钟维信
摘要: 城市内涝频发, 不仅对城市居民生命财产安全产生造成威胁, 也严重影响了到城市经济的正常发展。为了减少内涝灾害发生的频率, 确保人民生命财产安全, 有必要对内涝产生的根源进行分析研究。在此，笔者从城市规划、建设、管理等方面分析了城市内涝灾害产生的原因。分析结果表明，城市规划、给排水管道建设、市民的环保意识等方面的问题是导致内涝的主要原因，并提出降低城市内涝，保障人民生命和财产安全的措施:建立城市排水系统GIS数据库，保护城市天然水体，建立建筑蓄水系统等。
关键词:内涝整治；城市规划；管道建设；蓄水池
1 城市内涝产生的原因分析
1.1城市盲目扩张，水面率下降
大规模不科学的城市开发建设是内涝灾害频发的重要诱因。城市建设的扩张，使原本具有自然蓄水调洪错峰功能的洼地、山塘、湖泊、水库等被人为地填筑破坏或填为它用，降低了雨水的调蓄分流功能。例如，武汉市洪山区图书城片区，本来是武汉市南湖的一部分，后来被填平造地，进行城市开发建设，人为地破坏天然湖泊，削弱了天然水体的蓄水容量，导致该地区排水不畅，武汉主要干道之一。雄楚大道从这里经过，该路段逢暴雨必淹，最深的时候水深2m以上，武汉城市建设部门多次对该路段排的水系统进行改造，但都无济于事。究其原因，该片区虽然被人为填平，但仍然是该区域的低洼点，每逢暴雨，只要排水管网有堵塞的情况，无法及时排出的雨水必然流向该区域。据统计，由于大规模填湖造地，造成武汉市水面率急剧下降，武汉市湖泊调蓄地表径流的能力与40年前相比大约只剩30%。汉口后湖水系，原有水面超过20km2，可调蓄雨水7000万m3以上，目前仅剩不足原来面积10%的养鱼池，调蓄能力不到1000万m3。近几年来，只要遇夏季暴雨，该区域就有数平方公里地区渍水，一旦强降雨达到100mm以上，就会有10km2以上的地区渍水，由于受排水能力的制约，水渍地区经常历时数天才能排干积水，该区域受影响人口达到10万人以上。
城市建设的另外一个重要影响是导致城市可渗水地面逐渐减少，地表径流增加，汇集速度加快，从而导致城市低洼地方容易积水，根据GB50014-2006《室外排水设计规范》，雨水流量的计算公式为Q=фqA式中:Q为雨水设计流量;ф为地面径流系数;q为暴雨强度;A为汇水面积。
在汇水面积和暴雨强度相同的条件下，地面的径流系数越大，雨洪流量就越大。根据周玉文等在北京市百万庄小区所做的实验，在1h内新、旧沥青路面的降雨损失分别仅为草地的6%和12%，分别为裸露土地面的14%和26%;而屋面的降水损失量更小，一般都仅为1~2mm。据北京水利科学研究所的两次实测仅有0.70mm和0.94mm。根据以上数据可以做如下估计:如果流域内城市不透水面积达到城市面积的20%，只要在3年一遇以上降雨强度时，其产生的流量就可能相当于该地区原有流量的1.5~2倍。以某市为例，根据某市规划局2005年出台的雨水工程规划标准，建成区域雨水管道工程设计采用的地表径流系数已经达到0.7，较25年前增加了75%，在相同强度的降雨情况下，产生的流量就会增加75%，在老城区，由于排水管道最初设计是按当时的地表径流系数确定管道管径，在流量大幅增加的情况下，必然出现雨水不能及时排出，局部出现水涝灾害现象。
1.2 城市排水管网的问题
城市管网的不完善也是导致内涝的重要原因，城市开发总是从中心区慢慢向周边辐射，城市规划部门也不能完全预料到城市发展的最终程度，在管道建设初期，周边区域没有完全规划好，导致排水系统的建设无法一步到位。后来，随着新开发区域逐渐成为城市中心区，以前的排水管网显然不能满足急剧膨胀的排水需求。因此城市前期整体规划必须对城市水系有较全面的调查，对城市未来发展走势有较准确的预测，从而达到合理布设排水管网的目的。
在雨污分流片区也经常出现管网错接，因为污水管道汇集到污水处理厂，而雨水管道直接排向城市河道。污水管道错接到雨水管道，就会使污水不经处理，直接排入天然水体，导致严重的城市水体污染。相反，如果将雨水管道错接到污水管道，暴雨来临时，就会导致严重内涝，因为一般同一路段城市污水管道设计流量要远小于雨水管道设计流量，污水管道管径也要小于雨水管道管径，暴雨带来的短暂大流量雨水通过较小的污水管道，显然无法顺利排出，只有囤积在低洼处形成内涝。
雨水管道错接到污水管道，即使在降雨不大的时候，也会造成负面影响，因为不需要经过处理的雨水，经由污水管道汇集到污水处理厂，也会增加污水处理厂的处理负荷，更为严重的是经过雨水稀释的污水，其化学需氧量COD会大幅度降低，过大的COD波动幅度会严重影响污水处理效果。例如，南方某污水处理厂COD数据是按照污水浓度设计的，结果运行时COD浓度要远低于设计值，究其原因就是大量雨水管道错接到污水管道上，极大地稀释了污水浓度，增加了污水量，对污水处理厂处理工艺造成冲击。
2007年，某市组织了一个“清源行动”，该项目出发点就是摸清某市目前给排水管网存在的主要问题，为相关部门治理水污染提供比较准确的资料。笔者在调查过程中发现部分区域给排水管道混接非常严重，例如
市民不文明的习惯也会导致周围排水管道堵塞，这主要是指一些人为图方便，将垃圾倾入排水管网，造成管网的人为堵塞。国内很多城市的老城区都是雨污合流排水体制，城市中最容易发生排水管道堵塞的地方是餐饮业集中地区，餐饮业清洗产生的废水含有大量菜叶、瓜果皮、动物毛皮等，这些物质和排放的油脂混合，经长期堆积，就会形成极为黏稠、发酵膨胀的物质，严重阻塞管道。笔者调查发现，在某市某区餐饮业集中的片区，垃圾堵塞了排水管道，导致排水管道基本丧失排水功能，雨水不是通过排水管道排出，而是直接沿着路面从高处向低洼区域汇聚，形成积水点，从而阻碍交通，影响市民出行。
首先，给排水管网设计和建设没有跟上城市建设和人口迁移的步伐，给排水管网是城市最为基本的民生设施，其运行是否通畅直接关系到市民的生命财产安全。与城市宽敞的道路、漂亮的街心公园、引人注目的城市标志性建筑不同的是，给排水管道都是在地下，其畅通与否，在不出现暴雨的情况下往往对城市的美观不会造成影响，更为关键的是，城市给排水管网的建设投资巨大，并且这些投资并不能给所在地区带来后续GDP的增长。正因为如此，这些重要的民生设施往往会被各级政府忽视。其次，城市老城区管道改造由于牵涉到众多部门，电信、给水、燃气等管线都位于排水管道内，改造城市给排水管网需要众多部门协调合作，多部门协调也是一件不容易的事情，并且管道开挖会严重影响附近居民生活，所以在老城区进行管网改造是一项极为困难__的事情，也是一件吃力不讨好的事情，因此，多种原因导致政府主管部门对城市给排水管网建设的态度不积极。第三，给排水管道不像其他建筑，其质量检验难度较大，由于管线埋在地下，其设计施工监督比较困难，只有在出现多年一遇的暴雨时候才能证明工程质量的好坏，而等到出现多年一遇暴雨的时，或许已经过去多年，工程早就验收结束，这时候追究责任就变得困难重重。
2 城市内涝的解决措施
2.1 建立城市排水系统GIS数据库
国内众多城市排水管网建设年代不一、结构复杂，特别是很多城市存在老城区和城中村现象，这些区域排水管网错综复杂，排水管网数据甚至连水务局都不能完全掌握，因此当发生内涝灾害时无法找到症结根源。建立详细的排水管网数据库并实时监控成为当务之急。目前，国外很多城市构建了基于GIS系统的城市排水管网系统，这为我国提供了很好的借鉴。GIS系统与分布在管网内部的传感系统结合，当暴雨发生时，实时监测排水管网的水压异常并报警，为排水管网抢修提供宝贵的时间，从而避免水涝灾害的进一步放大。
2.2 保护城市天然水体
城市建设不到万不得已时不要破坏城市天然水体。例如，南昌市拥有得天独厚的填湖造地条件，市内水网密布，赣江、抚河、锦江、潦河纵横境内，湖泊众多，水域面积占全市总面积的29.8%，为保护城市天然水体，南昌市人大立法明令禁止填湖造地，对违法者给予严厉惩罚。这是一个非常科学的立法，从地方法规层面杜绝了围湖造地这种只顾眼前利益，忽视长远考虑的行为。目前，国内许多城市都出台了保护城市天然湖泊的地方性法规，重要的是如何使这些法规在实际工作中确实得到遵守。
2.3 降低地面硬化率
目前，沥青和水泥地面成为城市建成区的标志，大量不渗水地面的出现，人为地阻绝了大自然的水循环。相反，森林里面，雨水降落到地面，首先是被土壤吸收，等到土壤饱和后才会出现地面水流汇集，流淌到山涧溪流，这不仅大幅度削减了洪峰流量，而且涵养了宝贵的淡水资源。从自然界角度来说，要想彻底解决城市内涝问题，就应该解决城市地面硬化带来水难以渗透的问题。因此更现实的做法是，尽量选择用透水材料来铺设城市的地面，让城市地面能够像人呼吸空气一样呼吸水分，这是在一定程度上解决城市内涝的有效办法.在城市建设中，尽量对各类地面采取非硬化铺设，这样既能避免城市在大降暴雨时出现大面积积水现象，又能帮助城市利用雨水来补充地下水资源，是一种比较有效的人工补偿方法。例如，某市在新建城区用中空砖铺设人行道，在砖中间种植草皮，这样一方面提高了植被覆盖，另一方面，也较好地解决了雨水下渗问题。
2.4 重视排水管网的建设
城市排水管网的建设是一个功在当代、利在千秋的事情，因此市政建设部门应做好城市管网的建设工作，例如，武汉市汉口区一些旧城区在新中国成立前铺设的排水管网现在还在发挥作用，这期间，该区域大部分房屋都经过了多次翻修，但是排水管网还是当初的管网，几乎没有进行过系统翻修，虽然这些市政设施是当前老城区城市改造的对象，但从中可以看出，城市排水管网将运行相当长的时间，需要经得起历史的考验，因此，市政建设部门要重视城市管网的建设。
2.5 国外防治内涝经验借鉴
为了降低暴雨对城市的冲击，从20世纪60年代开始，日本政府在城市建设中大规模兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池，日本政府规定，在城市中每开发1hm2土地，应附设500m3的雨洪调蓄池，同时在城市中广泛利用公共场所，甚至住宅院落、地下室、地下隧洞等一切可利用的空间调蓄雨洪，减免城市内涝灾害。
我国是一个严重缺水的国家，水资源的时空和地域分布极为不均，在缺水严重的城市建设雨水收集系统，在暴雨时刻可以分流一部分雨水，降低暴雨
对城市排水管道的冲击，收集的雨水也可以用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水。由于城市发展水平的制约，雨水收集系统前期投资较大，在国内所有城市中强制推广有较大难度，但是以立法形式在北京、某市等一线缺水城市推广是可行的，可以有效降低这些城市受到内涝灾害的威胁。
3 结论
在未来几十年内，我国的城市化进程将保持高速发展的态势，大中城市的规模必将进一步扩大。本文的研究表明，城市内涝的主要原因并非完全因为自然灾害，在很大程度上是不科学的城市开发行为，城市开发不能过分强调经济效益而忽略了社会和生态环境效益，不能过分强调眼前利益而忽视长远利益，以牺牲环境、盲目的开发建设来换取短期的经济效益是不可持续的，从长远来看必然会遭到自然规律的惩罚。
为了减少城市内涝发生概率，在城市开发过程中，有必要进行长远考虑，而不应该局限于眼前利益，城市规划管理部门对城市管网建设也应该给予高度重视。城市规划管理部门应正视城市排水管网存在的各种问题，不能一次又一次地用”“百年不遇”“几十年不遇”之类的天灾解释来愚弄百姓。借鉴国内外城市内涝防治经验，根据城市的实际情况，编制城市防洪减灾规划，充分研究自然规律和城市建设中应对天灾的经验，做到未雨绸缪，用长远的眼光来建设和管理城市，从而保护城市的文明成果及市民的生命财产不受损失。
