城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力,致使城市内产生积水灾害的现象。城市内涝的分布范围广泛,于沿海低地区和内陆城市频繁发生,且破坏性大。在内涝发生时,会导致农作物受灾或绝收,毁坏城镇基础设施、致使民房倒塌、甚至伤人性命。
全球气候变暖、大气气流季节性异常、降雨强度大、范围集中是造成城市内涝形成的气候方面的原因。而城市中大量使用柏油路、水泥路面等硬质铺装导致地表无法渗水,城市排水系统有排水管道老化、排水标准低,运行维护不良,疏于防范治理等问题为城市内涝形成的城市规划建设方面的因素。
城市内涝发生时主要会对交通、经济、人身安全方面造成影响,如地表积水造成道路瘫痪,当积水进入城市的地下室、地下停车场等下凹式建筑,会导致巨大损失,城市内涝还会致使行人滑倒、摔伤或交通事故,造成人身安全威胁。2020年徐照,葛晓永等人研制了城市内涝模拟的模型,为区域防洪除涝提供预测预警支撑信息。
定义
城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力,致使城市内产生积水灾害的现象。这与
洪涝不同,洪涝是因江河上游洪水猛发,中下游受潮汛顶托以及平原水网径流汇集,退水缓慢等所造成的。
内涝形成
主要原因
降雨
由于
全球气候变暖,导致大气气流季节性异常,在加上城市高楼林立,空调、汽车尾气的排放使得排放的热量超标排放,让城市比郊区温度高,进而产生了
热岛效应,共同导致了中国
极端天气频发,使得很多城市出现大暴雨,有些城市甚至出现百年一遇的特大暴雨,短时内的强降雨造成严重积水,造成了城市排水系统瘫痪,形成内涝。
排水
城市排水体系普遍采用1~3年重现期的排水标准,由于开发较早,对排水要求估计不足,加之成本上的问题,一般城市都选择了1年的排水能力下限,这也就导致城市排水标准设计“先天不足”。随着新开发区域逐渐成为城市的中心区,以前的排水管网不能满足急剧膨胀的排水需求,还有管道老化、排水标准比较低的问题,导致排水压力过大,这一方面问题是需要大量的资金投人,需要依靠完善管网结构,增设调蓄池、调蓄隧道,以及雨水塘等设施对设计存在的局限予以补齐。
影响因素
选址地势低
城市地势比较高的地区不容易形成积水,地势比较低的地区,容易形成内涝,在进行城市建设时,如果选择在
滞洪区或低洼地,一场强降雨或连续几天大雨后出现积水的可能性就非常大。
建设不合理
新中国成立后,部分城市建设不合理,在城市中大量使用硬质铺装,如柏油路、水泥路面等,导致原本具有自然调蓄雨水功能的洼塘、湖泊、水库被填埋,破坏了城市自然排水系统。尤其是
沿江平原地区,地势低洼,雨水无法自然下泄,导致上游积水。大量沟、塘的消失使自然
水系受损,排水能力减弱,暴雨产生的径流无法及时下泄,而原始地面的土壤能渗透、吸纳、涵养水分,但因城市建设导致地表无法渗水,只能依赖人工排水系统。
排水系统运行维护不良
雨水管道错接到污水管道中,由于同一段路污水管道管径往往远小于雨水管径,当暴雨来临时,会导致局部积水,进而产生内涝;其次是
废水乱排放,一些城市餐饮业集中地区,含有大量菜叶、瓜果皮、动物皮毛、油脂的餐饮废水随意倾倒,严重堵塞雨水口和管道;最后排水管道的清淤不及时。
防范与治理缺乏
在城市建设施工时,余土随意堆放,渣土车将泥沙撒落在街头,冲洗马路形成的泥沙、树叶、垃圾,以及城市洗车点的沙泥沉淀及居民生活产生的废料、煤渣形成淤塞源,使得城市排水管道不畅,有些地段的管道已经严重堵塞,人们对城市内涝的防范与治理,普遍缺乏危机意识。
内涝类型
主要分为春涝、夏涝、秋涝,其中春涝主要发生在
华南地区、
、
沿海地区;夏涝主要发生在
长江流域、东南沿海、
,是
中原地区的主要涝害;秋涝主要发生在东南沿海和华南,多为
台风雨造成。
内涝特点
分布范围广
城市内涝在中国比较普遍,在沿海低地区和内陆城市频繁发生,在城市的某些特定地点,如立交桥、地下通道、桥梁、车库和商场等,这些地点降雨后更容易积水,内涝发生率较高。自2008年来,有213个城市发生过不同程度的积水内涝,甚至涉及
西安市、
沈阳市等北方城市,其中有57个城市的最大积水时间超过12小时。
破坏大
内涝发生时,会导致农作物受灾或绝收,毁坏城镇基础设施、致使民房倒塌、甚至伤人性命;2011年6月23日北京城市发生内涝,据6月24日北京市人民政府防汛抗旱指挥部办公室发布的降雨量统计数据,北京市平均降雨量为50mm,主城区降雨量为67mm,未达到0.5年一遇,造成了全市交通
瘫痪,经济损失巨大,导致了2人丧生;在1999年7月13、14日,昭通市发生内涝,昭通、鲁甸气象站降雨量分别为175mm和41mm,
横江流域多个河段超警戒水位并出现严重灾情,仅
昭阳区就淹没厂矿110个、农田受灾13.53万亩、死亡6人。
主要影响
直接影响
间接影响
由于现代城市聚集了多元化的经济和高密集型的资产,使其综合承载能力脆弱,在发生城市内涝时,其损失总量增大,而且城市交通、商贸活动因灾害中断之后,导致城市工业、商业、服务业及对外贸易等产生较大的二次影响,使得受灾时间接经济损失比例不断攀升。
预防与防治
中国
社会治理
面对城市内涝国务院办公厅在2015年和2021年分别发布了《
国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》和《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》,从源头上综合治理城市内涝,主要有4点措施。
合理布局,完善体系
编制内涝风险图,探索划定
洪涝风险控制线和灾害风险区,根据国土空间规划,结合地块
高程,合理确定新城区的建设地址,同时结合流域防洪,形成流域、区域、城市协同匹配,防洪排涝、应急管理、物资储备系统完整的防灾减灾体系。
增加雨水的调蓄能力
修复江河、湖泊、湿地等,保留天然雨洪通道、蓄滞洪空间。在城市建设和更新中留白增绿,结合空间和竖向设计,优先利用自然洼地、坑塘沟渠、园林绿地、广场等实现雨水调蓄功能,做到一地多用。
增加雨水的渗透能力
提高硬化地面中可渗透面积比例,因地制宜使用透水性铺装;增加
下沉式绿地、
植草沟、
人工湿地、砂石地面和自然地面等软性透水地面;建设绿色屋顶、
旱溪、干湿塘等滞水渗水设施等。
加强管网和泵站的建设与改造
加大排水管网建设力度,逐步消除管网空白区;新建排水管网原则上应尽可能达到国家建设标准的上限要求;改造易造成积水内涝问题和混错接的雨污水管网,修复破损和功能失效的排水防涝设施;因地制宜推进雨污分流改造;对外水顶托导致自排不畅或抽排能力达不到标准的地区,改造或增设
泵站,重要泵站应设置双回路电源或备用电源等。
个人防范
关注天气预报
如预报有暴雨,尽量不要外出,请找好一个安全的地方(如牢固的建筑物、地势较高的建筑物等),并停留至暴雨结束时为止;如暴雨天必须外出时,建议乘坐公交车,并注意路况信息,避开积水和交通不畅地区。
受到内涝威胁时
受到内涝威胁时,如果时间充裕,应向楼顶、站台等高处转移;如果已经受到洪水包围,要尽可能利用船只、木排、门板、木床等,做水上转移,不要单身游水转移。
外出时
在有积水道路行走时,尽量贴近建筑物,不要靠近有漩涡的地方;尽量避开灯杆、电线杆、变压器等有可能连电的物体,以防触电;发现有电线落入水中,必须绕行;遇到大暴雨时,尽量到地势较高的地方避险,不要停留在
涵洞、立交桥下、地下通道等地势较低的地方。
在家时
居住在低洼地区危旧房的居民,平时要注意观察房屋的质量情况,当出现漏雨、渗水等情况时要及时维修;积水时,居民可在门槛外侧放上沙袋,防止积水浸入屋;一旦室外积水漫入屋内,要及时切断屋内电源与气源。
开车时
开车时,如果遇到有积水的道路,应尽量绕行;涉水时要打开大灯和双闪灯,注意与前车保持车距;车辆最好沿着前车走过的路线行驶;深水行车要低速匀速过水,一气通过;车辆受困时要及时熄火,主动逃生,并拨打求救电话。
国外
澳大利亚
为了应对内涝,
澳大利亚将城市水循环与
城市设计相结合,将供水、污水、雨水、
地下水,城市设计和环境保护融为一体,如水敏感城市设计和城市水循环及城市设计的关系图所示,其核心是对雨水的合理收集再利用,来维持
生态平衡。
英国
英国提出了蓝绿系统方法,强调以系统、量化的方法对城市
水资源(蓝色系统)和城市植被系统(绿色系统)进行综合规划设计、建设和管理,其蓝绿设施不仅可以减轻
水环境问题,还可以缓解
城市热岛效应、
空气污染以及资源短缺等其他环境问题,改善
生态环境,如蓝绿系统的协同效应图所示。
相关研究
理论研究
徐照,葛晓永等人基于GIS与BIM研制了城市内涝模拟的模型,该模型有预案模拟功能和实时预报预警功能,可以在内涝时实时分析预警,为排涝应急响应决策提供智能服务,为区域防洪除涝提供预测预警支撑信息。
成果案例
千叶县
千日本叶县的雨水调蓄设施有湿地、跑步道、草坪广场和游戏广场等让雨水渗入,这些设施保留了原有的地形、地貌和
植被,同时提供了休闲和娱乐的场所。在枯水期,景观池成为唯一的亲水区域;在丰水期,游戏广场和草坪广场用作雨水调蓄渗透塘,暴雨过后储蓄的雨水下渗,既减缓了洪峰流量,又补充了地下水源。
汉堡
在
德国汉堡,城市采用容量很大的地下调蓄库来处理汛期排水和合理利用雨水,此外,德国还推广了新型的雨水处理系统——洼地—渗渠系统,包括
洼地和
渗渠等设施,与带有孔洞的排水管道连接,形成一个分散的雨水处理系统,这种分散的系统通过短期储存和长期储存,使尽可能多的雨水得以下渗,减少雨洪暴雨径流,补充
地下水,防止地面
沉降,实现了城市水文生态系统的良性循环。