城区丘陵地段内涝成因分析范文

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《四川建筑杂志》2014年第四期

1南京城区内涝成因分析

1.1自然因素

1.1.1雨岛效应引发强降雨南京属亚热带季风气候，雨量充沛。随着城市化进程大规模推进，城市人口工业集中，汽车保有量剧增，钢筋混凝土覆盖面增大，城市生态环境被改变，城市“雨岛效应”作用突出［6］，导致城市上方空气结层不稳定，延长了降雨时间，增大了降雨强度，特别是在6月、7月往往容易出现极端暴雨天气。据中国统计年鉴记载，南京从2000年至2012年6月、7月降水量随着年代有微弱的增加趋势，尤其是近5年7月份降雨量相比之前明显增加。

1.1.2特殊地形地势的影响加速水流汇集山洪灾害易发地区的地形往往山高、坡陡、谷深，切割深度大，其地质大部分是渗透强度不大的土壤，极有利于强降雨后地表径流迅速汇集，一遇到较强的地表径流冲击时，从而形成山洪灾害。锁金村片区地处主城区东北部，位于紫金山北麓，西邻玄武湖。地形上以紫金山为高点，玄武湖为低点。地块整体走势顺应紫金山的山脉走向。板仓街西北侧地势较为平坦，没有复杂的地形起伏;板仓街东南侧地势较陡，且有相对复杂的地形起伏。其中，主要有三条垂直地块的谷沟。强降雨发生时，山上的水快速汇集并流向山脚，由于排水能力较弱，山上的水不能完全通过排洪渠道排入就近的水体———玄武湖，山洪继续流向地势低的地方，最终作为客水进入城市。城区排水管径是根据地表径流来计算的，很多没有考虑客水的流入，其排水能力不能承受客水的侵入，因而造成了城市内涝。

1.2城市规划建设失误导致内涝加剧

1.2.1用地选址不当导致建设区位于内涝高风险区南京大规模的城市开发建设，也是内涝灾害频发的重要诱因。改革开放以来，当南京市老城区的用地无法满足其日益增长的用地需求时，便开始向四周快速扩张，环紫金山地区也基本上都变成了城市建设用地［7］。锁金村位于紫金山的北麓，处于山洪内涝高风险区。雨量较大时，已有的排洪管道不能完全接纳山洪，地面径流过大，部分直接沿着坡地冲到山脚，进入城市建成区，从而造成内涝。

1.2.2城市用地权属变更导致排水路径改变由于用地权属的变更，原来所属权相同的一个大地块被分割成几块所属权不同的小地块，各地块的业主单位为了自己的利益，未能协调处理整体的排水问题，导致了部分地块受山洪影响严重。例如，锁金村片区原南京电影机械厂地块，随着电影机械厂的迁址，原工厂地块被卖给了南京鸿兴达房地产开发有限公司、南京新丽都房地产开发有限公司和南京顺天实业集团有限公司三家开发商，分别建设了紫鑫城小区、南京新世界花园和世界之窗产业园。这一系列用地权属变更造成了紫鑫城小区逢暴雨必涝的现状，其内涝形成过程如下:2006年之前，大雨引起的山洪都是从紫鑫城和产业园南面的空地排出的，因此未受到山洪的严重影响。到2006年，新丽都房地产开发有限公司在此空地上建造新世界花园，为了防止小区内部受到山洪侵袭，在小区四周筑起围墙，致使原有的排水路径被截断。由于围墙的阻截，从紫金山倾泻而下的山洪无处可泄，最终对围墙形成强大的压力，导致流水路径再次被迫改变。一到雨季，洪水无法从原路径排除，便直接冲向产业园。由于产业园与紫鑫城之间有围墙隔断，雨水无法顺着重力作用往下流便积聚在围墙边，到一定程度便冲垮了围墙。2011年时就发生过围墙被冲垮事件。顺天集团为了防止这类事情再发生，便在产业园新砌的墙上留了一个泄水口，以便山洪快速排出。此后山洪便被直接排入紫鑫城小区，于是，紫鑫城从2011年之后便成了此区域内涝最严重的地块。原本产业园的排水管道经由空地下方的泄洪通道排出，由于新世界花园的建造，此排洪通道被切断，产业园的排水管道只能改接到紫鑫城下的排水管道排出，排水系统的整体性被破坏。紫鑫城的地下排水管道原本主要用于小区排水，管道建设标准较低，管径较细;产业园的地下管道主要适用于工业排水和泄洪通道，其排水标准较高，管径较粗。改建之后，暴雨发生时，紫鑫城下方的排水管压力明显增大，无法及时将雨水排除，最终导致小区的内涝灾害。由此可见，用地权属变更之后，相关管理部门未能协调好各地块关系，开发商为了自己的利益，不惜将山洪引入其他地块以免除本地水患，紫鑫城最后成为了这场权益之战的牺牲品。

1.2.3建筑与道路布局影响山洪流速建筑与道路布局对内涝的形成也具有一定的影响，这主要体现在山洪流速上。建筑与道路的布局，很大程度上决定了山洪的流径，因此也就决定了山洪的流速。道路及两侧建筑形成的“线性”空间，对山洪的流向有强烈的引导作用，这时它们的组合就相当于一个“排水渠”。这就出现了两种极限情况的“排水渠”，一是道路垂直等高线布置，二是道路沿着等高线布置。在理想条件下，前者地面径流流速最快，后者地面径流流速最慢。一方面，丘陵地区的地面径流速度决定了雨水在坡地上的停留时间，进而影响了坡地排水系统的雨水接纳量。因此在整个丘陵地段中，坡地排水系统若能在保证安全的前提下尽可能减缓地表径流速度，就可以为下游低洼地区延长雨水汇入主管网的时间，分担巨大的排水压力。通过道路走向与建筑的合理布局，可大大缓解内涝情况。建筑与道路的布局方式在一定程度上决定了地面径流的流速，是内涝形成的重要影响因素。锁金村片区内涝频发的部分原因就在于不能合理处理二者的关系。因此，丘陵地段在城市建设过程中应充分考虑道路与等高线的处理方式，并适当通过建筑布局控制地面径流流向与流速，以达到防治内涝灾害的目的。

1.3城市排水系统方面

城市排水系统从雨水降落之后开始执行其排水职能。地表作为第一受纳方，是排水系统的源头端;排水管网及排洪沟渠作为收集、输送雨水、污水的设施，是城市排水系统的过程端;而雨水经由管网输送最终到达的受纳水体作为城市排水系统的末端。

1.3.1源头端城市用地的增加必然带来大量的硬质地面铺装，而硬化的地表及建筑屋面的增加，阻碍了水循环系统的蒸发和下渗过程，使得大量降水形成的地面径流只有通过地下管道排除［8］。同时，城市被大量钢筋混凝土覆盖所带来的雨岛效应，导致暴雨等极端天气的频繁发生，大大增加了地表径流。地表作为城市排水的源头端，其接纳能力在此过程中受到阻碍，过大的地表径流滞留地面，最终导致内涝的形成。

1.3.2过程端(1)雨水管网排水标准偏低。在城市大跨度发展，城市区域快速扩大，“重地表、轻地下”的思想观念，使得决策者把投资的绝大部分用于地上设施的建设，而很少部分用于配套的地下管网的建设［9］。在实际工程建设过程中，大部分城市为了节约资金，普遍采取标准规范的下限、甚至低于最低设计标准。我国很多城市排水系统建设的设计暴雨重现期小于1年，老城区的重点区域甚至比规范规定的下限还要低。南京城市排水系统设计标准低下，仅抵御1年1遇暴雨。相比之下，欧洲、美国、加拿大和澳大利亚等地通过双排水系统，可以较好地解决城市排水与内涝问题，其常见降雨的城市小排水系统(管道排水系统)的设计标准一般为2～10年一遇，以5年最为常见。以解决内涝为目标的大排水系统设计标准一般为50～100年一遇，以100年最为常见。(2)排水设施运行管理不健全导致排水不畅。排水系统在建成后，仍然需要得到足够的重视与维护管理［10］。有些排水设施原本拥有足够强的排水能力，但由于后期维护管理不善，从而形成了城市局部性内涝。以锁金村片区为例，由于排水设施的管理维护不善而导致内涝主要由两种情况。第一种是河道行洪断面变更。紫金山脚一条排洪沟，其行洪断面随着城市建设，被部分填埋，行洪断面的缩窄，沟渠变浅，导致排水能力大大减弱，禁不起暴雨的考验，致使板仓村小区内涝。第二种是排水管道堵塞。由于紫金山山洪中含有的大量树叶、泥土，极易对排水管道造成堵塞。再加上部分居民的不文明行为，垃圾的随意倾倒，也加重了管道负担，当未能得到及时清淤时，暴雨侵袭，管道却不畅，排水路径受阻，内涝随之形成［11］。

1.3.3末端解放前，南京城内水网密布，城塘相依，1950年代市区仍有大小湖泊、水塘300余个，对蓄积雨水和补充地下水起到巨大作用。到1990年代末只剩下几个公园中的湖泊，众多的池塘、小湖全部填为不渗水地面［12］。被填埋的河流20条，全长超过15km，池塘被填埋的更是不计其数。上新河、清溪河、进香河、紫金山沟、九华山沟和城南的内秦淮河北段等均被填埋或覆盖，就连一些行洪河道，如鼓楼的内金川河等也被填掉修路、盖楼或建绿地。被填埋前的敞口河道，收水迅速，通过水网体系将雨水带出主城。然而近年来伴随着城市化的快速发展，城市扩张使得原本具有自然蓄水调洪错峰功能的洼塘、湖泊、河流、水库等被人为地填埋覆盖或是遭到污染破坏，降低了城市对雨水的调蓄分流功能，同时打破了原有的城市自然排水系统。锁金村片区的天然调蓄水体主要是紫金山沟，汇水范围东至紫金山水库到蒋王庙一线，经板仓街北缘至锁金六村，汇水面积300ha左右，经情侣园汇至玄武湖。然而近年来流经居民小区和单位的污水沟已有部分被覆盖，地表水面率的减少，导致其对雨水调蓄能力不足，成为了锁金村片区内涝形成的重要原因之一。

2结束语

本次调查选取南京紫金山周边典型易涝点———锁金村片区，从自然因素、城市规划以及排水设施系统三个方面，调查分析地块发生山洪内涝的情况及现有问题，总结了城市发展用地选址、用地权属变更、建筑和道路布局、城市排水系统等方面对内涝形成的影响。笔者认为，在未来的治理过程中，需要通过改善城市蓄水、排水、滞水系统，建设绿色屋顶，铺设渗水砖，安置雨洪公园，治理河道等多方面提升，才能有效改善城市内涝情况。

作者：王江波吴丽萍张茜王婕张宇杰苟爱萍单位：南京工业大学城市规划系上海应用技术学院园林系