城市内涝防治的生态保护对策

Ecological Protection Counter-measures of City Waterlogging Prevention

姜德文
JIANG De-wen

摘要：近年来，中国城市化进程中的内涝灾害频发并呈现加剧趋势。作者认为地面大量硬化、城市河湖水系被占压、施工场地裸露、城市生态功能减退等是重要的内在原因。预防和遏制城市内涝应采取综合措施，应修正城市发展规划与布局，制定预防内涝的工程建设标准，采取生态透水地面、渗水式排水沟，保护和修复城市河湖水系调蓄雨洪，建设下凹式绿地，减少施工场地裸露面积和裸露时间。

关键词：生态建设；城市水土保持；景观水文；雨洪管理；城市内涝

Abstract: During China’s urbanization process in recent years, waterlogging disasters are happening more and more frequently. The author thinks that the main internal causes include surface hardening in great quantity, urban rivers and drainages being tied up, the bareness of construction sites and the decline of urban ecological function. In order to prevent and control city waterlogging, measurements needed to be taken are as follows: revision of the urban planning and layout, formulation of the construction standards for waterlogging prevention, application of ecological water permeable ground and water seepage gutter, protection and restoration of city’s stormwater regulation system by urban rivers, construction of the recessed grassland and reduction of the bare surface area and period in construction sites.

Key words: Ecological Construction; Urban Soil and Water Conservation; Landscape Hydrology; Stormwater Management; Waterlogging

我国正处在工业化、城市化进程中，大中型城市的数量已达654个[1]，城镇化比例已提高到51%，城市规模也愈来愈大。由于规划设计、建设管理、暴雨集中等多种原因，城市内涝灾害凸现，并呈频繁发生之势。不仅北京、天津、上海、广州、杭州、武汉、南京、成都等大城市，甚至一些中小城市也出现了内涝灾害。据建设部2010年对国内351个城市排涝能力的调研结果中，仅2008－2010年3年间，就有62%的城市发生过不同程度的内涝[2]。“逢大雨必内涝，逢内涝必成灾”愈来愈成为城市的魔咒并引起百姓的恐惧。城市化过程中的内涝灾害问题已成为经济社会发展中的重大问题，愈来愈引起公众、社会各界及政府的重视。

由此，引发了公众对城市建设的众多质疑，大雨为什么总会成灾、内涝灾害的城市为什么愈来愈多？仅仅依靠提高城市排水标准能否解决根本问题？本文旨在深入分析造成和加剧城市内涝的内因，从保持城市水、土资源，保护和修复城市生态环境的角度就此问题做一探讨。

1 城市内涝灾害加剧水土流失、生态破坏的成因

城市内涝的表现是“水多了，水排不出去”，一般人均认为是城市排水体系不健全、排水标准低等造成的，因此提出了几乎独一的加快排水建设的呼声。然而，如果不能从根源上分析成因，单一治标并不能彻底解决城市内涝问题，为什么城市雨洪多了？为什么雨洪排不出去？从水土保持、生态保护的角度分析主要有以下原因：

（1）城市扩张的过程中大量增加了地面硬化面积，致使地表径流量急剧增大，城市排水系统无力支撑。

城市化建设中大量土地被房地产、市政道路、各类广场、停车场、工业园区等占压，据2010年武汉市调查数据，684km2的市区核心区内地面硬化率达90％以上、930km2的核心区外地面硬化率达70％。据北京市调查，近10年城市面积扩大一倍，北京市建成区面积增加了700km2。根据遥感监测[3]，北京市区地面硬化面积达到了50%。根据观测试验，城市硬化后原地表的径流系数将从0.2-0.3增加到0.8-0.9，按此框算，北京市新增的硬化面积当遇到一次降雨50mm的暴雨时，就会增加径流总量1 750－2 450万m3，如此巨量的雨洪极大地增加了城市排水压力，遇暴雨则成灾。据北京市水文总站分析，2012年“7.21”中心城区的降雨频率为10－20年一遇，而河道洪峰已接近50年一遇，可见地面硬化使径流总量成倍增加[4]。同时，由于降雨失去了入渗缓冲时间，致使雨水汇流时间缩短，在极短的时间内形成雨洪，并呈现为高度集聚的汇水排水势态[5]。这些情况在全国各地城市建设中均普遍存在，从而导致了城市内涝灾害的频繁发生，“小雨小灾、大雨大灾”就成了规律。并且随着中国城市化的高速发展，内涝灾害的发生地区、发生频次、灾害损失还会全面加剧。

（2）城市建设中占用了原有河道、水系、塘堰等，使城市涵养水源、蓄水滞洪功能削弱甚至丧失，恶化了城市水环境，降低了城市生态功能。

城市及其规划区原有许多水塘、蓄排水沟、排洪排涝渠、洼地、湖泊等，这些设施具有相当的蓄水、排水、滞洪等功能，也是区域自然系统的重要组成部分，在城市化过程中盲目扩展城市，这些设施被大量占用、填埋、毁损，致使城市失去了自然调蓄水、分流滞洪的能力，大大增加了需排泄的水量。据武汉市调查结果[6]，汉口后湖水系原有水面超过20km2，可调蓄雨水7 000万m3以上，由于围湖造田等建设，目前湖水面积减少到原来的10%，调蓄能力不到1 000万m3。由于大量排水，更加剧了城市缺水状况。据调查[7]，我国669座城市中缺水城市有400多座，严重缺水城市110座，随着地表被大面积硬化、河湖被大量占用，城市涵养雨水的能力愈来愈小，雨洪被大量外排，地下水得不到补济，使原本就极为缺水的城市更加缺水，缺水城市也愈来愈多，有的还引发地面沉降等灾害。同时，随着城市河湖水量减少，使河湖的纳污能力下降，加剧了水体污染。城市建筑物、硬化地面愈来愈多，城市的绿地面积愈来愈少，绿地、水面对区域气候、环境的调节能力大为下降，城市的生态功能愈来愈降低甚至丧失，热岛效应更加突出，城市越来越热、越来越干燥，迫使城市生产生活高度依赖空调进行调节，造成能源浪费，加大温室气体排放，陷入恶性循环的怪圈[8]。

（3）城市建设过程中不重视土方施工的监管，遇降雨时泥沙大量进入排水系统，致使城市管网淤堵，排水不畅加剧了城区积水和城市内涝灾害。

城市建设项目具有数量多、分布广、工期长的特点，工程建设过程中土方开挖、堆置、填筑、运移活动频繁，许多工地没有采取有效的拦挡、苫盖、沉沙等措施，暴雨时泥浆横流的现象十分普遍，泥水挟带着杂草枝叶、垃圾等杂物进入排水管网，将排水系统淤塞，导致排洪不畅，形成内涝与灾害。据对济南市2012年8月7日强降雨调查结果[9]，全市70%－80%的排水管道被不同程度的淤积，有的管道被淤泥堵塞了50%，雨洪得不到及时排放，形成了严重内涝和人民生命财产的重大损失。另据武汉市调查结果，2011年6月武汉连降暴雨，开工在建的工地有5 000多处，许多泥浆、渣土被倾倒入排水管网，原已陈旧的地下排水管网更加受阻，形成严重内涝[10]。

由上可见，解决城市内涝不能单一研究排水排涝问题，应针对内在原因，采取标本兼治的方法，才能从根本上减少城市内涝及其危害[11]。

从内外的情况看，美国、德国、韩国、日本等国家很重视城市雨洪利用与城市生态，有效防止了城市内涝灾害[12]。如美国采用生物渗透系统、渗透排水沟、植物过滤带、绿色屋顶等措施。

2 城市内涝防控的生态保护对策

2.1 修正城市发展规划与防洪（涝）规划，建设生态城市

城市发展规划要充分考虑生态需求，树立尊重自然、顺应自然、保护自然的理念，保护水土资源，保护和改善生态环境，要以城市生态功能不降低为基本目标，做到城市发展与生态保护相协调，城市建设与环境安居相协调，城市管理与民生相协调。空间上，无论是城市总体布局、还是各分区布局都要保留生态空间，保留和规划一定的河、湖、渠、水系等蓄、滞洪设施，使城市有一定比例绿地涵养雨水，有一定库容能调蓄径流，降低城市热岛效应，维系和增强城市的生态功能。时间上，城市建设规模与速度要适度、合理，城市化进程要循序渐进，不能单一追求速度，要控制开发强度，避免高密度、大强度的扰动开发，要充分考虑扰动破坏后生态修复所需时间。

加快防治城市内涝需要加强法规、制度建设，首先要以大中城市为重点，尽快建立和完善相关规章，依靠法治推进城市生态保护与建设。

2.2 建立和完善城市保持水土、保护生态的国家标准，规范设计、施工等行为

在现行国家标准中，《开发建设项目水土流失防治标准》（GB50434－2008）中对各类生产建设项目规定了扰动土地整治率、水土流失总治理度、土壤流失控制比、拦渣率、林草植被恢复率、林草覆盖率等6项量化指标，《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433－2008）提出了控制城市硬化面积，综合利用地表径流；保护地表植被和土壤，最大限度地保护水土保持功能；合理安排施工时序和进度，遇大雨和大风减少施工；采取降水蓄渗措施，涵养水源；控制土石方施工，防止城市管网淤积等要求。《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400－2006）对建筑与小区的雨水收集、入渗、储存与回用、调蓄排放等进行了规定。国务院办公厅“关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知”（国办发〔2013〕23号）中明确要求，新建城区硬化地面中，可渗透地面面积比例不宜低于40%。北京市在国标基础上，规定了城市房地产建设项目土石方综合利用率、表土剥离利用率、临时占地与永久占地比、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标。北京市经济技术开发区又进一步提出了施工期土地临时覆盖率、透水铺装率、外排水含沙量、下凹式绿地率、植物配置品种量、乔灌覆盖率等指标。相关技术标准如《室外排水设计规范》（GB 50014）、城市建设、城市园林绿化等，也应在总结、反思的基础上，根据城市化发展的新情况进行修订、完善。北京市《新建建设工程雨水控制与利用技术要点》中规定，以建设工程硬化后不增加建设区域内雨水径流量和外排水总量为标准，新建建设工程应配建雨水调蓄设施，具体配建标准为：每万平米硬化面积配建不小于500m3的雨水调蓄设施；凡涉及绿地率指标要求的建设工程，绿地中至少应有50%作为用于滞留雨水的下凹式绿地。公共停车场、人行道、步行街、自行车道和建设工程的外部庭院的透水铺装率不小于70%。这些指标对预防、减轻城市内涝具有重要意义和作用。

有关行业主管部门应加强监管，在项目立项行政审批、施工监管、竣工验收中严格执行国家标准，全面提升城市建设水平。

2.3 加强防治城市内涝的宣传教育，全社会全民共同参与

城市内涝关系到千家万户，涉及各个部门，关乎生命财产，要广泛开展全社会、全民的宣传教育，普及防灾减灾知识，树立保护自然生态的自觉意识，使各级领导、有关行业主管部门、规划设计机构、广大民众，正确认识发生城市内涝的内在原因，转变城市建设观念，提高全社会的思想意识，为预防和减轻城市内涝灾害创造良好的社会基础。对加剧城市内涝灾害的活动和行为，开展舆论监督、公众监督，形成全社会关注城市建设、参与城市建设的氛围。

2.4 加快推进大中城市水土保持立法，严把建设项目水土保持方案关

针对城市发展中造成水土流失、破坏生态环境，进而加剧城市内涝灾害的突出问题，应加快城市水土保持立法进程，引发内涝灾害越来越严重的北京、天津、上海、广州等平原城市应首先加快出台水土保持法实施办法，并把强化城市水土保持做为重要内容，依靠法制实现城市水土保持的新突破。积极参与城市发展规划的修订，促进城市发展与生态保护的协调，在规划阶段制定保护水土资源、防灾减灾的对策和措施，为城市水土保持提供技术支撑。

同时，要积极开展城市水土保持专项监督检查，建立严格的城市建设项目水土保持方案编制、审查、审批制度，全面提升城市建设项目水保方案编制率、实施率、验收率，以大城市带动中小城市、城镇，有重点有步骤的推进城市水土保持。

3 防治城市内涝的水土保护与生态修复措施

3.1 变硬化地面为生态透水地面，变浆砌石排水为透水式排水

城市地面应尽可能不采取硬化措施，非机动车道、人行道、广场、停车场等应尽量使用透水砖、渗水砖、孔型砖、渗水混凝土、碎石、卵石等材料，在小区、各类场地中建设小型地下蓄水池、渗水井，收集雨水用于浇灌林草，有条件的地方还可屋顶集蓄雨水。将浆砌石排水沟改为透水式排水沟[13]，小雨、小水时可直接入渗地下，涵养水源，大雨、大水量时外排。这些措施，既能减少雨洪形成的径流总量，又能延缓洪峰时间，使城市排水管网能安全排泄。在适当的地方还可将雨水回灌地下，补充城市日益枯竭的地下水，变害为利。目前在德国，城市透水地面的比例要求最低为60%，理想状态为80%以上，以确保防涝和地下水位不下降。在现代西方国家，绿地与道路之间不设道牙石，下雨时，地表径流能顺势流入绿地中，被土壤吸收。

3.2 改单一排水为蓄、滞、调、用综合管理雨洪

充分利用城市原有的河、湖、渠、水系等集蓄雨洪，在城市低洼地段开辟人工湖，在城区内规划建设低运动场、低公园、低草地等城市蓄水滞水设施[14]。形成小、多、分散的集水体，平时集蓄雨水，增加城市水面，改善小气候，大雨时作为拦截、调蓄雨洪设施，起到滞洪作用，延缓洪水外排过程，减轻排水管网压力。城市绿地灌溉、洗车、景观用水、道路清扫、冲厕、消防等都可使用雨水资源，使雨洪资源化，变害为利。

3.3 改裸地施工为遮蔽式施工，避免形成泥浆淤堵排水管网

各类施工场地应采取临时拦挡（如彩钢板）、临时苫盖（如密目网、防尘网、草袋）等措施，减少降雨对地表土地的侵蚀和冲刷，施工场地设沉沙池、排水沟，将泥浆沉淀，让清水排入管网。施工组织安排上尽可能减少裸露面积和裸露时间，施工场地的基本要求是“大风不起扬沙、降雨不排泥浆”，同时加强施工场地监测，扬沙、排沙超标时停工整治。

4 结语

我国正处在城市化进程中，解决城市内涝应标本兼治，从城镇建设中的水土资源保护、生态保护与修复方面采取治本对策与措施，才能遏制城市内涝灾害愈演愈烈的趋势，保障人民生命财产和公共设施安全，使城镇化走向健康、正确发展之路，全社会、有关部门都应站在国家经济社会长远发展的战略高度深入研究和积极应对。

 

参考文献：

[1]国家统计局.中国城市统计年鉴2011[M].北京:中国统计出版社,2012.

[2]中国社科院.城市管理蓝皮书[M].北京:社会科学文献出版社,2013.

[3]江昼.城市地面硬化弊端及其解决途径[J].城市问题, 2010,(11):50-53.

[4]白国营,杜龙刚,藏敏.北市中心城区7.21降雨径流分析[J].北京水务,2013,(5):3-7.

[5]柳笛.城市化对雨洪径流的影响[J].科技创业,2009,(1):66-67.

[6]曾忠平,裴韬,彭兰霞.武汉南湖湖区土地利用结构信息熵与湖泊形态变化分形分析[J].资源科学,2008,(7):1061-1067.

[7]水利部.2004年中国水资源公报[R].2004.

[8]邹容,周卫军,李轩宇,赵宏英.城市热岛效应的产生及研究方法[J].农村经济与科技.2007,(3):101-105.

[9]中国广播网. 济南排水管道70%-80%淤积 全线清淤[EB/OL].(2012-08-14)[2013-05-04].http://native.cnr.cn/city/201208/t20120814_510587240.html.

[10]经济半小时.城市排涝为何成为问题[Z].中央电视台2套, 2011-08-04.

[11]张悦.关于城市暴雨内涝灾害的若干问题和对策[J].中国给水排水,2010,(16):41-42.

[12]李芬芬.国外城市如何防止内涝[J].大众商务.2011,(8):26-29.

[13]张继红,孙发政,何伟.生物砖排水沟在开发建设项目水土保持中的应用[J].中国水土保持,2007,(6):39-41.

[14]蔡剑波,林宁,杜小松.低洼绿地对降低城市径流深度径流系数的效果分析[J].城市道桥与防洪,2011,(6):119-122.

 

作者简介：

姜德文/1959年生/男/内蒙古人/博士/教授级高级工程师/水利部水土保持监测中心副主任/享受国务院政府特殊津贴专家/水利部5151人才工程部级人选/长期从事生态保护与技术咨询（北京 100055）