如何通过城市排水系统减少城市内涝风险?

2025年07月15日 15:11

  城市内涝是城市化进程中因排水系统与自然水文循环失衡引发的典型问题,其本质是雨水下渗、滞蓄、排放能力不足与极端降雨事件频发的矛盾。减少内涝风险需从排水系统规划、建设、管理全链条入手,构建"渗、滞、蓄、净、用、排"协同的韧性体系。以下从技术、管理、生态、应急四个维度展开分析。

  一、技术维度:提升排水系统硬件效能

  (一)优化排水管网设计

  传统排水管网多采用"快排"模式,依赖大管径管道快速输送雨水,但易因管径不足、坡度不合理导致排水不畅。现代设计需遵循"高水高排、低水低排"原则,结合地形划分汇水分区,避免雨水过度集中。同时,采用"雨污分流"体制,防止污水管满流反压雨水管,确保雨水专管专用。例如,通过增设支管密度、缩小汇水面积,可降低单管排水压力;在管道材质选择上,推广HDPE双壁波纹管等抗腐蚀、抗沉降材料,减少渗漏与堵塞风险。

  (二)构建多级调蓄设施

  调蓄设施是平衡排水系统峰谷流量的关键。城市中应布局"大型调蓄池-中型雨水罐-小型渗井"三级体系:大型调蓄池可结合公园、绿地建设,汛期储存过量雨水,旱季用于绿化灌溉;中型雨水罐可安装于建筑屋顶、小区,收集雨水用于冲厕、洗车;小型渗井则分布于道路两侧,通过垂直渗透补充地下水。通过分级调蓄,可削减70%以上的地表径流峰值,缓解管网瞬时压力。

  (三)推广渗透性铺装技术

  硬化地面是阻碍雨水下渗的主因。城市中应大规模应用透水混凝土、透水沥青、硅砂透水砖等材料替代传统铺装。这些材料孔隙率达15%-25%,雨水下渗速度比混凝土快3-5倍,可有效减少地表径流。同时,在铺装层下设置碎石盲沟或穿孔管,将渗透雨水导入调蓄设施或排水管网,形成"渗透-收集-排放"闭环。例如,人行道、停车场等低荷载区域优先采用透水铺装,可降低30%以上的径流系数。

  (四)强化智能监测与控制

  依托物联网技术,在排水管网关键节点(如雨水口、检查井、泵站)部署液位计、流量计、水质传感器,实时监测系统运行状态。通过大数据分析,建立雨水径流预测模型,提前预判内涝风险区域。智能控制系统可根据监测数据动态调节泵站启停、闸门开度,实现"按需排水"。例如,当某区域液位超过阈值时,系统自动启动附近泵站,并联动交通部门封闭低洼路段,避免人员车辆涉险。

  二、管理维度:构建协同高效的治理机制

  (一)完善部门协同机制

  城市内涝治理涉及水务、城建、交通、气象等多部门,需建立"政府主导、部门联动、社会参与"的协同机制。例如,气象部门发布暴雨预警后,水务部门同步启动排水系统预排空;城建部门暂停低洼区域施工;交通部门调整公交线路,避免车辆滞留积水区。通过跨部门数据共享与应急联动,可缩短响应时间30%以上。

  (二)加强设施维护管理

  排水设施"三分建、七分管",需建立常态化维护机制。制定管道清淤周期标准(如每年至少清理2次),采用高压水枪、真空吸污车等设备清除管道淤积;定期检查雨水篦子、检查井盖等附属设施,及时修复破损、缺失问题;对调蓄池、渗井等设施进行清淤与结构检测,确保有效容积与设计功能匹配。同时,建立设施维护档案,实现全生命周期管理。

  (三)推动公众参与教育

  公众是排水系统的重要使用者与维护者。通过社区宣传、学校教育、媒体传播等方式,普及内涝防范知识:引导居民不向雨水口倾倒垃圾、油污;鼓励企业建设雨水收集利用设施;组织志愿者参与排水设施巡查。例如,某市推行"排水设施认养制",由居民负责监督周边雨水篦子畅通情况,形成"人人护水"的良好氛围。

  三、生态维度:恢复城市自然水文循环

  (一)保护与修复水系生态

  河流、湖泊是天然的雨水调蓄空间。城市开发中应严格保护现有水系,避免填湖造地、缩窄河道等行为;对已硬化或渠化的河道进行生态修复,恢复其蜿蜒形态与浅滩湿地,提升行洪能力与水质净化功能。例如,通过种植水生植物、投放底栖动物,构建"水下森林",可增强河道自净能力,减少暴雨时污水溢流风险。

  (二)建设海绵城市单元

  海绵城市是恢复城市自然水文循环的核心载体。在城市中布局"海绵社区、海绵校园、海绵道路"等单元,通过下沉式绿地、雨水花园、生态树池等设施,实现雨水就地消纳。例如,下沉式绿地可滞蓄80%以上的降雨量,通过植物根系与土壤微生物净化雨水,补充地下水;生态树池采用碎石、砾石分层填筑,既保证树木生长,又促进雨水下渗。

  (三)增加城市绿地与透水空间

  绿地是天然的"雨水海绵"。城市规划中应提高绿地率,优先在低洼区域布局公园、广场等开放空间,形成"雨水滞蓄带"。同时,推广垂直绿化、屋顶绿化等技术,增加城市绿量。例如,屋顶绿化可截留50%-80%的降雨量,减轻排水管网负担;垂直绿化则通过攀援植物覆盖建筑立面,减少雨水冲刷导致的墙体渗漏。

  四、应急维度:提升极端事件应对能力

  (一)制定分级应急预案

  根据内涝风险等级(如积水深度、影响范围),制定"蓝-黄-橙-红"四级应急预案,明确各部门职责与响应措施。例如,蓝色预警时启动排水系统预排空;橙色预警时关闭下穿隧道、地下车库;红色预警时组织低洼区域居民撤离。预案需定期演练,确保各部门协同高效。

  (二)储备移动式排涝设备

  在易涝点配备移动式泵车、抽水泵等设备,作为固定排水设施的补充。移动泵车可快速部署至积水区域,每小时排水量达500-1000立方米,有效缓解内涝。同时,储备沙袋、挡水板等防汛物资,用于临时封堵道路缺口、保护重要设施。

  (三)建立内涝风险地图

  基于历史内涝数据与地形分析,绘制城市内涝风险地图,标注高风险区域、避险路线与应急避难场所。通过政府网站、手机APP等渠道向公众开放,方便居民查询风险信息。例如,输入地址即可获取该区域内涝概率、历史积水深度等数据,为出行决策提供参考。

  减少城市内涝风险需技术、管理、生态、应急四维联动,构建"硬件强化-软件提升-生态修复-应急保障"的完整体系。通过优化排水系统设计、完善协同机制、恢复自然水文循环、提升应急能力,可显著增强城市应对极端降雨的韧性,保障居民生命财产安全与城市可持续发展。

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