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城市暴雨内涝成因分析及解决措施

2023-09-01 114 上传者：管理员

摘要：<正>强降雨引发的内涝主要包括降雨、地表径流、雨水管网排放、江河排涝等，其酿成的洪涝灾害是当今世界经常遭遇的灾难，对国家经济、社会发展构成严峻的考验。进入21世纪以来，伴随着国内城市化快速发展，在全球气候变化、国内城镇化高速发展的双重影响下，我国城市洪涝灾害引发的问题日益突出，暴雨引发的洪涝给国家和地区造成了广泛的影响和严重的损失。国内多个省市遭遇到不同程度的过江河洪水、台风暴雨、局地暴雨洪涝引发的威胁。据国家防办数据显示，2008年至今中国基本上每年遭受洪涝灾害的城市都超过100座（含县级市），这当中绝大部分为局部强降雨引发，如北京市7.21特大暴雨（2012年）、广州市5.22特大暴雨（2020年）、郑州市7.20特大暴雨（2021年）等。

关键词：
内涝
城市内涝
城市暴雨
工程技术
建筑科学
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强降雨引发的内涝主要包括降雨、地表径流、雨水管网排放、江河排涝等，其酿成的洪涝灾害是当今世界经常遭遇的灾难，对国家经济、社会发展构成严峻的考验。进入21世纪以来，伴随着国内城市化快速发展，在全球气候变化、国内城镇化高速发展的双重影响下，我国城市洪涝灾害引发的问题日益突出，暴雨引发的洪涝给国家和地区造成了广泛的影响和严重的损失。国内多个省市遭遇到不同程度的过江河洪水、台风暴雨、局地暴雨洪涝引发的威胁。据国家防办数据显示，2008年至今中国基本上每年遭受洪涝灾害的城市都超过100座（含县级市），这当中绝大部分为局部强降雨引发，如北京市7.21特大暴雨（2012年）、广州市5.22特大暴雨（2020年）、郑州市7.20特大暴雨（2021年）等。

为了全面解决各地区、各流域水问题，国家结合自身特点及面临的水问题，针对性地提出了雨洪管理理念。2013年习近平总书记提出要深入开展海绵城市建设，优先考虑利用自然力量排水；国家十四五规划也明确提出“十四五”期间要在城市防洪排涝方面加大投入，建设韧性城市。

一、成因分析

笔者经过认真总结分析，发现城市暴雨洪涝引发的巨大灾害既有工程措施不到位、又有应急管理能力欠缺等多重原因。主要有以下几点：

1.城镇化建设对雨水地表径流产生重要影响

中国城镇化率在1978年仅为17.90%，而2020年该数据已升到63.89%。过去的几十年间，随着我国城镇化建设的高速发展，导致城市人口密度持续增加、多处土地性质发生巨大改变，由河湖、绿地等改变为建设用地等，导致城市下垫面径流特性发生变化，河湖调蓄能力大幅度降低，且城市防洪排涝设施的建设落后于城镇化发展的速度。

伴随城市建设衍生的大量不透水路面、公共或民用建筑、下穿地下通道对地形地貌较过去发生了极大改变，大幅度降低了暴雨后的下渗量，致使城市雨水不能像农村或是古代雨水那样，从地面迅速渗透到地底下，只能依靠雨水管网进行排放。暴雨期间会产生较大的地表径流，并迅速汇集到城市低洼地（如城市下穿地下通道等），且快速的地表径流会使排入江河洪峰流量迅速增大，洪峰时间大大提前，增加地块内涝风险，从而引发内涝、造成洪涝灾害。

2.区域气候环境较过去发生较大变化

近几十年，由于世界范围内人口数量不断增加，各个行业科学技术飞速发展，经济规模持续增大，人类对地球自然环境、气候环境的损害影响愈来愈大。砍伐森林、城市地块的不合理开发、工业企业排放的大量二氧化碳，引发城市热岛效应，对全球气候、生态环境带来了较大影响，全世界水循环进程发生了大幅度改变。导致近几年全球气候异常、极端天气增多，多个地区年均降雨量、高强度降雨事件频繁发生，给城市防洪排涝带来严峻挑战。

3.雨水管网排水能力偏低

随着城市经济社会的发展，城市建设对排水的要求越来越高，原有雨水管网的布置和建设标准难以满足现状排水需求，尤其是城中村和未建区雨水管网覆盖不足，建设标准较低，洪涝问题明显。部分地区内雨水管渠虽已基本建成，但仍存在管渠布局不合理、缺乏有效的维护和管理、排水管渠存在淤塞和老化等现象，致使雨水管网排放能力无法满足需求。在城市建设过程中，因为缺乏顶层设计、管理主体不同等原因，导致个别地段面临雨水管道上下游连接不通畅、末端雨水缺少出路等困境。

4.内涝防治体系不全

城市内涝防治工程系统性强，子项多，既有源头雨水收集时减排，又要做好排放过程控制，同时要对末端雨水排出口做好管理。目前，国内多地内涝防治主要以小排水系统为主，包括排水管渠、抢排泵站等，模式相对单一。随着城市硬化地面的增加，城区径流系数不断加大，暴雨发生时更易形成大量地面径流，这种传统的雨水排放模式难以保障城市正常运行。同时，流域尺度的防洪工程与城市尺度的排水工程之间，因归属不同的管理部门，有时存在衔接不畅的现象；在排涝江河因分流上游地区雨水，处于高水位时，导致雨水径流无法及时排放至受纳水体，甚至引起倒灌和顶托，为此需健全内涝防治体系。

5.城市河湖等自然调蓄水体被侵占，与外部排涝江河联动性不足

城市内涝频发，一个主要原因就是城市内河流、湖泊面积不断减少。伴随着城市快速扩张的步伐，多处地区围湖造田、填湖建城，大量湖泊被侵占，使其自然调蓄能力大为降低，暴雨期间削峰错峰能力受限。

以武汉市为例，全域湖泊水域面积1973年为1170.84平方公里，2015年该数据则为856.27平方公里，约减少27%；中心城区湖泊水域面积1973年为148.90平方公里，2015年该数据则为99.94平方公里，约减少33%。

大规模城市化建设侵占了本应具有调蓄功能的河湖空间，无法与外部江河防洪体系高效联动，加剧了内涝的发生风险及危害性。

二、解决措施

在应对强降雨引发的内涝灾害方面，单靠工程举措应接不暇，无法满足时代需求；应该同步提升应急响应及管理能力，确保出现洪涝灾害时，能保证人民群众生命财产安全，尽可能地降低损失。

为满足创造宜业宜居城市环境、促进城市可持续发展、适应城市快速发展的需要，我们应从源头、过程、末端、应急管理几个维度来构建按照“上拦、中疏、下泄”的城市防洪排涝体系，全面消除地区内渍水内涝点，在应对极端降雨方面提升城市弹性、韧性，保证人民群众生命财产安全，保障地区防洪排涝系统安全运行。建议从以下几方面开展工作。

1.建设海绵城市，从源头进行减排

海绵城市是为防范防洪排涝、水资源再利用而出现的一种城市管理理念，是减缓城市内涝的一个重要举措。下雨时通过吸水、蓄水、渗水来减少源头雨水径流总量，实现减排，提升城市韧性；降雨结束后再将储存的雨水进行提取及利用，实现雨水再利用。

海绵城市建设应深入分析地区排水管网、城市竖向空间、雨水径流之间关系，针对性实施，一地一策，推行水平阶、山谷拦蓄、下沉式绿地、截洪沟、雨水调蓄池等海绵设施来进行雨水源头径流量减排，涵养水源、防止水土流失，减少马路行洪，促进雨水就地调蓄、渗透，消除积水内涝。

通过建设海绵城市，可提升城市蓄水、渗水能力，在暴雨期间可起到削峰错峰的作用，减轻下游防洪压力，促进形成生态、安全、可持续的城市水循环系统。在城市适应气候变化方面能够提升弹性，在城市抵御暴雨灾害方面可以提高韧性。

海绵城市虽解决了雨水源头减少和资源化利用的问题，但对极端暴雨条件下引发的内涝治理作用有限；工程推进过程中也要向公众做好正确宣传，避免“海绵城市万能论”“海绵城市无用论”。

2.适当提高城市雨水系统建设标准，提高雨水排放能力

应以解决地区防洪排涝系统卡脖子问题为抓手，以提升城市防洪排涝系统能力为工作重心，切实提升城市防洪排涝能力。

针对目前国内大部分地区现行雨水管渠建设年代久远，建设标准偏低（多地雨水系统设计重现期不足1年），暴雨时无法满足迅速排水的需求，应充分考虑当地城镇类型、内涝积水影响程度等因素，并结合国家现行标准《室外排水设计标准》（GB50012—2021）进行雨水系统提升改造。尽快完成现状雨水管网及排涝江河清淤疏浚，对地下空间排水防涝设施进行提升改造，对城市易涝点及时进行整改，多维度全系统地来提高城市防洪排涝能力。

3.提高排涝江河行洪能力，以流域理念与排涝江河进行良好衔接

排涝江河如果不畅通，极易引发顶托、倒灌等现象，造成城市雨水无法及时排出，从而引发城市内涝。为此须采用流域治理理念，将城市排涝、河道排洪紧密结合。对季节性河流，应以恢复河道行洪能力为主，减轻河道淤积，确保暴雨季节行洪畅通；对非季节性河流，应以维护河势稳定为主，协调好干支流关系，减轻暴雨季节干流防洪压力。

应根据当地气候和降雨特点、地形地貌、河湖水系分布等自然地理条件，结合国家现行防洪排涝标准或规范，以及城市竖向、雨洪利用等城市建设条件，从城市排水流域内的山洪拦蓄、内河水系、排水设施及运行管理等全面剖析问题，系统性分析城市内涝的成因、分清各种因素的影响程度、摸清制约性的关键环节，从根本上解决城区防洪内涝系统中存在问题，切实提升城市整体防洪除涝能力，确保当地满足防洪排涝标准，构筑健全的防洪排涝体系，确保城市内涝治理目标实现。

4.不断强化地区预测预警机制及应急管理方案建设

在防洪排涝领域，目前国内多个城市已建立了预测预警机制，大部分依据暴雨预警和内涝渍水监测信息来发布汛情预警。虽然应急响应较快，但难以确定发生内涝的具体位置、范围和程度，无法及时、高效地进行防汛力量配置。为此需要我们尽快提高城市灾害预测、预警能力，做好极端暴雨期间的应急管理，未雨绸缪，精细化管理，尽可能地减少洪涝灾害引发的损失。

5.充分听取公众意见，打造全民治水新格局

在城市防洪排涝工程建设期间要积极听取民众意见，满足公众合理诉求；工程建设期间让公众共同参与方案，进行施工监督，培养民间河湖长等，实现防洪排涝共建、共治、共享。如建立高水准志愿者河湖长宣教基地，积极开展志愿者河湖长履职培训，提高护河湖水平；引导社会各方自觉加入河湖保护行列，全力开辟河湖保护第二战线，助力城市防洪排涝设施安全。

6.利用模型开展地区雨洪模拟，将模拟效果应用于雨洪预警、预报

在城市应急管理中，通过采用不同模型耦合、不同耦合方式以及洪涝积水点模拟和验证耦合的方法，对地区进行雨洪模拟，结合实测流量对比评估模拟效果，提高城市雨洪模拟可行性，更细致地体现降雨空间分布特征，深入统计内涝实际数据，验证不同降雨条件下对地面积水造成的影响，为应急措施制定提供更充足的时间，可大大减少内涝发生的可能性并降低其危害性。

三、总结及展望

本文在梳理、分析城市洪涝成因及面临的防洪排涝问题的基础上，从源头减少雨水径流、合理制定工程设计标准、排蓄结合提高排涝能力、应急管理预警系统等六方面，提出了城市洪涝防治工程措施及非工程措施。通过上述措施，可完善城市的防汛减灾体系，大大降低暴雨内涝对城市造成的影响，保障人民群众的生命财产安全。

随着信息化、数字化、自动化和智能化技术的高速发展，已具备构建城市排水防涝数字化管控平台的经济、技术条件，需加快城市排水防涝设施的数字化、信息的可视化、监测的实时化、调度的科学化，以智慧水务、智慧水利支撑城市的现代化进程。为减少极端天气带来的灾害损失，需进一步加强暴雨预测、预警及监测，提高洪涝灾害预测、预警及监测的准确度，构建完备可靠的洪涝防御体系。

文章来源:程瑞丰,李双菊,吴凯等.城市暴雨内涝成因分析及解决措施[J].中华建设,2023(09):37-39.