姜德文
(水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心,100053,北京)
近年我國城市化速度加快,城鎮(zhèn)化比例已達(dá)到51%,隨之也出現(xiàn)了新的問題,其中城市內(nèi)澇災(zāi)害凸現(xiàn),并呈愈演愈烈之勢(shì),已成為城市心腹大患。不僅北京、上海、廣州、杭州、武漢、成都等大城市,而且像鄂爾多斯、延安等中小城市也出現(xiàn)了內(nèi)澇災(zāi)害,造成的災(zāi)害損失愈來愈大。大雨為什么總會(huì)成災(zāi)?出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害的城市為什么愈來愈多?單一依靠提高城市排水標(biāo)準(zhǔn)能否根本解決問題?本文在深入剖析城市內(nèi)澇成因的基礎(chǔ)上,從保持城市水土資源、保護(hù)和修復(fù)城市生態(tài)環(huán)境、標(biāo)本兼治城市內(nèi)澇等方面做一探討。
城市內(nèi)澇的表面現(xiàn)象是“雨洪多了,水排不出去”,直覺上大家認(rèn)為是城市排水標(biāo)準(zhǔn)低造成的。但深究其根本原因,是城市失去了生態(tài)涵養(yǎng)、調(diào)蓄雨洪資源的能力。
在城市化過程中,原有的森林、草地、濕地等可以入滲、涵養(yǎng)雨水資源的土地,被房屋、道路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、工業(yè)園區(qū)等占?jí)骸p。據(jù)調(diào)查,北京近10年城市面積擴(kuò)大了一倍,市區(qū)硬化面積占總面積的50%;武漢市核心區(qū)地面硬化率達(dá)90%以上,核心區(qū)外地面硬化率達(dá)70%。根據(jù)試驗(yàn)研究,林草等綠地的地表徑流系數(shù)一般為0.2~0.3,但地表硬化后將增加到0.8~0.9,也就是說如果新增10 000 m2的硬化面積,當(dāng)遇到一次降雨50 mm的暴雨時(shí),就會(huì)增加徑流總量250~350 m3。同時(shí),由于失去了原地表先入滲雨水、達(dá)到飽和后才形成地表徑流的調(diào)節(jié)過程,雨水形成徑流、匯集的時(shí)間也大為縮短,降雨后直接產(chǎn)生徑流,并在短時(shí)間內(nèi)匯向排水系統(tǒng)??梢?,地面硬化不僅增加了巨量地表徑流,而且加快了雨洪匯集形成積水的時(shí)間,這是城市內(nèi)澇的最直接原因。
城市作為人居之地,自古以來就是由房屋、道路、河湖水系、園林綠地等構(gòu)成的,形成了相對(duì)獨(dú)立、相互協(xié)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)。城市及其周邊規(guī)劃區(qū),原有一些河流、湖泊、洼地、水塘、渠系、蓄(排)水溝、排洪排澇渠等,具有較強(qiáng)的蓄集雨水、削減洪峰、滯洪、排水等功能,同時(shí)形成了一個(gè)水生態(tài)系統(tǒng),調(diào)節(jié)城市水的余缺,為城市生態(tài)系統(tǒng)提供支撐和保障。但在城市化過程中,單一追求城市擴(kuò)張,河湖水系等被大量填埋、毀損、占用,使愈來愈多的城市喪失了調(diào)蓄雨洪、調(diào)節(jié)水循環(huán)的生態(tài)功能,雨水走向單一排放,資源變成了雨洪災(zāi)害。如武漢市漢口后湖水系原有20 km2的水面,可調(diào)蓄雨水7 000萬m3,目前湖水面積萎縮到原來的10%,調(diào)蓄能力不到1 000 萬 m3。
第一,我國城市缺水狀態(tài)十分嚴(yán)重,全國669座城市中缺水城市有400多座,城市缺水是先天不足。然而,在城市化過程中地表被大面積硬化,河湖水系被大量毀損,城市涵養(yǎng)雨水的能力愈來愈小,雨洪被大量外排,地下水長(zhǎng)期得不到補(bǔ)給,使得原本就極為缺水的城市更加缺水,缺水城市也愈來愈多,有的還引發(fā)地面沉降等災(zāi)害。第二,隨著城市水面、水量的減少,使河湖的納污能力下降,加劇了水體污染。第三,城市建筑物、硬化地面愈來愈多,地面熱輻射增加,城市地表溫度、氣溫均提高,熱島效應(yīng)更加突出,城市愈來愈熱,愈來愈干燥,迫使城市生產(chǎn)生活高度依賴空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié),由于加大了溫室氣體排放,又反復(fù)增加熱源,陷入惡性循環(huán)的怪圈。第四,受熱島效應(yīng)影響,城市降雨量增加,特別是暴雨增加,進(jìn)一步加劇了城市內(nèi)澇。
城市化在發(fā)展擴(kuò)張過程中,各類建設(shè)項(xiàng)目密集分布,數(shù)量眾多,工程建設(shè)過程中土方開挖、堆置、填筑、運(yùn)移活動(dòng)頻繁,許多工地都是裸露施工,遇降雨時(shí)泥漿隨雨水外排,雨洪挾帶著垃圾等雜物進(jìn)入排水管網(wǎng),淤塞排水系統(tǒng),加重內(nèi)澇災(zāi)害。2011年6月武漢連降暴雨,開工在建的工地有5 000多處,許多泥漿、渣土被沖入排水管網(wǎng),形成嚴(yán)重內(nèi)澇。濟(jì)南市2012年8月一次強(qiáng)降雨,全市70%~80%的排水管道被不同程度地淤堵,造成嚴(yán)重內(nèi)澇和人民生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。
從上述原因分析可見,解決城市內(nèi)澇不能單一研究排水排澇問題,應(yīng)針對(duì)內(nèi)在原因,采取標(biāo)本兼治的方法。上述導(dǎo)致城市內(nèi)澇加重的原因在各地城市建設(shè)中均普遍存在,造成了“小雨小災(zāi)、大雨大災(zāi)”的城市內(nèi)澇勢(shì)態(tài)。
生態(tài)城市應(yīng)該是結(jié)構(gòu)合理的城市,適度的人口密度,合理的土地利用,良好的環(huán)境質(zhì)量,充足的綠地系統(tǒng),完善的基礎(chǔ)設(shè)施,有效的自然保護(hù),自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相協(xié)調(diào),構(gòu)成城市生態(tài)系統(tǒng)。城市發(fā)展規(guī)劃應(yīng)將城市生態(tài)功能納入重要目標(biāo),城市發(fā)展應(yīng)與生態(tài)保護(hù)相協(xié)調(diào),城市建設(shè)應(yīng)與安居環(huán)境相協(xié)調(diào),城市管理應(yīng)與民生相協(xié)調(diào)。樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的理念,保護(hù)城市水土資源,保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境。從空間規(guī)劃上,城市的總體布局、各分區(qū)布局都要充分考慮生態(tài)需求,要保留足夠的生態(tài)空間,要有一定比例的綠地涵養(yǎng)雨水,保留和規(guī)劃一定的河、湖、渠、水系等空間,有一定的庫容能調(diào)蓄雨洪,維系和增強(qiáng)城市的生態(tài)功能,減少城市熱島效應(yīng)。從城市發(fā)展進(jìn)程規(guī)劃上,城市建設(shè)速度要適度、合理,應(yīng)循序漸進(jìn),不能單一追求速度,應(yīng)控制開發(fā)強(qiáng)度,避免高密度、大強(qiáng)度的地表擾動(dòng),建設(shè)時(shí)序上要充分考慮擾動(dòng)破壞后生態(tài)修復(fù)所需時(shí)間,使自然環(huán)境有充分休養(yǎng)生息。國務(wù)院辦公廳《關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》(國辦發(fā)〔2013〕23 號(hào))中明確要求,新建城區(qū)硬化地面中,可滲透地面面積比例不宜低于 40%。 北京市在“7·21”暴雨災(zāi)害后制定了《新建建設(shè)工程雨水控制與利用技術(shù)要點(diǎn)》,以建設(shè)工程硬化后不增加建設(shè)區(qū)域內(nèi)雨水徑流量和外排水總量為標(biāo)準(zhǔn),新建建設(shè)工程應(yīng)配建雨水調(diào)蓄設(shè)施(每10 000 m2硬化面積配建不小于500 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施);凡涉及綠地率指標(biāo)要求的建設(shè)工程,綠地中至少應(yīng)有50%作為用于滯留雨水的下凹式綠地。公共停車場(chǎng)、人行道、步行街、自行車道和建設(shè)工程的外部庭院透水鋪裝率不小于70%。目前在德國,城市透水地面的比例要求最低為60%,理想狀態(tài)為80%以上,以確保防澇和地下水水位不下降。
通過制定國標(biāo)、行標(biāo),明確城市建設(shè)中河湖水系、綠地的比例與布局中涵養(yǎng)雨水、蓄滯洪能力,及施工場(chǎng)地?fù)P沙、排水含沙量等要求和量化指標(biāo),為城市發(fā)展中規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、檢查、驗(yàn)收等提供技術(shù)依據(jù)。在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)、《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50434—2008)中對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的擾動(dòng)土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草植被恢復(fù)率、林草覆蓋率等作出了量化規(guī)定,提出了保護(hù)地表植被和土壤,最大限度地保護(hù)生態(tài)功能;采取降水蓄滲措施,涵養(yǎng)水源;控制城市硬化面積,綜合利用地表徑流;合理安排施工時(shí)序,減少大風(fēng)大雨產(chǎn)生的侵蝕;控制土石方施工,防止城市管網(wǎng)淤積等要求。國標(biāo)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400—2006)對(duì)建筑與小區(qū)的雨水收集、入滲、儲(chǔ)存與回用、調(diào)蓄排放等進(jìn)行了規(guī)定。北京市水務(wù)部門規(guī)定了城市房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土石方綜合利用率、表土剝離利用率、臨時(shí)占地與永久占地比、施工降水利用率、硬化地面控制率、雨洪利用率等量化控制指標(biāo)。
①城市中的各類廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車道、人行道等應(yīng)廣泛采用生態(tài)透水材料鋪裝,盡量使用透水磚、滲水磚、孔形磚、滲水混凝土、碎石、卵石等材料,以降低城市的地表徑流系數(shù),從源頭上減少雨洪量。②在小區(qū)、各類場(chǎng)地中建設(shè)小型地下蓄水池、滲水井,使雨水在適當(dāng)部位入滲地下,回灌地下水,收集雨水用于澆灌林草,有條件的地方還可實(shí)施屋頂集蓄雨水。③改變以往排水溝均是漿砌石的做法,采用透水式排水溝,當(dāng)遇到小雨、小水時(shí)可直接入滲地下,涵養(yǎng)水源,當(dāng)遇到大雨、大水時(shí)外排。如在現(xiàn)代西方國家,綠地與道路之間不設(shè)道牙石,下雨時(shí)地表徑流能順勢(shì)流入綠地中,被土壤吸收。這些措施,既能減少雨洪量、徑流總量,又能延緩洪峰時(shí)間,使城市排水管網(wǎng)能有時(shí)間和能力安全排泄。
規(guī)劃建設(shè)城市雨洪資源化管理系統(tǒng),充分利用原有的河流、湖泊、水系、渠道、洼地等集蓄雨洪,合理規(guī)劃并開辟人工湖、人工水系,在地勢(shì)較低的地段建設(shè)下凹式草地、公園、生態(tài)帶等,形成規(guī)模小、數(shù)量多、分布均衡的集水體。正常降雨時(shí),集蓄雨水,城市綠地灌溉、洗車、景觀用水、道路清掃、沖廁、消防等都可使用雨水資源,使雨洪資源化,變害為利,也起到增加城市水面、改善城市小氣候的作用。當(dāng)遇到大雨時(shí),作為臨時(shí)蓄集雨水設(shè)施,可就地、就近調(diào)蓄雨洪,滯緩洪水過程,削減洪峰流量,延緩洪水外排時(shí)間,減輕排水管網(wǎng)壓力。
認(rèn)真落實(shí)國家相關(guān)文件要求和國標(biāo)規(guī)定,嚴(yán)格土方施工場(chǎng)地管理,施工場(chǎng)地應(yīng)采取彩鋼板臨時(shí)攔擋,密目網(wǎng)、防塵網(wǎng)臨時(shí)苫蓋,草袋臨時(shí)攔擋,平時(shí)灑水降塵等措施,施工場(chǎng)地設(shè)沉沙池、排水溝,將泥漿沉淀,防止降雨泥土隨雨洪進(jìn)入排水管網(wǎng)。施工組織安排要科學(xué)合理,減少施工場(chǎng)地的裸露面積和裸露時(shí)間,按照“大風(fēng)不起揚(yáng)沙、降雨不排泥漿”的總體要求控制施工場(chǎng)地。加強(qiáng)施工場(chǎng)地的檢查、監(jiān)測(cè),揚(yáng)沙、排沙超標(biāo)時(shí)停工整治,大型施工場(chǎng)地可實(shí)行24小時(shí)視頻監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。
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