城市化发展对城市防洪的影响与对策

[关键词]城市化 径流 城市防洪 

　　改革开放特别是20世纪90年代以来，随着中国工业大发展和经济的迅猛增长，中国城市化进程特别迅速，城市本身的发展对洪水灾害的发生和加剧都有一定的影响，例如城市地面结构的变化不仅改变城市局地气候，而且改变当地水文水势，城市建设中基础设施的不足，特别是供给水建设发展不平衡和城市防洪设施不重视，这些问题对洪水灾害的加剧都有显著影响，这是中国城市化过程中的薄弱点。 

　　1 城市快速发展对城市防洪的影响 

　　1.1 城市地面结构的变化对水文水势的影响 

　　随着城市发展，树木、农作物、草地等面积逐步减小，工业区、商业区和居民区规模、面积不断增大，使径流系数增大，城市化过程使相当部分的流域为不透水表面所覆盖，减少了蓄水洼地。图1为城市化地区径流系数和透水率关系示意图。 

　　地面结构的变化改变了天然水的循环过程和分配方式，天然降水落到地面以后大约有10%形成地表径流，约有40%左右消耗于陆面的蒸发和冲填洼地，约有50%的降水通过渗蓄存在于地下水位之上的包气带，后又在重力的作用下补偿地下水，在城市化高速发展的今天，城市地面不透水层可达70%～90%，这样对于洪灾的发生和强度有着很大的影响。根据美国文献报道，如果当不透水地面占20%，平均洪水流量为17.8m3/s时洪水汇流时间为3.5h。当不透水地面为40%，平均洪水流量为57.8m3/s时，洪水汇流时间为0.4h，这一信息表明城市地面硬化对洪灾发生有直接影响，高径流系数使得雨水汇流速度大大提高，从而使洪峰出现时间提前。 

　　1.2 城市化过程中的防洪设施严重滞后 

　　随着经济的迅猛和稳定增长，中国城市化的发展步伐很快，但普遍存在的重要问题是基础市政建设和防洪基础建设速度非常慢。 

　　在中国现有的642座有防洪任务的城市，在1998年的大洪水前，约有80%的城市防洪标准低于50年一遇，100年一遇的城市只有少数城市，如北京、上海、沈阳、长春、哈尔滨等，50年一遇及以上的只有88座，只占据全部的18%，而约有21%的城市不到10年一遇。 

　　这样看来中国的城市防洪设施的建设与城市化的发展进程不一致且滞后，另一个比较突出的问题就是已经建设的防洪设施质量很差，譬如中国现有的堤防有3个不足表现：①已有的堤防堤基条件太差，大多堤防是依河、依湖或依江而建，基础岩性多为沙质的基地，而且大多堤基没有经过处理。②已有的堤身质量较差，不少堤防是在原来已有民堤的基础上逐渐加高和培厚而成。③已有的堤防堤后多为坑塘，多年来堤防的建设大多是就近取土，更有甚者是堤后直接取土，而取土后的土塘又大多没有深处理，只是薄土覆盖，因此当洪水来临时面临的洪水威胁就更大，经常出现管涌、滑坡、岸崩等险情。 

　　2 防洪对策 

　　2.1 收集雨水 

　　尽可能收集楼顶、屋面产生的径流，将雨水收集起来，用于消防、植树、洗车、冲洗厕所和冷却水补给等，也可以经处理后供饮用。以此减少地下水的用量。据统计，日本目前已拥有雨水利用设施的建筑物100多座，屋面集水面积20多万m2。此外，雨水利用在日本显示出独特的商业价值，他们正在着手向阿拉伯国家出口雨水。 

　　2.2 采用透水路面和透水铺装系统 

　　在不影响交通的情况下，可以采用透水路面和透水铺装系统，使雨水进入路面结构和下面的土壤。 

　　透水路面按其排水方式可分为全透式路面和半透式（排水式） 路面。主要起到贮蓄雨水并延缓径流的作用。 

　　透水性铺装系统是由一系列的混凝土块和塑料网状结构， 填以沙子、砾石及土壤组成，具有孔隙通透性。Watanabe对日本横滨布设的渗透性铺装开展径流控制研究， 结果表明该设施削减了15%～20%的径流洪峰。 

　　2.3 增加城市绿化面积 

　　在进行城区建设规划时，一般要求城市绿化覆盖率应大于市区用地的30%。在城市区域植树和增加绿地面积，不仅可以美化环境，而且在减小城市区域径流量、削减洪峰流量、改善径流水质方面有很大的作用。 

　　2.4 增加渗水池、雨水调节池和湿地面积 

　　渗水池是在地面池中种植一定的水生植物，通过池中植物根系净化水质；通过水位变化来调节地表径流量。渗水池即可作为野生动物的栖居地，又有利于改善生态环境，一般利用天然低洼地作为地面渗水池是非常经济的。 

　　调节池一般可以截留约40%～90%的固体和相关的污染物以及约20%～70%的溶解性污染物（尤其是营养成分），从而达到有效减缓地表径流的目的。此外雨水调节池还具有地下水补充、给水和娱乐的作用，能够体现出其美学和亲水价值。 

　　湿地在雨季时成了水位的调节库，由于水位比陆地低，附近雨水就汇聚到这里，它可调节水的流量，湿地和森林一样，可大大减轻洪水灾害，在洪水泛滥时能减小洪水流速，面积较大的湿地还起到滞洪、调蓄的作用。 

　　2.5 完善雨水管理方面政策法规 

　　此外，在采用降雨径流控制措施的同时，也应不断完善雨水管理方面的政策法规。其措施主要包括城市发展的资源规划（例如控制不渗透地表面积、积极植树种草增加绿地面积、充分利用城市水面蓄水等）、自然水体的保护和利用（如严禁填埋河道）等。 

　　3.结论 

　　总之，城市化的发展对洪水灾害的发生和破坏程度有着很大的关联。城市化过程改变了城市区域暴雨径流条件，使径流总量增大，洪峰流量提高，峰现时间提前；城市化的发展不仅使城市周围的生态、河湖环境恶化，同时城市化的本身发展改变了城市地表结构，大量的城市生活垃圾加大了洪水灾害的破坏程度。为了减小城市化的影响，在发展城市的同时，既要合理地进行建设规划和生产布局，又要采取相应的措施，加大对水资源、水环境的保护。 

　　参考文献 

　　[1]（日）村濑诚，刘延恺.雨水收集利用技术和实例.同心出版社.2005. 

　　[2]丁跃元，侯立柱，张书函，基于透水砖铺装系统的城市雨水利用.北京水务.2006.6. 

　　[3]王保军，葛宪滨，张宇，透水性沥青混凝土面层在城市道路中的应用.城市道桥与防洪（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.