基于海绵城市的城市洪涝防御体系研究.pdf
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1、CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱城市防洪URBAN FLOOD CONTROLOct.2023 NO.10 VOL.332023年10月 第10期 第33卷0 引言洪涝灾害是我国最严重的自然灾害之一,分布广、发生频率高、损失大1。城市建设改变了原有下垫面条件,产汇流模式发生改变,加之全球气候变化,城市洪涝风险增大2-3。武 汉“2016.7.6”、长 沙“2017.6.22”4、广 州“2020.5.22”5及郑州“2021.7.20”6等城市洪涝灾害造成了巨大的经济损失。海绵城市作为国家新型雨水管理战略,运用“渗、滞、蓄、净、用、排”理念,与城市洪涝有
2、效结合。黄国如7将城市内涝防治体系与海绵城市建设关系在空间尺度划分为“小、中、大”海绵,并在基础设施建设角度依次对应“绿、灰、蓝”设施。陈秋伶等8从海绵系统与区域空间尺度划分为小尺度局域集水单元、中尺度城市汇水区,大尺度城区小流域,并运用暴雨洪水管理模型(StormWater Management Model,SWMM)模拟 3种尺度下的雨洪控制。刘家宏等9将海绵城市内涝防治系统分为源头控制系统、雨水管渠系统和超标雨水蓄排系统,引入GAUSS函数,提出海绵城市内涝防治系统的功能优化思路。陈文龙等10提出“洪涝同源”的流域系统整体观,构建“城市海绵市政小排水系统水利大排水系统”耦合的城市洪涝模拟
3、模型。本文结合现有海绵城市尺度划分,以广州市为研究对象,拟从流域河湖大海绵、管网中海绵、源头小海绵3个方面构建海绵城市洪涝防御体系,并提出城市洪涝防御对策建议,以期为城市洪涝防御提供参考。1 城市洪涝防御体系1.1 流域河湖大海绵我国对城市洪涝灾害的抵御大都依赖于防洪排涝工程体系。防洪排涝工程体系侧重于“排、挡、拦、蓄”。“排”是加强河道整治,新辟或扩大排水通道,提升区域外排能力。“挡”是加强堤防、水闸达标建设,提高区域防洪(潮)标准。“拦”是拦截山洪,拦洪削峰。“蓄”是确保河湖水面面积只基于海绵城市的城市洪涝防御体系研究陈娟1,2王森1,2张康1,2何兴昌3(1.珠江水利科学研究院,广州 5
4、10611;2.水利部珠江河口治理与保护重点实验室,广州 510611;3.河海大学水文水资源学院,南京210098)DOI:10.16867/j.issn.1673-9264.2023046摘要:城市洪涝灾害已经成为不容忽视的城市水问题,而海绵城市作为国家新型雨水管理战略成为当前的研究热点。从海绵城市理念出发,将城市洪涝防御体系从流域河湖大海绵、管网中海绵和源头小海绵3个方面阐述,并结合广州市经验对城市洪涝防御提出对策建议,以期为我国城市洪涝防御提供指导。关键词:海绵城市;城市洪涝;防御体系;广州市中图法分类号:P333文献标识码:A文章编号:1673-9264(2023)10-48-04陈
5、娟,王森,张康,等.基于海绵城市的城市洪涝防御体系研究J.中国防汛抗旱,2023,33(10):48-51.CHEN Juan,WANG Sen,ZHANG Kang,et al.Research on urban flood andwaterlogging defense systems based on sponge cityJ.China Flood&Drought Management,2023,33(10):48-51.(in Chinese)收稿日期:2023-02-10第一作者信息:陈娟,女,高级工程师,E-mail:。通信作者信息:王森,男,高级工程师,E-mail:。基金项目
6、:国家重点研发计划项目(2021YFC3001000)。48中国防汛抗旱CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT城市防洪URBAN FLOOD CONTROLOct.2023 NO.10 VOL.332023年10月 第10期 第33卷增不减,提高调蓄能力。广州地势由东北向西南倾斜,具有山、水、城、田、海的城市格局。广州地处珠江流域下游,受西江、北江、东江过境洪水影响,北部山区存在山洪威胁,河口主要遭遇南海台风暴潮侵袭。因此,广州必须从流域角度出发,上中下协调理顺洪涝关系,统筹流域与区域。以流域为单元,开展防洪(潮)排涝规划。按照“堤库结合,以泄为主,泄蓄兼施”的流域防洪(
7、潮)方针,以河道堤防达标建设和河道整治及河口治理为重点,加快开展河道清障与江海堤防巩固提升,挖潜水库及区域洪水调蓄空间,实施防洪(潮)闸达标加固,完善堤库闸结合的防洪(潮)工程体系。强力管控水域占补平衡。广州市人民政府出台了 广州市建设项目占用水域管理办法,规范建设项目占用水域行为,确保区域内水面率不减少。划定河湖水系控制线,并纳入国土空间规划,衔接多规合一平台,在控制性详细规划阶段落实河湖水系用地。1.2 管网中海绵排水管网在城市洪涝防御中起到了基础性作用4。城市建设造成地面硬化,排水管网承担了城市排水任务,将城市雨水排入河道。我国城市地下排水管道普遍存在管网错综复杂、管网布设不全、设计标准
8、低等问题11-12。针对城市已有排水系统深入分析研究,做好城市市政管网的建设规划,优化城市排水管网的建设与改造水平。充分考虑管网排水系统与河道排涝系统互为边界条件,统一市政排水标准和水利排涝标准13。随着广州城市化进程加快,耕地、水域和裸地等透水面积所占比重不断降低,下垫面硬化十分明显。与2020年比较,广州2020年不透水面积增加了3.3倍。广州大部分建成区地势低洼,排水管网出水口低,排水能力不足问题在中心城区尤为突出。汛期遇大暴雨,加上外江洪潮水位顶托,容易造成水浸街。广州市雨水系统总体规划改变以往过度强调管渠排水的单一模式,以流域树(小海绵为树叶、管渠为树茎,河湖为树干)理念,通过多种综
9、合措施进行雨水径流管控。考虑到市政管渠和河湖作为排水的有机整体,统一设计雨型,即采取“长包短、大包小”同频率控制法得到长历时设计雨型。按照“轻重缓急、有条不紊、做完一片、达标一片”原则,广州有序推进排水单元达标建设、实施排水单元混错接改造和分流改造工作。1.3 源头小海绵源头小海绵设施主要通过透水铺装、生物滞留池、植草沟、绿色屋顶、雨水花园、下沉式绿地、蓄水池等来减少暴雨径流量、延缓暴雨径流峰现时间、减小污染物入河量、补充浅层地下水及改善城市“热岛”效应等,强调从源头控制。海绵设施对城市内涝能起到一定的缓解作用,主要可缓解重现期15 a暴雨造成的城市内涝。目前针对源头小海绵的研究颇多。黄国如等
10、14通过监测分析透水铺装和绿地在实际应用中对雨水径流的控制效应。李家科等15对海绵城市生物滞留设施关键技术进行研究。喻海军等16对城市排水小区海绵改造效果进行模拟与评估。顾江海17对城市公园海绵化设计及效果进行评估。海绵城市作为新的城市发展理念,涉及多个单位、多个部门、多个行业,是一个错综复杂的综合体系,其协调管理难度大。广州市成立了市、区两级海绵城市建设领导小组(以下简称海绵办),成员单位涉及水务局、规划局、发展改革委、住建局、交通局、林业和园林局、财政局及其他有关部门。通过领导小组明确责任主体,开展多部门协调联动,有序推进海绵城市建设工作。海绵城市建设过程中需采取相关措施保障海绵理念顺利贯
11、彻落实,规划目标真正落地,建设效果达到预期。海绵办聘请第三方技术服务团队对海绵城市建设提供技术服务。广州市陆续颁布了 广州市建设项目雨水径流控制办法 广州市海绵城市规划设计导则低影响开发雨水系统构建(试行)广州市建设项目海绵城市建设管控指标分类指引(试行)广州市城市开发建设项目海绵城市建设洪涝安全评估技术指引(试行)广州市海绵城建设技术指引及标准图集(试行)广州市海绵城工程施与质量验收标准(试行)等,为海绵城市建设提供了技术支撑,保证海绵城市各项工作规范推进。建立建设项目“控规阶段开展洪涝安全评估、设计阶段开展海绵专篇设计、验收阶段开展海绵建设效果评估”全过程管控机制(图1),保证建设项目海绵
12、城市建设过程环环相扣,管控指标顺利落地。目前公众对海绵城市的认知度不高18。加大海绵城市宣传力度,让公众充分了解海绵城市建设要求及成效,保障海绵城市建设顺利开展。广州发布了海绵城市吉祥物“沐沐”,并通过讲座、培训、漫画宣传、视频宣传等渠道宣贯海绵城市理念。49CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱城市防洪URBAN FLOOD CONTROLOct.2023 NO.10 VOL.332023年10月 第10期 第33卷2 城市洪涝防御对策研究结合广州市城市洪涝防御现有经验提出城市洪涝防御的对策及建议。2.1 加强法制建设为了加强流溪河流域水环境保护和水资源管理
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