建筑小区海绵城市与防内涝设计技术研究

许友芹，黄海萍

（1.青岛房地产建筑设计院有限责任公司，山东 青岛 266071；2.青岛北洋建筑设计有限公司，山东 青岛 266101）

0 引言

随着全球气候变化不断加剧，暴雨、特大暴雨等恶劣天气发生的概率越来越高，对城市发展、社会治理等方面均造成了严重影响。我国城市的排水防涝措施相对比较落后，应急管理能力较弱，因此，时常出现暴雨内涝灾害。传统排水系统的主要功能是排水，当遇到暴雨天气时，雨水管网的排水压力急剧增加，暴雨径流无法在短时间内快速排放，从而造成城市内涝。把雨水作为废水直接排出，将是一种严重浪费水资源的行为，并不能充分利用水资源环节减轻城市缺水的压力。而且，雨水径流污染物未经处理便直接排入水体中，会对水体水质产生严重影响，不利于水生态环境的保护。所以，必须结合实际情况，大力推动海绵城市建设，通过合理的处理方式妥善解决城市缺水问题。

1 城市内涝成因分析

通常情况下，城市内涝主要是指在短时间内出现强降雨或者连续性降雨，导致雨水量严重超出城市的雨水消纳能力，造成城市地面出现大量积水的状况。针对我国现阶段城市洪涝灾害频发的问题，从不同层面、不同维度对城市内涝成因进行深入分析，进而优化城市防洪除涝体系、强化城市防洪除涝能力已迫在眉睫。城市内涝是在多种因素共同作用下产生的，短时间内的强降雨是诱发城市发生内涝的主要因素。大量的研究显示，短时强降雨由农村逐渐转向城市，城市的暴雨频率日益增加。之所以出现这种状况，主要是由于城镇化率不断提升，对城市的降雨条件产生了严重影响。城市内部存在“热岛”现象，空气中的水汽极易凝结，当凝结核达到一定的量便会形成暴雨。因此，城市极易发生特大暴雨。

同时，城市下垫面产生变化也是造成城市内涝逐步加剧的一个重要因素，具体体现在城市快速扩大，土地利用形式也产生了本质性变化，原本的农村郊区逐渐发展成为城区，不透水面积快速增加，蓄洪、渗水能力渐渐降低，并且汇流时间日益变短，从而形成了暴雨和洪水。另外，城市下水管道开发建设缺乏长期性规划也是导致城市内涝的一个主因，排水标准相对较低，城区的排水系统未进行优化升级，排涝能力已经不能满足城市发展的实际需求，所以造成城市内涝现象频发。

2 海绵城市的内涵及发展现状

2.1 海绵城市的内涵

海绵城市主要是指城市如同海绵一般，在环境适应、自然灾害应对等诸多方面具有比较优良的“弹性”，当城市雨水量增加时，有较强的蓄水能力、排水能力，当城市需要用水时，将其所储的雨水“释放”出来，对雨水资源的充分应用。通过强化城市规划建设管理工作，充分利用绿地、水系统等在雨水吸纳方面的能力，对雨水径流进行严格管控，从而达到雨水积存、渗透、净化等现代化城市发展理念。在海绵城市建设过程中，必须严格遵循生态优先的基本准则，将自然途径、人工措施深度融合，在保障城市排水防涝安全的基础上，尽可能提高雨水在城市中的积存、渗透，有效提高雨水资源的利用率。在推进海绵城市建设的过程中，必须对自然降水、地表水进行系统综合的分析，合理化协调给水、排水等水循环利用的各个环节，对其长期性、复杂性进行综合分析。所以，从严格意义上讲，提高雨水利用技术是海绵城市建设过程中的核心。

2.2 海绵城市发展现状

随着社会的快速发展与时代的进步，城市化进程逐步加快，与此同时，水资源污染状况也日益严重。世界上许多发达国家通过大量的研究论证，并结合实际国情构建城市雨水管理体系，获得了较好的效果。我国也应根据各个城市的具体发展特点，把雨水利用、城市管理工作相融合，积极引入先进技术，对水资源进行合理化调配，有效提升绿化效果。但是在多种因素的作用下，海绵城市建设仅在小范围内推广，尚未进行大规模的雨水收集，因此，海绵城市建设是今后城市发展过程中的重点。

3 建筑小区海绵城市与防内涝设计技术分析

3.1 工程领域的措施

从严格意义上讲，工程领域的措施主要是河道整理，使其更好地与雨水管网对接，实现快速排水泄水的目的。同时还应当对地下管网进行改造，注重排涝设施建设，强化其渗透能力。解决城市内涝问题，不仅需要进一步提升地下排水管网的建设标准，还需对下水管道进行改造，而这些工程将对民众的生活造成影响。大城市如北上广深，暴雨天气非常普遍，仅仅利用过去的排水系统将无法彻底解决内涝问题，因此，可以结合实际情况建设深层隧道排水系统。在具体实施前应进行深入调研分析，对深层隧道排水系统处理水资源污染、城市内涝方面的具体效果进行论证分析。目前，世界上应用最为广泛的深层隧道排水系统主要包括3种：雨洪排放型隧道；污水输送型隧道；合流调蓄型隧道。

除了建设深层次隧道排水系统，还可以根据实际情况构建地下调蓄工程，以更好地应对超标准暴雨，如北京市建设了61座蓄水池。根据实际情况，在泵站周围建设大型蓄水池，利用水管把雨水直接引到水池中，能够有效处理短时间强降雨时下沉式立交桥的排水问题。如果水量低于地面，蓄水池会储存雨水，降低泵的运行压力；当再次降雨时，可通过水泵把水直接抽至周围的河道中。这些收集的雨水可以应于景观用水、城市降尘、绿化灌溉等方面，有效提升水资源利用率。

3.2 非工程领域的措施

工程领域的措施需要投入大量的资金，并且涉及面相对较广，技术也非常复杂，具体实施难度较大，无法在短时间内解决城市内涝问题，所以还应采取非工程领域措施，有效提升城市暴雨内涝的预警能力，降低内涝损失。防止城市内涝的非工程领域措施涵盖多方面内容，如强化城市排水设施管理、加强对市民的宣传教育、完善城市内涝应急处理体系等。

城市暴雨内涝预警系统一般由城市内涝积水监测系统和预警预报系统两大部分构成。其中，城市内涝积水监测系统又分为两大部分，即立交积水检测、城市道路积水检测，一般应用于立交桥、城市低洼地段等，还可以同排水泵进行联动，实现内涝监测、预警及防治。根据易涝点周边区域内降水数据和当前时刻的淹没水深数据预测未来淹没水深，对潜在涉水风险进行提前预警，为交通管制提供决策依据。城市内涝积水监测系统由现场监测站及监控中心平台软件组成，现场监测站由雨量传感器、电子水尺、高清摄像头、遥测终端机、LED显示屏和电源系统组成，监控中心软件平台可远程监测重点路段积水动态实时状况、进行水位预测分析。各城市以新一代天气雷达为主的强降雨监测预报技术日趋成熟，为提高城市突发性强暴雨预报精度提供了技术保障，为预警系统提供了较好的输入条件。

4 结语

城市内涝防治是一项涉及内容多、繁琐复杂的系统性工程，必须制定完善、合理、可行的防治方案，严格落实各项措施，对土地开发利用与规划、排水系统的设计进行严格把关，转变传统的城市内涝治理观念，积极引入现代化先进技术，从根源上彻底解决城市内涝问题。