基于歷史內(nèi)澇調(diào)查的深圳市海綿城市建設(shè)策略
改革開(kāi)放以來(lái)，深圳市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)等方面取得了巨大成就。但由于城市化速度過(guò)快、原特區(qū)內(nèi)外發(fā)展差異等因素，城市水問(wèn)題卻日趨嚴(yán)重，其中城市內(nèi)澇災(zāi)害尤為突出。2014年“3·30”、“5·11”、“5·20”三場(chǎng)大雨造成深圳市各區(qū)普遍發(fā)生不同程度的內(nèi)澇，局部區(qū)域積水嚴(yán)重，給人民生產(chǎn)生活造成較大影響。海綿城市建設(shè)通過(guò)對(duì)雨水“滲、滯、蓄、凈、用、排”等方式的處理，在系統(tǒng)層面、全過(guò)程對(duì)雨水徑流進(jìn)行管控，使城市具有吸水、持水、釋水的水力特性。筆者通過(guò)對(duì)深圳市歷史內(nèi)澇點(diǎn)的調(diào)查與成因分析，構(gòu)建具有針對(duì)性的海綿城市建設(shè)體系和策略，以期統(tǒng)籌解決城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。
1 深圳市概況
深圳市位于廣東省南部沿海，境內(nèi)河流眾多、水系短小，根據(jù)水系及地形特點(diǎn)分為9大流域：深圳河流域、深圳灣流域、珠江口流域、茅洲河流域、觀瀾河流域、龍崗河流域、坪山河流域、大鵬灣流域和大亞灣流域。
深圳市降雨豐沛，多年平均降雨量為1837mm。降雨量時(shí)空分布不均勻，汛期占全年的84.8%，且東部地區(qū)降雨量（超過(guò)2000mm）大于西部（約為1700mm）。產(chǎn)流量較大，多年平均年徑流深為981mm，綜合徑流系數(shù)達(dá)0.53。
2 歷史內(nèi)澇調(diào)查
2.1 總體情況
內(nèi)澇災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)是確定一個(gè)積水點(diǎn)是否構(gòu)成內(nèi)澇災(zāi)害的判斷依據(jù)。根據(jù)2014版《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014—2006）、《深圳市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》及深圳市本地實(shí)際，從積水深度、范圍和積水時(shí)間三個(gè)方面明確內(nèi)澇災(zāi)害的標(biāo)準(zhǔn)，即道路積水時(shí)間>30min，積水深度>15cm；下凹橋區(qū)積水時(shí)間>30min，積水深度>27cm。
本次歷史內(nèi)澇調(diào)查以深圳市具有多年記錄的易澇區(qū)、重要積水點(diǎn)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，并重點(diǎn)參考2014年三場(chǎng)大雨形成的內(nèi)澇點(diǎn)，同時(shí)按照流域、行政區(qū)劃、內(nèi)澇成因等要素對(duì)內(nèi)澇點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)和分類(lèi)。根據(jù)以上內(nèi)澇災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)，深圳市共有內(nèi)澇點(diǎn)446處，最大內(nèi)澇面積為50×104 m2，最大內(nèi)澇深度為2.5 m，最大內(nèi)澇持續(xù)時(shí)間為4 h。
2.2 內(nèi)澇點(diǎn)分區(qū)分類(lèi)
對(duì)內(nèi)澇點(diǎn)發(fā)生的行政區(qū)位進(jìn)行分析，原特區(qū)內(nèi)（福田區(qū)、羅湖區(qū)、南山區(qū)、鹽田區(qū)）的內(nèi)澇點(diǎn)較少，共有77個(gè)（4個(gè)區(qū)分別為18、28、16、15個(gè)），占內(nèi)澇點(diǎn)總數(shù)的17.3%；內(nèi)澇點(diǎn)主要集中在原特區(qū)外的六個(gè)行政區(qū)（寶安區(qū)、龍崗區(qū)、光明新區(qū)、龍華新區(qū)、坪山新區(qū)、大鵬新區(qū)），共有369個(gè)（6個(gè)區(qū)分別為107、80、26、69、33、54個(gè)），占內(nèi)澇點(diǎn)總數(shù)的82.7%。原特區(qū)內(nèi)外的內(nèi)澇點(diǎn)數(shù)量差異較大，與兩者長(zhǎng)期差異化的發(fā)展和建設(shè)有較大的關(guān)系。
對(duì)內(nèi)澇點(diǎn)發(fā)生的流域區(qū)位進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1。
圖1 深圳市各流域的內(nèi)澇點(diǎn)數(shù)量與管網(wǎng)覆蓋率
由圖1可知，內(nèi)澇點(diǎn)主要集中在觀瀾河、珠江口和茅洲河流域。將各流域的內(nèi)澇點(diǎn)數(shù)量與雨水管網(wǎng)覆蓋率進(jìn)行對(duì)比分析，可以看出，管網(wǎng)覆蓋率高的流域，其內(nèi)澇點(diǎn)數(shù)量相對(duì)較少；而內(nèi)澇點(diǎn)較多的流域，其管網(wǎng)覆蓋率也相對(duì)較低。雨水管網(wǎng)的覆蓋度與內(nèi)澇的發(fā)生有著較大的相關(guān)性，雨水管網(wǎng)的完善程度是影響區(qū)域內(nèi)澇發(fā)生的重要因素之一。
根據(jù)產(chǎn)生的原因?qū)?nèi)澇點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，見(jiàn)圖2。由于管網(wǎng)老舊、管徑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低，導(dǎo)致排水能力不足而產(chǎn)生的內(nèi)澇點(diǎn)共149個(gè)，占總數(shù)的33%，主要集中在原特區(qū)外；其次是地勢(shì)低洼導(dǎo)致排水不暢而產(chǎn)生的內(nèi)澇點(diǎn)，共85個(gè)，主要集中在一些城中村及部分地勢(shì)低洼的道路。其余原因還包括洪潮頂托造成雨水倒灌、周邊山體截洪溝不完善導(dǎo)致山洪直接匯入市政雨水管網(wǎng)而造成管網(wǎng)溢流等。管網(wǎng)或雨水箅子堵塞、道路場(chǎng)地施工造成管網(wǎng)改線等管理因素引起的內(nèi)澇也占有一定比例，需引起重視。
圖2 內(nèi)澇產(chǎn)生原因分類(lèi)
3 成因分析
通過(guò)對(duì)深圳市歷史內(nèi)澇點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及分區(qū)分類(lèi)分析，認(rèn)為深圳市內(nèi)澇成因主要有以下幾方面：
① 深圳市降雨事件多以短歷時(shí)、高強(qiáng)度為特征，峰值出現(xiàn)時(shí)間早。如圖3所示，深圳市降雨雨型的雨峰系數(shù)約為0.35，為前峰型降雨，雨峰持續(xù)時(shí)間較短，為15~25 min。此類(lèi)雨型會(huì)導(dǎo)致城市雨水管網(wǎng)瞬時(shí)峰值流量大，極易造成管網(wǎng)的滿流和溢流。同時(shí)深圳大部分河道屬于山溪性河道，河床縱比降較大，且流程短，河道水位瞬時(shí)高，易形成內(nèi)澇災(zāi)害。
圖3 深圳市2~10年重現(xiàn)期雨型分配比例示意
近年來(lái)隨著氣候的變化，局地極端暴雨的現(xiàn)象頻發(fā)。以深圳市2014年“5·11”暴雨為例，全市平均最大24h降雨量為233.1mm，約為20年一遇，其中龍華站為暴雨中心點(diǎn)，最大24h降雨量為458mm，約為125年一遇。特大暴雨引發(fā)的城市內(nèi)澇災(zāi)害出現(xiàn)的頻次越來(lái)越高。
② 深圳市濱海岸線長(zhǎng)度約為230km，受潮水位頂托而造成的城市內(nèi)澇情況較多。深圳河流域、深圳灣流域、珠江口流域、大亞灣流域、大鵬灣流域均受潮位影響，其中以珠江口流域最為嚴(yán)重。根據(jù)深圳市赤灣站和舢板洲站的統(tǒng)計(jì)，珠江口流域多年平均最高潮位為2.28m，現(xiàn)狀城市地面高程在1.5~4.5m之間，城市管道排水及洪水排泄不同程度受到潮水位的影響。當(dāng)暴雨與相對(duì)高潮水位遭遇時(shí)，增加了洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率。
③ 雨水管網(wǎng)的建設(shè)滯后于城市發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)偏低。深圳自特區(qū)成立以來(lái)，城市規(guī)模不斷擴(kuò)張，建成區(qū)面積從1990年的120km2增至2014年的1024km2，增長(zhǎng)了近10倍。城市開(kāi)發(fā)建設(shè)導(dǎo)致下墊面類(lèi)型改變，滯、蓄空間減少，不透水地面面積增大，直接表現(xiàn)為地表徑流系數(shù)的大幅度增加，如圖4所示，從1980年到2015年，深圳市徑流系數(shù)增加了32%，導(dǎo)致地表徑流和洪峰流量增大。深圳市快速的城市發(fā)展，導(dǎo)致市政設(shè)施的建設(shè)無(wú)法跟上城市擴(kuò)張，尤其在原特區(qū)外，建成區(qū)雨水管網(wǎng)的覆蓋率僅為3.0~4.0 km/km2，仍處于較低水平。
圖4 深圳市徑流系數(shù)的年際變化
雨水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)是雨水管建設(shè)的重要標(biāo)準(zhǔn)，隨著國(guó)家排水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提升，深圳市也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，并一直以來(lái)執(zhí)行國(guó)標(biāo)的高值，如表1所示。但深圳市2007年之前建設(shè)的排水管道標(biāo)準(zhǔn)，特別是原特區(qū)外（寶安區(qū)、龍崗區(qū)）作為“一般地區(qū)”，排水管網(wǎng)統(tǒng)一按1年一遇設(shè)計(jì)，已不能滿足國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域排水需求，是部分舊城區(qū)排水管道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低而引發(fā)內(nèi)澇的重要原因。
表1 歷年來(lái)深圳市排水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
④ 城市規(guī)劃對(duì)于雨水徑流的管控較弱，缺乏可持續(xù)的雨水綜合管理。目前城市規(guī)劃中對(duì)雨水的管控仍集中在傳統(tǒng)的雨水工程規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水系規(guī)劃等專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃中，忽視了雨水徑流全過(guò)程中與之相關(guān)的城市豎向規(guī)劃、綠地規(guī)劃、道路規(guī)劃、景觀規(guī)劃等，這些規(guī)劃在構(gòu)建全過(guò)程的雨水管控中占據(jù)著重要位置。雖然深圳市于2004年在全國(guó)率先引入并推行低影響開(kāi)發(fā)模式，但實(shí)施范圍較小，大部分規(guī)劃中對(duì)雨水的處理仍采取快速排除的方式，對(duì)低影響開(kāi)發(fā)、可持續(xù)排水等理念的落實(shí)不足。
⑤ 日常管理維護(hù)不足，對(duì)城市排水管理的薄弱是造成城市內(nèi)澇的一個(gè)重要原因。2010年，深圳特區(qū)一體化方案獲國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)范圍擴(kuò)大近5倍，引發(fā)了寶安、龍崗兩區(qū)由“關(guān)外”變?yōu)?/span>“特區(qū)”之后的新一輪建設(shè)高潮。同時(shí)，軌道交通二期工程和城市更新項(xiàng)目的全面展開(kāi)，城區(qū)內(nèi)大量施工場(chǎng)地的余泥渣土、泥漿偷排等行為引發(fā)管道堵塞，嚴(yán)重破壞了排水管道的排水能力和防洪能力。
4 深圳海綿城市建設(shè)
基于深圳市歷史內(nèi)澇成因分析，構(gòu)建深圳市海綿城市建設(shè)策略如下：
① 因地制宜制定目標(biāo)，明確控制指標(biāo)
《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》對(duì)我國(guó)近200個(gè)城市多年日降雨量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得到各城市年徑流總量控制率及對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量值，并將大陸地區(qū)分為五個(gè)分區(qū)，深圳市屬于Ⅴ區(qū)，年徑流總量控制率為60%~85%。考慮到深圳市年降雨總量超過(guò)1800mm、臺(tái)風(fēng)暴雨場(chǎng)次較多、降雨量不均衡等因素，結(jié)合深圳市建筑密度等現(xiàn)狀特點(diǎn)，根據(jù)示范工程監(jiān)測(cè)評(píng)估的結(jié)果，綜合確定深圳市年徑流總量控制率不低于70%，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為25mm，即要實(shí)現(xiàn)70%年徑流總量控制率的目標(biāo)，海綿城市各項(xiàng)設(shè)施需容納單位面積用地上不低于25 mm的降雨量。
在總體目標(biāo)的指導(dǎo)下，量化具體的控制指標(biāo)。在建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)對(duì)下沉式綠地建設(shè)比例、綠色屋頂覆蓋比例、不透水下墊面徑流控制比例以及人行道、停車(chē)場(chǎng)、廣場(chǎng)透水鋪裝比例等4個(gè)指標(biāo)的控制，削減城市地表徑流和峰值流量，體現(xiàn)海綿城市的“滲、蓄、滯、凈、用、排”建設(shè)程度。
表2 建設(shè)項(xiàng)目低影響開(kāi)發(fā)控制指標(biāo)推薦值
② 規(guī)劃引領(lǐng)細(xì)則，加強(qiáng)各規(guī)劃的管控和銜接
充分發(fā)揮城市規(guī)劃的先導(dǎo)作用，在總體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃及其他專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃編制過(guò)程中融入低影響開(kāi)發(fā)理念，在規(guī)劃層面統(tǒng)籌解決海綿城市建設(shè)涉及的各項(xiàng)控制指標(biāo)、設(shè)施布局、設(shè)計(jì)要求等內(nèi)容，全面落實(shí)海綿城市建設(shè)。
城市總體規(guī)劃應(yīng)編制基于海綿城市—低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建的有關(guān)專(zhuān)題研究，明確城市低影響開(kāi)發(fā)策略、原則與目標(biāo)要求，并在市政、生態(tài)環(huán)境等相關(guān)專(zhuān)業(yè)規(guī)劃中協(xié)調(diào)落實(shí)海綿城市建設(shè)要求，落實(shí)低影響開(kāi)發(fā)的編制要點(diǎn)。
城市詳細(xì)規(guī)劃應(yīng)落實(shí)上層次規(guī)劃確定的低影響開(kāi)發(fā)徑流總量控制目標(biāo)、徑流污染控制目標(biāo)和雨水資源化利用目標(biāo)，并結(jié)合用地功能和布局，制定具體的地塊綜合徑流系數(shù)目標(biāo)，細(xì)化確定可滲透面積比例、綠色屋頂比例、下沉式綠地比例、不透水下墊面徑流控制比例等控制指標(biāo)，因地制宜地配套建設(shè)雨水滯、滲、蓄、用收集利用等設(shè)施。
豎向、水系、綠地、排水、道路、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及市政基礎(chǔ)設(shè)施等其他專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)與海綿城市建設(shè)的相關(guān)目標(biāo)、指標(biāo)進(jìn)行對(duì)接，按照低影響開(kāi)發(fā)的指引要求進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，落實(shí)和布局與之相關(guān)的低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施。
③ 合理銜接城市內(nèi)河與外部水系
海綿城市建設(shè)中一項(xiàng)重要內(nèi)容是要處理好城市排水設(shè)施、城市內(nèi)河以及外部水系之間的關(guān)系，即在城市排水管網(wǎng)與內(nèi)澇設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)或水力模型搭建過(guò)程中采用的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，需要與河道水位、潮位進(jìn)行合理銜接，以保障排水通暢。深圳市內(nèi)澇設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與防洪潮標(biāo)準(zhǔn)銜接如下：a.非感潮河段地區(qū)采用同頻率銜接，即50年一遇降雨遭遇河道50年一遇防洪水位設(shè)計(jì)內(nèi)澇防治設(shè)施；感潮河段地區(qū)采用不同頻率銜接，即50年一遇降雨遭遇20年一遇潮位設(shè)計(jì)內(nèi)澇防治設(shè)施。b.對(duì)于部分河道防洪標(biāo)準(zhǔn)較低區(qū)域，采用20年一遇降雨遭遇20年一遇洪水位（或20年一遇潮水位）設(shè)計(jì)內(nèi)澇防治設(shè)施。
④ 工程建設(shè)與管理并重，完善城市排水系統(tǒng)
雨水管網(wǎng)是城市雨水綜合管控的重要組成部分，是妥善處置年徑流總量控制率之外部分（深圳即為30%的年徑流總量）地表徑流的關(guān)鍵設(shè)施和手段。完善城市排水系統(tǒng)對(duì)解決城市內(nèi)澇至關(guān)重要。
結(jié)合城市更新、道路新改建等項(xiàng)目，逐步對(duì)不滿足標(biāo)準(zhǔn)的雨水管網(wǎng)進(jìn)行改造，提升管網(wǎng)的排水能力及管網(wǎng)覆蓋率。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)雨水管網(wǎng)的日常維護(hù)和施工場(chǎng)地監(jiān)管，杜絕泥漿偷排現(xiàn)象，以保持雨水管網(wǎng)良好的運(yùn)行狀況。
⑤ 建立應(yīng)急機(jī)制，減輕超標(biāo)暴雨災(zāi)害損失
對(duì)于發(fā)生超過(guò)城市排水設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的局地暴雨，應(yīng)以人為本，在保證城市運(yùn)轉(zhuǎn)正常以及人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的目標(biāo)下，制定完善城市排水與暴雨內(nèi)澇防范應(yīng)急預(yù)案，明確預(yù)警等級(jí)及相應(yīng)的處置程序和措施，健全應(yīng)急處置的技防、物防、人防措施，有效應(yīng)對(duì)超標(biāo)暴雨。
重視對(duì)排水防澇突發(fā)事件的宣傳、培訓(xùn)與演練。加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)人員日常應(yīng)急培訓(xùn)、重要目標(biāo)工作人員的應(yīng)急培訓(xùn)和管理，從實(shí)戰(zhàn)角度出發(fā)，切實(shí)提高應(yīng)急處置能力。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著極端氣候發(fā)生的頻率增加以及城市不斷擴(kuò)張，城市內(nèi)澇災(zāi)害的防治成為一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜且艱巨的系統(tǒng)工程，深圳市的內(nèi)澇問(wèn)題在南方濱海和快速發(fā)展轉(zhuǎn)型的城市中具有一定的典型性。海綿城市理念的提出，為城市內(nèi)澇問(wèn)題提供了一個(gè)有效可行的解決方案。
海綿城市建設(shè)在國(guó)內(nèi)仍處于起步和探索階段，隨著全國(guó)首批16個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市的確定，海綿城市建設(shè)將在全國(guó)范圍內(nèi)鋪開(kāi)。在試點(diǎn)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于目標(biāo)和指標(biāo)制定、示范項(xiàng)目選取、機(jī)制體制建設(shè)等方面必須結(jié)合本地實(shí)際需求和自然特征，因地制宜地建設(shè)“自然積存、自然滲透、自然凈化”的海綿城市。
（本文發(fā)表于《中國(guó)給水排水》雜志2015年第23期“城市雨水管理”欄目。作者為深圳市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司張亮、俞露、任心欣；深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院孫翔）
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