，雨水在下凹綠地中充分積蓄并滲透后，多余流量通過溢流口輸送到下一個(gè)排水系統(tǒng)(見圖10)。

圖10　下凹綠地與地形整合剖面示意

下凹綠地的植被應(yīng)選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，并有一定耐澇能力，在雨水徑流污染較重的場地還需要考慮污染物對(duì)植被的影響。

②雨水花園

雨水花園是一種生物滯留區(qū)域，通過模仿自然的滲透系統(tǒng)來處理小徑流量雨水，是綠地中種植有地被、灌木或喬木的地勢(shì)低洼區(qū)域，用于滯留雨水、削減徑流流量與流速，同時(shí)也可除去雨中有機(jī)污染物。在未來城市開發(fā)過程中，可系統(tǒng)地進(jìn)行雨水花園的設(shè)置，在實(shí)現(xiàn)其生態(tài)作用的同時(shí)，也可產(chǎn)生不同的景觀體驗(yàn)。

(4)停車場

停車場硬質(zhì)鋪裝面積較大，地表徑流污染較大，結(jié)合停車場綠帶設(shè)置植草溝是提升地表徑流水質(zhì)的重要途徑。植草溝與停車場結(jié)合，可圍繞停車場邊緣綠帶設(shè)置，利用兩排停車位之間的綠化隔離帶設(shè)置，植草溝終端與市政管網(wǎng)連接，或者將收集徑流引導(dǎo)至附近的雨水花園、池塘或其他收納水體(見圖11)。

圖11　停車場植草溝雨水花園布局平面圖

(5)屋面雨水收集

利用方案中外環(huán)路平面交叉口(十六鋪段)的屋面蓋板結(jié)構(gòu)，設(shè)置雨水收集系統(tǒng)，從屋面徑產(chǎn)生的源頭進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)依據(jù)建筑體量、空間布局形式及周邊的環(huán)境的不同而靈活變化。其基本方式是對(duì)建筑屋面落水管進(jìn)行簡單改造，切斷部分落水管同地下排水管網(wǎng)的直接連接，將徑流引導(dǎo)排至綠地或鋪裝地面，由坡度引導(dǎo)至雨水花園等滯納下滲系統(tǒng)(見圖12)。

圖12　屋面雨水收集示意圖

5　結(jié)語

自古以來，城市大多因水而起，因水而興，城市居民也都依水而居，靠水而生。水，作為城市的生命源泉，伴隨人類走過了幾千年的歷史。當(dāng)前，隨著我國城市化進(jìn)程日益加快，城市建設(shè)日新月異，各種新技術(shù)新形態(tài)應(yīng)運(yùn)而生，但城市內(nèi)的自然環(huán)境卻日益惡化，城市內(nèi)澇災(zāi)害亦愈演愈烈[3]。在與城市內(nèi)澇災(zāi)害的斗爭中，無論是“海綿城市”理論的提出，還是國家對(duì)《排水防澇規(guī)劃》強(qiáng)制性編制政策的出臺(tái)，都反應(yīng)出了人們對(duì)城市發(fā)展的新認(rèn)識(shí)，對(duì)城市防災(zāi)的新啟發(fā)。未來的城市內(nèi)澇的防治仍將是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，在今后的城市規(guī)劃中，只有立于城市總體、片區(qū)、地塊各個(gè)層次上真正地重視城市水系的排蓄功能、雨水的源頭控制、城市水循環(huán)系統(tǒng)的建立等多方面的城市建設(shè)措施，時(shí)刻保持對(duì)科學(xué)和自然的敬畏與尊重，才能探索出一條適合于中國城市的綜合治水之路。

[1]車伍,張鹍,趙楊.我國排水防澇及海綿城市建設(shè)中若干問題分析[J].建設(shè)科技,2015(01):22.

[2]張旺,龐靖鵬. 海綿城市建設(shè)應(yīng)作為新時(shí)期城市治水的重要內(nèi)容[J]. 水利發(fā)展研究,2014 (9).

[3]吳慶洲,李炎,吳運(yùn)江,等.城水相依顯特色，排蓄并舉防雨潦——古城水系防洪排澇歷史經(jīng)驗(yàn)的借鑒與當(dāng)代城市防澇的對(duì)策[J].防洪排澇,2014(08):77.

The countermeasure research of waterfront urban waterlogging-as a case of the inner harbor in Macao

LIU YangFEI Yingqing

(School of Architecture，HuaQiao University,Xiamen 361021)

Based on the analysis of the causes of the flood in Macao port,the combination of domestic and foreign classic case of prevention, and the Sponge City concept, the several countermeasures and measures of waterfront urban waterlogging in China, such as the drainage design and layout, new prevent waterlogging system , comprehensive utilization of green space and other facilities, were discussed.

Urban flood control;Urban drainage;Cause of problems;Measures countermeasures

華僑大學(xué)研究生科研創(chuàng)新能力培育計(jì)劃資助項(xiàng)目

劉陽(1990.01-)，女。

E-mail:liuyangsunnie@163.com

2016-03-17

TU99

A

1004-6135(2016)05-0106-05