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珠三角地区的城市涝渍及其治理
作者:祝功武 来源:城市问题 添加日期:11年04月26日

       引言
      
       珠三角是我国著名的水乡,基塘星罗棋布,与珠江密集的河网组合在一起,成为"岭南"最具标志性的景观。实际上,这也是珠三角的"囤一排水系统"。其中由鱼塘构成的囤水系统,囤积了排不及的地表径流,免却了周边区域的涝渍灾害。但近二十多年,在快速的城市化进程中,大规模的填塘造地使得经年创作的囤水成果并未有机地融入城市。

       珠三角地区地势低洼,地面坡降小,排水速度慢,持续的高强度降水易产生积水而致内涝,这对珠三角地区人们的生产和生活构成了很大的威胁。对洪水径流进行临时蓄积的调控,既是该地区的一大成果,也是国际上倡导的一个方法。在珠三角城市化进程中,我们完全可以在前人成果的基础上有所发展和创新,有选择地保存部分塘面,同时在一些区域利用地下空间进行地下"水塘"建设,构筑起珠三角地上、地下结合的规模型的临时囤水系统,对暴雨径流进行截留和滞蓄,有效减少地表径流量,缓解珠三角地区城市的涝渍之患。

       塘面也是"岭南"文化的历史存照,是区域生态和景观的重要因素,因此构筑和保护珠三角地区城市的水塘系统具有重要意义。
      
       一、水塘的调水方式
      
       (一)自然调节
      
       据研究,塘水与地下水关系密切,二者之间存在固有的循环通道。当塘内水位高于地下水位时,就产生静水压,塘水就渗入地下补充地下水。反之,当塘内水位低于地下水位时,则由地下水补给塘水,塘水与地下水的交换较之由地面直接渗透到地下要容易得多,也快得多。珠三角地区为冲积平原,土壤松散,地下水很浅,塘水与地下水之间的调节更为快捷。在城市地表普遍硬化、阻碍下渗的背景下,城区的塘面可以吸纳和囤积地面余水,减少地表的径流量,减缓径流汇集,起到调节径流、滞纳余水和补充地下水的作用。
      
       (二)人工辅助调节
      
       除了自然调节,还可以通过人工调节来增加湖、塘的调蓄能力。随着气象技术的进步,城市管理部门根据气象预报,在暴雨来临之前预先排放一部分水量,降低湖、塘水位,增加调节容量,可增大它们在暴雨时段的吸纳和囤积能力。

       二 珠三角地区的地形,降水特征

       珠三角地区的地势普遍较低,根据1:10000地形图,珠三角平原高程<1.0米(1956年黄海基准面)的地区为1470平方公里,占23.76%,其中<0.6米的地区为804平方公里;平原高程在1.0-2.0米的地区为2229平方公里,占36.02%;2.0-3.0米的地区为1388平方公里,占22.43%;>3.0米的地区为1100平方公里,占17.79%。可以看出,珠三角80%的地区其高程在3米以下,而且地面平均坡降极小,仅为1/5000,十分不利于地表排水,地表径流易囤积而致渍水。

       但同时,珠三角地区平坦的基面上分布着一些小尺度的台丘地,我们姑且称之为"高地"。这些"小号"的"高地"范围很广,对区域性景观的影响度很低,但对径流的"分"与"聚"却起着支配作用。这些"高地"因相对较高的地形而使得径流发散,免去了受涝渍的危害;其余相对低洼地带,则径流汇集,涝渍灾害频繁。

       珠三角属南亚热带海洋性气候,降雨多,而且降雨强度大。珠三角年平均降雨量1700毫米以上,年内分布不均,4-9月降雨量占全年的80%以上;多台风、暴雨等灾害性天气,易出现大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨等降雨形式,其中100毫米以上的较大降雨每年平均1.3天,多年暴雨极值达367.8毫米。很显然,这样的降水在乎坦地带短时间内就会产生很深的雨水堆积。
      
       三、珠三角处置渍水的经验和威果
      
       (一)挖低填高,缩小积水面积
      
       在珠三角漫长的开发历史中,人们认识到,既然水在低处囤积,那就顺势而为,把低洼易积水的地方再挖深点,用来蓄水养鱼或进行其它水产养殖,挖出的泥土抬高周边使之成为高地,免去涝渍之害。这个朴素但又充满创意的想法,迅速得到了推广。目前世界上很多国家都采用了这种方法。我们在进一步考察这种方法时可以发现,它并不只是一项低洼地的农业综合开发,实际上还蕴含着处置积水和整治内涝的真知灼见,这是中国人民在防治平原地区涝渍方面的一项创举。
      
       (二)排水系统加"囤水"系统
      
       长期以来,珠三角形成了框架式、网格状的河道排水系统。然而,珠三角地势低平,坡降小,排水速度慢,又处于多暴雨的自然条件下,因此光有这套排水系统仍显不足,内部河网未触及的相对低洼地区仍不易排水,而易涝积。基塘构建了一个个囤水器,吸纳周边余水,解决了周边的涝积。实际上,它也是一个缓冲器,吸纳地面径流,滞缓了地面径流的洪峰。因此,连片的鱼塘起到了"蓄"的作用,形成了一个个临时的"囤水"系统。这样一来,珠三角在基于河道构成的自然排水系统的基础上,又叠加了一个临时囤水系统,形成了复合的"囤一排水系统"。可以推断,珠三角自然地带的这个"囤一排水系统"构成的洪涝防治体系,一样适用于珠三角城市地区的洪涝防治。
      
       四、珠三角土地开发特征及地表水文响应
      
       (一)地面径流的变化
      
       改革开放后短短的三十年里,珠三角实施了史无前例的开发建设,例如伶仃洋两岸,1990-2005年净增2256.38平方公里建设用地,平均每年增加150.43平方公里。珠三角已从农业社会快步进入工业社会,农用地被大面积占用,城镇迅速扩展,工业区连片而起。在这个过程中,为追求低成本,过度的推、填以及铺盖混凝土使得地面状况和水文条件发生了质的变化。临时囤水的塘面消失,地表越来越平,不透水面越来越大,导致地表的径流量和径流汇集的速度等产汇流特征都被急剧地改变。
      
       1、不透水面扩大,地表径流量剧增
      
       一方面,珠三角新城区大幅度扩展,地表被大面积硬化,不透水面急剧扩大;另一方面,老城区改造中地表硬化的比例也在不断的上升。自然地面可以蓄积一部分地表水,并往下渗透一定量的水份;铺盖水泥硬化后,基本阻断了下渗,也削弱了蓄积功能。据研究,一般天然地表洼地蓄水,砂地可达5毫米,粘土可达3毫米,草坪可达4-10毫米,甚至有报告已观测到了在植物密集地区可高达25毫米的记录。然而,光滑的水泥地面在产生径流前只能保持1毫米的水,导致相当规模以前可以渗入地下和原地蓄积的雨水加入到地表径流中,使得径流系数明显放大。当不透水面达到城市面积的20%时,大雨造成的产流量可能相当于该地区原有产流量的1.5-2倍。同时,从降雨到产流的时间也大大缩短。这样,在同样的降雨条件下,地表径流量成倍增加,地表径流很快形成高峰。下水道对骤然增加的庞大径流力不从心,多出的径流只能积聚在地表,产生雍积,使得下小雨也积水。
      
       2、地面过度平整,地势更加平缓,径流汇集速度放缓
      
       珠三角平原地势平坦,相对于丘陵山区,其径流的汇集速度本来就慢,容易产生涝渍,而这些年的土地开发,使得地面过度平整,径流的汇集速度相应放缓,对城市涝渍的扩大更是推波助澜。

       在这些年的土地开发过程中,开发主体较少注意对原有地形景观的保护,而是强调"三通一平"、"七通一平",使得地势更加平缓,导致地表径流格局完全改变。珠三角多处地区都在挖山、填塘,一些岗、台地甚至整座被推平;大片的塘面被平整,原有的地形被大规模改造,本来还有些起伏的自然基面变成了真正的"一马平川"。由于国家土地政策的原因,耕地需要占补平衡,而水塘没有这个限制,珠三角不少地方就选择了推塘造地建设,城市推塘建新城区、开发区和工业区,农村推塘建新房,水塘面积剧减。据统计,广东省1996年以来平均每年建设用地达45万亩以上,其中70%在珠三角;珠三角新增建设用地总规模近2520平方公里,其中占用耕地30%,其余70%为园林地和鱼塘。从珠三角的地貌特征来分析,鱼塘的比例基本在10%左右,这样推算的话,鱼塘占用的面积在37.8万亩。在伶仃洋两岸,1990-2005年农用地净减62.5平方公里,平均每年减4.17平方公里。以往地表密集分布的连片或多点状的囤水点,现在已基本消失,这些区域原有的囤水系统遭到严重破坏。滞洪空间消失,水又排不及,唯有囤积原地或继续汇流。这种情况造成的后果是,原有的水文条件被完全改变,地面落差变小,水力坡度降低,地表径流的汇流减速,易原地囤积,这与地表硬化后普遍的汇流加速相反。汇流加速时,涝渍只在低洼区发生;而汇流减速,涝渍必然蔓延。珠三角涝渍范围的急剧扩大就是一个很好的印证。城市化过程中适当的土地平整是必需的,但过度的平整必然导致严重的后果,这应该引起我们的反思。
      
       (二)城市排水系统的响应现状和局限性
      
       在珠三角城镇迅速扩展、人口大幅增长的同时,政府投入了大量的资源用于内涝治理,但主要集中在增加排水口、扩大排水系统和实行机械排水。由于珠三角特殊的地形条件,其排涝机制和排水系统存在明显的局限性。主要体现在:

       --排水系统排水能力的局限性。珠三角降雨强度极大,而且易受内河河(潮)水顶托,排水能力受到极大的制约;

       --机械排水的局限性。不仅有时间上的延后,而且不能提供"妥贴"的排水服务。
      
       (三)两个因素的共振及涝渍分化
      
       一方面,地表径流量成倍增加,汇流减速;另一方面,排水系统强化后仍存在局限性,正反两方面作用的叠加必然产生倍数效应,大量的径流只能广泛滞留在街区和道路上,从而形成大面积涝渍。很多新城区、开发区和工业区,哪怕是位于高处的,从建成之日起就开始涝渍,这就是很好的印证。而涝渍又呈现出明显的特征分化,在新城区,渍水深度相对小些,但分布面积大而广泛;在老城区,渍水主要在相对低洼处,分布面积小,但深度相对较大。
      
       五、水塘在缓解城市涝渍方面的作用
      
       不少发达国家先后开展了与城市洪涝相关的对策研究,并出台了一些措施。英国在城市水文学研究方面取得了很大进展,1974年提出了沃林福特程序的系列设计方法,并在1976年编制了蓄洪调节池设计手册。美国是受城市洪涝灾害影响较大的国家之一,1950-1970年代,美国开始建造雨水贮留设施以应对因城市化而增大的暴雨径流,取得了明显的效果。可以说,对洪水径流进行临时蓄积的调控已是国际上应对城市涝渍的普遍方法。

       历史上珠三角的塘面主要是为解决低洼积水农地的利用问题而设计的,到了21世纪快速城市化的今天,其角色应该有所转变,应该充分发挥塘面的临时囤积功能,在解决城市涝渍方面发挥较大的作用。

       珠三角地区地势低平,地面的坡度小,排水速度慢,而降雨量又大,若雨水径流长距离在地面缓慢迁移,则必然发生雍积。因此,平原地区的排水系统应该小区域、多点截留排放,才能减少雍积。如果在较近距离内有一个水塘类的空间可以临时囤积,那就有了一个很大的缓冲机会,可以将"洪峰"扁化,雍积的程度就会大大减轻。珠三角地区的塘面可以提供十分贴切的"服务",为地面水的临时或短时间囤积提供去处,而且塘面的贮水机制是"柔性的",这是"刚性的"机械排水系统无法比拟的。

       此外,我们必须寻求城市排涝机制的多解方法,利用城市地下空间进行临时囤水分流就是一个未曾提及的解决方法。城市的地下空间具有无限的潜力,在商业和人防等方面利用以外,安排一定的空间用于雨季渍水的临时囤积,则可以减轻城市渍水的程度。
      
       六、建议
      
       (一)依托地形顺势而建
      
       原始的地面是自然界经过长时间的自我塑造而成的,起伏有度,水泄有序,囤积有处。这就要求我们在进行地表处理的时候,不能简单和过度地推和填,而是要结合自然地表的起伏顺势而建,基本维护地表原有的地形趋势。只有这样,才能有效防止因汇流减速而导致涝渍面积扩大的情况。
      
       (二)制定规划和保护条例,控制推塘,保留一定规模的低洼地带
      
       塘面分布区一般是区域的低洼地带,因此应根据区域内塘面的分布,结合地形、降雨、径流、汇流和排水特征以及城市规划,进行专门的研究,划定相对低洼区和主径流走向带等,确定调节塘面的保护区域和保护规模。同时要制定相关的保护条例,控制连片的推填,保证保护区内塘面的基本稳定。广州的荔湾湖、流花湖、东山湖等就是十分成功的例子,更是塘面利用和城市治涝的典范。
      
       (三)适当整合,力求规模效益
      
       单个的塘面面积都比较小,其调节容量也十分有限。因此,在城市扩展过程中,要根据基塘分布的特点,选择连片的塘面进行综合整治,实施清淤、浚深、合并等措施,并配套人工调节工程,扩大调节容量,增强调节能力,力求实现规模效益。
      
       (四)大规模建设"人工地下水塘"
      
       珠三角人多地少,人地矛盾十分突出,实行全面、大规模的水塘保护也不实际,而珠三角地下空间利用仍处于较低水平。因此,在城市建设过程中,可以结合建筑物和区域排水系统构筑地下空间,大规模建设"人工地下水塘",使整个城市的地下水塘与地表水塘共同构成一个十分庞大的临时囤积地表径流的去处。暴雨时开启,将地表径流引入地下临时囤积,有效减轻地表的渍水压力;雨后打开与区域排水系统的连接,或机械排水,排空"人工地下水塘"的囤积水。在低洼地带进行建设施工时,可以不填方,处理好排水系统后,建筑物采用架空的形式。这样以来,既不推平水塘,也不耽搁建设,可谓两全其美。
      
       (五)强化河涌沟渠与水塘的连结
      
       根据区域内的地形特征和河涌沟渠分布,结合水利建设需要,适度进行裁弯取直,合理布局沟渠,实施沟渠标准化建设,整理废弃沟渠,形成网络状的结构,强化河涌沟渠与水塘的连结,提高水塘的调节能力。

       结语全球正在兴起一股"绿色"浪潮,倡导"生态城市"和"园林城市",强调"设计结合自然"。我们要善加保护和利用塘面水景,把它有机地融入城市,不仅作为城市的临时囤水点,而且作为城市公共绿地的一部分进行建设,使塘面成为城市的"绿地",留在我们的公园、住宅区和工厂内,成为城市居民一个方便的亲水场所。珠三角是著名的水乡,众多的塘面就是对水乡的最好诠释。

       珠三角大规模的土地开发和建设已引起区域环境和水文的剧烈变化,一些区域产生了严重的问题。对城市洪水径流进行临时蓄积的调控,珠三角具有很好的经验,我们可以继承并加以创新利用。城市建设需要土地,某种程度上的填塘扩地是必要的,但一些塘面仍具有重要的水利价值和生态、环境、景观价值,我们必须坚决予以保护。同时,要充分利用一部分建筑物的地下空间构筑"人工地下水塘",弥补囤水空间的不足,建立城市临时囤水系统,与城市排水系统结合,构建起珠三角城市的"囤一排水系统",以解缓珠三角城市的涝渍之患。
      
       参考文献
       [1]格莱格里.赫斯特.区域建设中的湿地和暴雨径流管理方法[J].中国园林,2005(10):1-4
       [2]金魏霞,约翰.雷斯尼克.建造功能性湿地的开拓性技术[J].中国园林,2005(10):5-11
       [3]中科院华南热带生物资源考察队等.广东地貌区划[R].1962:241-278
       [4]潘风英.普通地貌学[M].测绘出版社,1989:35-40
       [5]中国城市地貌研究会筹备组.中国城市地貌研究[C].成都地图出版社,1992:12-16
       [6]刘旭拢等.基于RS与GIS的伶仃洋两岸土地利用时空演化分析[J].热带地理,2906(5):64-68
       [7]谢莹莹,刘遂庆,信昆仑.城市暴雨模型发展现状与趋势[J].重庆建筑大学学报,2006(5):136-139
       [8]岑国平,沈晋,范荣生.城市暴雨径流计算模型的建立和检验[J].西安理工大学学报,1996(3):184-190
       [9]吴伟等,坡面产流机制研究刍议[J].水土保持研究,2006(4):84-86
       [10]任伯帜,周赛军,邓仁建.城市地表产流特性与计算方法分析[J].南华大学学报(自然科学版),2006(1):8-12
       [11]武晟等.不同下垫面径流系数与雨强及历时关系的实验研究[J].中国农业大学学报,2006(5):55-59
       [12]王骏,曹闻一.梅州城区内涝成因与除涝措施的探讨[J].中国农村水利水电,2004(7):77-78
       [13]仇劲卫,陈浩.深圳市的城市化及城市洪涝灾害[J].自然灾害学报,1998(2):67-73
       [14]李定成.城市排水与水安全[J].城市道桥与防洪,2006(2):59-62
       [15]I.L.麦克哈格.设计结合自然[M].中国建筑工业出版社,1992:221-232
       [16]J.O.西蒙兹.大地景观--环境规划指南[M].中国建筑工业出版社,1990:24-32

作       者:祝功武    
单       位:广东省科学院广州地理研究所    

 

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