城市洪水面面观

一，城市洪水受哪些因素影响

随着经济的快速发展与城市化进程的加快，城市化引发的水文问题显得尤为突出。水文学科的研究重点将逐渐从自然界向城市化转变。城市化最显著的特征是人口、产业向城市集中，土地利用性质改变，不透水面积比例增大等。这些改变都直接影响了地面雨洪径流形成条件以及一些其它水文要素。随着城市化的推进，人类对自然的干扰加剧，城市水文现象受其强烈影响而发生明显变化，水的流动、循环、分布，水的物理化学性质及水与环境的相互关系，都将随之产生明显变化。

1 城市化对河流特征的影响

城市化使自然地面和植被替换成为硬质地面或屋面，不渗水面积的比例增加，导致地下水回归量和地上水滞流量减少，而地表径流量增加，使得洪峰流量增大。河道被挤占、束窄，也使流速加大。其次是峰现时间提前，洪水历时缩短。城市排水系统实现管网化，提高了排水能力，同时原有的汇水河道整治或新建输水渠道，使河道趋于平直，改变了天然河道的径流状态，减弱了河道对洪水的调蓄能力；河道糙率减小，使得输水能力增强，导致洪水汇流速度加快，峰现时间提前；涨洪历时和汇流时间缩短，洪水量更加集中，整个洪水历时被压缩近1/3。最后是径流系数增大，这表现为城市降水量用于形成径流的有效雨量多，蒸发渗漏少。

2 城市化对地下水的影响

目前国内外许多城市发生了地面沉降现象，我国的上海、北京、天津、长春等多个城市发生了不同程度的地面沉降，其主要原因是地下水位下降造成的。2001年度，全国186个地下水水位监测站的城市和地区中62%的城市和地区地下水位仍在下降。其次是水量平衡失调，地下水的过量开采是主要原因之一。由于城市化、工业化的发展，人口增长，生活水平提高，对水的需求量大增，大量抽取地下水，超过了自然补给能力，使水量平衡失调，结果导致了大面积的地下水漏斗。

3 城市化对城市防洪的影响

流经城市的河流同时具有供水、排污、通航、风景、娱乐等多种功能。城市水文研究应特别关注河流的各种生态功能，使其更好地为城市发展服务。要尊重城市河流的自然规律，实现可持续利用。由于城市地区年降水总量比非城市地区偏高5%-10%，有的甚至高达30%；又由于热岛效应，虽然城市蒸发力较强，但蒸发量较小，故城市地区的年径流总量比同一自然条件下的年径流总量大。所以进行城市排水系统设计时，必须了解城市雨洪的汇流特性，致使城市地区雨洪径流的计算方法有其特殊性。在城市防洪过程中，尤其要注意城市化使地面径流量加大，水流速度加快，洪峰流量增加，洪水滞时和历时缩短等现象。根据这些现象制订城市防洪预案时，必须参考水文部门提供的水文数据。

4 城市化对城市周边水域的影响

城市一般位于河流的中下游或支流入注主流的河口，当河流穿城而过时，一般上游水质较好；中游是承纳城市污水的河段；下游水质较差，尤其是无污水处理厂的城市，更造成了径流污染负荷的增加。目前我国每日排放的废污水量1.17亿吨主要是城市工业废水和生活用水，80%未经处理直接排入水域，成全国1/3以上河段受到污染，90%以上城市水域污染严重。生活污水的特征是水质比较稳定，含有机物和氮、磷等营养物较多，一般不含有毒物质；工业废水是水域的主要污染源，它量大面广，含污染物多，组成复杂，有的毒性较大。降水也是影响城市周边水域水质的原因之一，如酸雨导致水环境质量退化。由于淋洗和冲刷作用，雨和雪往往将城市上空的污染物（降尘、飘尘、氮氧化物、二氧化硫等）、建筑物表面的附着物、地面残土、植物枝叶、工业固体废物及人类活动等造成的有机物和无机物带入其中。水文部门要及时掌握和分析上述污染源及污染物的分布和规律。

5 城市化对城市洪涝的影响

洪涝灾害是指由于城市积水给城市正常运转造成的影响和由此产生的经济损失，积水在道路上会造成行人及车辆行驶困难。积水在居民区造成房屋浸泡。在工业区造成厂房进水甚至停产，城市洪涝灾害是暴雨天气系统直接作用于城市区域，致使城市排水系统承受不了暴雨天气的袭击所致。随着城市化水平的不断提高，城市洪涝灾害的成灾特性发生了一定的变化，在分析洪涝成因时必须考虑城市化进程这一特点。

开展城市水文研究的目的就是收集、积累和分析各种水文实测数据，掌握变化规律，为社会发展和城市经济建设提供服务。目前最主要是为政府提供决策依据，将水文服务高效合理地转化成现实生产力。

二，城市洪水产生的原因

城市暴雨洪水的产生的原因可以归结为以下三个方面：

自然原因

1．全球及局部气候变化。近些年来，全球气候变化影响以及城市化导致的雨岛效应，部分城市暴雨强度及频率有加大的趋势。

2．外河水位高。沿海城市多属感潮河网地区，地势平坦，如暴雨时恰逢外河道发生高水位时，会影响到城市排水能力，内河水无法外排，水位上升，为保护防汛墙设施，防止河水漫溢，防汛泵站停泵，从而造成暴雨积水。

3．城市地面沉降。市区内大面积范围地面沉降，形成一些排水不通畅甚至困难的洼地，容易造成暴雨积水。

排水设施能力不足

1．设计标准偏低。一些中国城市，特别是老城区地下管网的设计标准严重偏低，普遍不到三年一遇，排水能力不足直接导致暴雨时积水。特别的，有的地方是雨污合流制，由于污染物沉淀及附着的原因，一些管道有效过水面积减少现象很严重。

2．局部影响总体。由于更新改造不及时，有的地方虽然设计标准很高，但由于局部管道老化或者管径偏小，导致整体排水能力达不到设计排准。

人为因素

1．城市化。城区面积增大以及不透水比例增加都直接导致径流系数增大以及汇流时间变短，从而导致内涝加剧。

2．管道堵塞。垃圾清理不及时，城市施工工地泥浆、油污违章排放等原因导致进水口堵塞，损坏或堵塞管道，使管道排水不畅，造成暴雨水无法排除。

3．硬件故障。排水硬度泵电路损坏导致积水。