南京市消纳城市洪涝灾害的多元化途径
录入时间：2012-09-19 / 点击数：1939
关键词：城市安全；城市建设；洪涝灾害；多元化
中图分类号：TV122 文献标识码：A
城市暴雨是我国城市面临的主要自然灾害。以2011 年汛期为例，至6 月以来，已有北京、武汉、成都、南昌、南京等多个大中城市遭受到强暴雨的袭击。6 月23 日，北京首先遭遇暴雨侵袭，全市城区平均降雨量72mm，最大降雨量128.9mm，大量路段瘫痪，部分地区甚至出现了河流泄洪不足造成倒灌道路的问题，首都机场及往来首都机场的相关航路被雷雨天气所覆盖，造成了航班延误或是取消。7 月3 日下午，成都开始遭遇暴雨侵袭，最大5小时降雨量达到215.8mm，市区多个地段被大水淹没，积水至人膝部或半米之深，交通局部瘫痪，到处可见汽车泡在水里无法开动，双流国际机场124 个航班中有47 个航班受到影响，约5000 余乘客滞留机场。7 月18 日，南京市也突降暴雨，路面交通大面积瘫痪，由于沪宁城际沿线的红山路、玄武大道积水严重，导致城际线部分被淹，沪宁城际从当天下午4点开始改道运营，禄口国际机场也因为恶劣天气不符合航班起降的正常标准，所有进出港航班被迫延误。
城市洪灾已经给我国社会经济发展和人民生命财产安全带来了严重的影响，城市暴雨灾害的防御、灾害预报、灾害评估、风险管理、应急处置和社会保障措施也已经成为政府和学者当下研究的重点课题。目前，对城市暴雨成灾机制的认识大致有如下几点：①近年来，随着我国城市的大规模超强度的开发建设，大面积不透水硬地面取代了自然植被为主的透水软地面，直接改变了城市暴雨径流形成条件，使得径流系数增大、汇流时间缩短、洪峰流量增大，从而对城市水灾成灾机制产生影响；②城市的发展，挤占了原来的水体空间，导致河网缩减，河道滩地、湿地大量消失，降低了城市水面率，削弱了城市水系调蓄洪水的能力；③近年来极端天气与气候事件发生的频率和强度加大，城市对暴雨等气象灾害的脆弱性在增加；④现状多数城市排水系统老旧，排水标准过低，排水系统建设远远落后于城市的发展，一旦降雨超过设计标准，没有办法避免积水，城市必然发生洪涝灾害。北京此次严重洪涝灾害一部分原因就是遭遇到了超过百年一遇的极端天气的影响，以及主要城区的排水标准较低，1～3 年一遇，仅能保障40mm/h 左右的降雨量顺利排水。事实上，与北京一样，包括南京在内的我国大多数城市排水排涝设计标准均偏低。
南京属亚热带季风湿润气候区，南京进入梅雨季节，降雨较多，大、暴雨频繁出现，城市易遭受洪涝灾害。特别是南京城市的发展，改变了原有的水系状况，降低了城市水面率，产生了水系调蓄能力不足与城市防洪安全的矛盾，加上城市化程度的提高，大面积不透水硬地面取代了自然植被为主的透水软地面，直接改变了城市暴雨径流形成条件，使得径流系数增大、汇流时间缩短、洪峰流量增大。目前南京城市土地寸土寸金的情况下，河道断面不可能一直扩大，河底也不可能一直挖深，河道对洪水的槽蓄作用削弱，使得极端暴雨天气下城市容易引发洪涝灾害问题，所以仅仅依靠雨水管道收集雨水后排入河道对于城市防洪安全是不够的。需要通过多种方法，如增加绿地、透水路面、调蓄池、人工湖泊等，来削减洪峰，减少洪量，减轻河道的压力，遏制河道断面不断扩大的趋势。
1 增大城市绿地面积
城市绿地除了具有净化空气、净化水体及城市景观等功能外，还可以用来贮留和入渗汛期雨水，具有蓄水滞洪的作用。绿地面积下降，将造成暴雨下渗减少，洪涝径流量增加，所以增大城市绿地面积可以有效地缓解河道调蓄洪水的压力。
国家生态园林城市标准[1]对于生态城市的建设要求是：建成区绿化覆盖率＜40%、建成区人均公共绿地＜12m2、建成区绿地率＜38%”。目前南京市现状绿地40%，根据南京市绿地的规划[2]：2015 年，力争达到人均公共绿地15m2，绿化覆盖率50%，绿地率达45%，人均绿地60m2，届时，南京市绿地系统将以主城区绿地系统为核心，以长江绿色景观廊道为绿轴，以都市圈大环境绿地为生态绿地圈，以明城、绕城、环城三个绿环及八条对外快速国道绿廊为生态绿地网架，以四片楔形绿地、五组自然保护区和三十片主要风景林地为城市生态绿地板块，形成一个“心、轴、圈为主体，环、廊、网为基础，楔、区、片相交融”的生态园林绿地系统。
2 增大城市水面率
可以通过增加城市湖泊、水体景观、拓宽现有河湖水面等措施增大城市水面率，保障城市水系的调蓄能力，要从理论上确立南京市合理的水面率十分困难。根据《城市水系规划规范》[3]，城市中规划建设新的水体或扩大现有水体的水域面积，应与城市水资源条件和排涝需求相协调，增加的水域宜优先用于调蓄雨水径流，该规划建议一区城市适宜水面率为8%～12%，二区城市为3%～8%，三区城市为2%～5%。其中一区就包括了江苏省，三区仅限于水资源缺乏的新疆、青海、甘肃等。图1 所示为美国若干城市的城市水面率。
3 修复城市下垫面
植被覆盖区5％～15％的降水会形成地表有效径流，非植被覆盖的水泥地面约有60％的降水会形成径流。南京城市的快速发展，导致城市土地利用方式发生了显著的改变，相当比例的路面被不透水的表面所覆盖，雨水下渗减少，必然导致地表径流增加，城市管网负担加重，加大城市防汛压力。在城市建设中广泛采用渗透性路面材料可以有效减缓这一矛盾。德国早在1996 年就提出了“排水量零增长”的概念，要求新建或改建开发区，无论是工业、商业还是居民小区，开发后的径流量不得高于开发前，其计划到2010 年，将全国城市90％的路面改造为透水路面。日本也规定居民庭院排水必须先经过自家院内透水地坪处理方可允许向室外排放，并规定从2001 年起，新的市政建设项目和改造翻修项目全都采用透水工程材料。美国还采用经济手段，如采用债券发放、给予补贴等办法，鼓励对雨水的综合利用，减少雨水径流量。
南京市土地利用变化对流域径流的影响可以选择降雨—径流SCS 模型模拟：
式中，Q——降雨产生的径流量(mm)；
P——为一次降雨的降雨总量(mm)；
S——流域当时的最大滞留量(mm)，
可以下式关系表达：
其中，CN 是一个无量纲参数，CN 值把流域下垫面条件定量化，用来反映下垫面条件对产汇流过程的影响。参考史培军等[4]的研究成果，南京市CN 的取值如下表：
4 增设地下雨水调蓄池
雨水调蓄池被设计用来存储超过城市管网设计排放能力的暴雨，所以其能既保证汛期排水通畅，又能实现存蓄雨水的再利用。雨水调蓄池在国外一些国家是重要的城市防洪防涝设施，德国汉堡等城市就有容量很大的地下调蓄库。日本甚至规定城市每开发一公顷土地，就应该附带建设500m3的雨水调蓄池，图2 为调蓄容量达到178000m3的横滨今井川雨水调蓄池[5]，池体内径达10.8m，长度2000m。美国对城市新开发区域实行强制的“就地滞洪蓄水”。考虑到南京市的土地利用现状，可以利用公共广场、住宅院落等地下空间建设一系列雨水调蓄池，达到调蓄暴雨、缓解管网负担的目的。
5 加强城市雨洪利用力度
雨洪利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施。雨洪利用就是把从自然或人工集雨面流出的雨水进行收集、集中和储存，从而可以减少城市洪涝灾害、增加城市供水、改善水生态以及营造优质的城市水环境。南京是一个缺水城市，雨洪利用既可以缓解南京市面临的水资源问题，又可以缓解水环境承载力问题。南京市可采用的雨洪利用方式如表2 所示。
6 小结
南京市近年来大规模城市开发建设，导致部分河道填塞、河网缩减，加上大面积不透水硬地面的使用，改变了城市降雨———径流关系，产生了水系调蓄能力不足与城市防洪安全的矛盾，应该积极采取各项措施缓解这一矛盾，促进城市健康有序的发展。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.国家生态园林城市标准[R]．
[2]2004．南京市城市规划局.南京市绿地规划[R]．2011．
[3]中华人民共和国建设部.GB 50513- 2009城市水系规划规范[S].中国建筑工业出版社，2009．
[4]史培军，袁艺，陈晋.深圳市土地利用变化对流域径流的影响[J].生态学报，2001，21（7）：1041- 1049．
[5]张嘉毅，唐建国，张建频等.日本横滨排水设施建设及运行管理经验和启示[J].给水排水，2009，35（1）：116- 123．
