袁紫薇（廣東仲元中學，廣東廣州511400）

從武漢洪澇災害談城市防洪機制

袁紫薇（廣東仲元中學，廣東廣州511400）

近年來，我國多個大中城市頻繁遭遇洪澇災害，造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。其中，對于多數(shù)城市而言，內(nèi)澇是主要原因，城市內(nèi)澇已成為我國城市化發(fā)展過程中涌現(xiàn)出的突出負面問題。然，在治理意識逐漸覺醒的過程中，大量的投入?yún)s得不到應有的產(chǎn)出。本文將結(jié)合武漢的具體實例，從技術(shù)角度探討解決城市內(nèi)澇問題的思路，并大膽提出量化城市排澇能力、建設“下沉式城市公園”的設計理念

城市內(nèi)澇；納水；排澇能力；排澇標準；下沉式城市公園

1 洪澇災害

1.1 什么是城市內(nèi)澇

城市內(nèi)澇是指由于強降雨超過城市排水能力致使城市內(nèi)產(chǎn)生積水災害的現(xiàn)象。

今年武漢發(fā)生的災害主要受強降雨影響，根據(jù)湖北省氣象局公布的數(shù)據(jù)，武漢市6月30日20時至7月6日15時累計降雨量達574.1mm，突破1991年7月5日至11日7天內(nèi)降下542.8mm的記錄。6月1日至7月6日15時，武漢降水量達932.6mm，比1998年水災時6月至8月的總降水量還多出了64.6mm，突破了武漢自有氣象記錄以來的周持續(xù)性降水量最大值。因此，此次災害的損失多因城市內(nèi)澇。

1.2 城市內(nèi)澇的危害

截至7月6日12時，暴雨災害造成武漢市12個區(qū)75.7萬人受災。共轉(zhuǎn)移安置災民167897人次，有80207名群眾處于轉(zhuǎn)移安置狀態(tài)。全市布設安置點68個。農(nóng)作物受損97404hm2，其中絕收32160hm2。倒塌房屋2357戶5848間，嚴重損壞房屋370戶982間，一般性房屋損壞130戶393間。直接經(jīng)濟損失22.65億元。因災死亡14人，失蹤1人［1］。武漢市的受災情況只是全國災情的一面鏡子，城市內(nèi)澇給人民的生產(chǎn)生活造成極大的損失，解決城市內(nèi)澇問題迫在眉睫。

2 城市內(nèi)澇形成原因

2.1 強降雨的來臨

降水強度，又稱雨強，指單位時間內(nèi)（分別為12h或24h）內(nèi)的降水面積量。

7月5日，武漢市12h內(nèi)降雨量就達188.7mm，屬特大暴雨，短時間內(nèi)的特大降雨量聚集在城區(qū)，造成極大排水壓力，城市低洼地瞬間形成“城市海洋”，癱瘓了城市功能的正常運作。

2.2 排澇能力不足

排澇能力主要體現(xiàn)在納水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)是否完善、納水能力和排水能力是否與降雨量匹配［2］。

2.2.1 納水系統(tǒng)的破壞

近年來，武漢為擴張城市建設，大面積地填湖造地。天然的納水系統(tǒng)遭到破壞。建成后的低洼地，也往往成為城市內(nèi)澇中積水最嚴重地區(qū)。官方公布的數(shù)據(jù)顯示，武漢城區(qū)的湖泊從建國初的127個，已經(jīng)銳減到38個，平均每兩年消失3個湖泊。單從1987年至2013年的26年間，武漢市湖泊總面積減少約32.3%，城市納水能力急劇減小，如圖1。

此外，城鎮(zhèn)化建設導致城市地面硬化率逐年提高，可滲水地面逐漸減少，使得地表徑流增加，降低了城市納水能力。數(shù)據(jù)顯示，2010年武漢市城區(qū)面積1615.14km2，在市區(qū)核心區(qū)684km2內(nèi)地面硬化率達90%以上（山、水除外），核心區(qū)外930km2地面硬化率達70%［3］。

沙湖是武漢湖泊填埋的縮影之一（見圖2）。

圖1

圖2

2.2.2 排水系統(tǒng)的排水標準偏低

早期的排水系統(tǒng)設計標準基本上是參照蘇聯(lián)標準，對中國所在區(qū)域的降水量、城市發(fā)展預期是不足的，排水設計標準偏低。隨著城市化進程快速擴張，排水能力不足的矛盾凸顯出來。在城市建設過程中征收的城市市政建設費用，更多地用于市政道路、管線的幾何疊加，較少用于排水系統(tǒng)的全面升級方面。最近幾年，武漢作為新興城市快速發(fā)展，尤以大型交通工程為主，甚至出現(xiàn)5000多個工地同時開工的景象［4］。

基于以上原因，城市的納水能力與排水能力都呈現(xiàn)出減少趨勢，導致城市綜合排澇能力降低。

3 城市防洪機制的完善

近二十年以來，武漢幾乎是逢“雨”必淹，簡單地歸因于暴雨、特大暴雨難免具有“掩耳盜鈴”之嫌，掩百姓之耳盜政績之鈴。完善城市防洪機制應從管理與設施建設兩方面著手，軟件、硬件一起抓。

3.1 城市防洪預警的完善

作為城市防洪機制的重要組成部分，各地方政府均制定了城市防洪應急預案，對預警、搶險、信息管理、疏散、責任界定等措施都做了明確的規(guī)定。但各市應急預案的可操作性、實際成效值得進一步探討。

以預警為例，現(xiàn)在的暴雨預警簡單地依賴氣象預報，根據(jù)預期雨量與風力確定黃色、紅色警告級別。問題在于同樣的雨量，在這個城市會造成內(nèi)澇，在那個城市不會造成內(nèi)澇，即便同一個城市的各個行政區(qū)域，其排澇能力也不同。這種預警缺乏針對性，本質(zhì)上仍是“惰政”行為。預警應把重點放在評估預期雨量與排澇能力是否匹配上，從而對內(nèi)澇程度作出初步判斷，作出提前預警。以武漢為例，初步梳理出各區(qū)域主要內(nèi)澇點，同時設置幾個關(guān)鍵數(shù)據(jù)觀測點，記錄每次降雨量與積水量，基本能建立積水量與降雨量的數(shù)學邏輯關(guān)系，同時找到內(nèi)澇臨界點，詳見積水量（縱軸）與降雨量（橫軸）模型示意圖3。

圖3

由于特定區(qū)域的排澇能力基本穩(wěn)定（定期清理排水管道），當統(tǒng)計數(shù)據(jù)足夠時，通過數(shù)學統(tǒng)計理論不斷修正后的曲線趨于穩(wěn)定，即可作為內(nèi)澇預警的應用模型，據(jù)此作出的預警應該具有足夠的精度，如此預警更具現(xiàn)實意義。

3.2 城市排澇設施的強化

應急預案固然重要，但其核心仍在于處理意外情況。強化排澇能力，首先要還清過去欠下的舊賬。將這筆舊賬量化作為工作標準，更具目標導向，成效評定也變得簡單易行。以下仍以武漢市為例，提出強化排澇設施的一些設想。

3.2.1 增加向長江排水的機械排水泵站

武漢緊鄰長江，通過長期努力，基本解決長江水淹的問題，城市內(nèi)澇是當前的主要矛盾。在現(xiàn)有泵站基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃新建機械式提升泵站，暴雨來臨時，把城市積水通過泵站強排進入長江。根據(jù)現(xiàn)實條件，盡量多設置提升泵站，一般險情可輪流使用泵站，特大險情確保所有泵站滿負荷運轉(zhuǎn)。

3.2.2 建設“下沉式城市花園”

要全面改善城市排水系統(tǒng)，提升城市排澇能力，面臨以下現(xiàn)實困難：

成本高：如果要全面升級城市排水系統(tǒng)，則一次投資額較大，這里涉及財政預算、拆遷、設備更新等問題，時間成本也比較高，對城市日常運轉(zhuǎn)影響大。

用地緊張：在升級城市排水系統(tǒng)時，必然涉及污水處理站、泵站、綜合管線用地等配套設施用地，在寸土寸金的中心城區(qū)，要解決這些問題并非能一蹴而就，土地問題較難解決，行政協(xié)調(diào)難度大。

費效比［5］高：全面升級城市排水系統(tǒng)相當于再造城市排水系統(tǒng)，由于涉及原管線系統(tǒng)的拆除，其造價甚至超過新建城市的排水系統(tǒng)，而排水效果未經(jīng)檢驗，其效率偏低。

正因為如此，量化城市既有排澇能力，檢視目前排水、納水系統(tǒng)，準確識別系統(tǒng)薄弱點，并采取針對性改善、強化措施，就顯得事半功倍。前文提到，武漢內(nèi)澇的一個重要原因就是湖泊面積急劇縮小，導致城市納水能力降低，從而出現(xiàn)內(nèi)澇。如果城市納水能力得以恢復甚至提高，則暴雨來臨時，快速有效的納水系統(tǒng)可為城市贏得足夠的排水時間，這就是武漢湖泊正在發(fā)揮的重要作用。

建設“下沉式城市公園”可起到湖泊的納水作用，具體做法為：選取適當?shù)默F(xiàn)有公園進行改造，通過取土降低公園標高至路面以下3～4m，通過綠化種植、景觀再造形成下沉式城市公園，類似于圖4。

圖4

下沉式城市公園有別于現(xiàn)有的集雨園及雨水花園：集雨園主要是為解決旱災；而下沉式城市公園主要是為解決水災。集水園和雨水花園的核心是植物；而下沉式城市公園本質(zhì)上屬于暴雨納水池，并不屬于生物滯納池。作為海綿城市在武漢的具體應用，“下沉式”城市公園的獨創(chuàng)性在于結(jié)合武漢的實際情況，提倡在現(xiàn)有公園內(nèi)建造大型的臨時納水系統(tǒng)，同時兼顧其他城市功能。建造下沉式城市公園具有以下優(yōu)點：

（1）夏季暴雨險情時，作為臨時納水場所，極大提高城市綜合納水能力，緩解排水壓力；該公園蓄水可在險情過后再做二次處理，對解決城市內(nèi)澇問題，起到湖泊蓄水作用。

（2）平時仍發(fā)揮公園的正常功能，未降低城市綠化面積、市民活動場所，對城市舒適性、宜居性不構(gòu)成負面影響。如果妥善設計，甚至可再造城市新景觀（如濕地公園）；由于集中作業(yè)、封閉施工，施工期間對城市影響降到最低。

（3）建設下沉式城市公園只涉及周邊管道改造升級；原有公園均為綠化用地，不存在土地、拆遷、管道保護等問題，協(xié)調(diào)難度小。因為較有針對性地解決了納水問題，相對成本低，效果直接、可量化，費效比合理。同時下沉式城市公園收集的蓄水主要為雨水，通過適當凈化后，可作為再生水資源二次利用。

下沉式城市公園的具體做法：如前述，1987～2013年武漢湖泊面積由370.97km2縮減至264.73km2，總共縮小了106.24km2，假定縮小湖面的平均深度為2m（填湖區(qū)域一般較淺）。第一步以恢復20世紀武漢蓄水容量為目標：假設公園可建深度為3m，蓄水面積為s，則蓄水容量v＝s·h=3s=106.24×2，所以s＝106.24×2/3＝70.83km2。

因此再造幾個下沉式城市公園，接近兩個東湖的面積，基本恢復武漢市1987年城市納水能力，有關(guān)部門可根據(jù)更準確數(shù)據(jù)進一步論證并試點。

4 結(jié)語

中國城市化發(fā)展到今天，城市洪澇災害已成為不能承受之痛。從技術(shù)角度去看，各城市洪澇災害的原因各有不同，有降水導致的內(nèi)澇，也有客流或本地洪水導致的淹城，更有排水系統(tǒng)不暢導致的梗塞。因此完善各城市防洪機制也必須因地制宜、對癥下藥，否則投入大收效微，事倍功半。本文以武漢為例，初步分析了武漢內(nèi)澇的主要原因，在防洪機制的完善方面提出了個人的一些想法，包括量化城市排澇能力、增加內(nèi)澇預警報告，更大膽提出“下沉式城市公園”解決大型成熟城市的內(nèi)澇問題，可作為海綿城市的具體應用探討。鑒于本人的信息有限，專業(yè)知識不足，個人一些想法難免存在主觀與謬誤之處，有待專業(yè)權(quán)威勘誤。

［1］百度百科2016年武漢洪澇災害.

［2］城市防洪規(guī)劃與研究.

［3］淺談武漢排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及其改善措施.

［4］投入費用和產(chǎn)出效益的比值.

［5］伊學農(nóng).城市防洪規(guī)劃設計.

［6］黃兆平，肖建忠，劉冰.雨水花園賞析.

［7］俞孔堅.海綿城市理論與實踐.

［8］淺談武漢排水現(xiàn)狀及其改善措施.

［9］武漢告急的背后：衛(wèi)星圖揭示驚心動魄的湖泊填埋過程.

TU998.4

A

2095-2066（2016）30-0084-03

2016-10-10