海绵城市的实践in日本

最近几年，中国遭受着涝灾的烦恼。为此习大大都很关心，提出了“海绵城市”的这个通俗易懂的概念。为什么城市化进程会导致城市涝灾的发生呢?原来雨降在自然地表上时，80%～90%的雨水被植被和土壤等吸收，流入排水系统(河流)的量仅为降雨量的10～20%。而城市化后降至非透水地表上的雨水几何都要流至城市雨水排除系统(河流和管道)，即使考虑了城市中的公园等因素，平均流出系数也高于0.60左右。即降下的雨水60%要流向城市排水系统。也就是说在同样降雨强度的情况下，城市化前后的雨水流量增加了3～6倍。

加上原有的排水系统设计是根据当时的城市规划设计的，谁也没有料到这30年的城市开发进度会如此之快，没有考虑到需要接纳上游雨水的余量。加上又失去了原有的河流池塘湖泊等原有的储水空间以及不断增大的降雨量，导致了现在年年有涝灾的局面。

与上图比较，可以看到日本东京某地城市空间的变化。而我国的变化更大。所以包括日本在内，在城市化进程中，都发生过涝灾的问题。 这里我尽力不使用专业词汇，向大家通俗地介绍一下日本克服城市涝灾的一些成功经验，供大家理解海绵城市的概念做个参考。

这是东京城区地图。河流和雨水排水系统都流入右下角的东京湾。

首先，进行降雨强度的解析，雨水流量，现有排水系统的能力等综合计算、评估。在结合地形特征和经常发生涝灾的地段，进行综合“诊断”。

根据“诊断”的结果，开出有效的“药方”。

土木工程都是建立在一定的概率上的学问。如果追求百分之百解决问题的话，那么在经济上是不可能的。

比如说，近期计划解决十年一遇的降雨问题。即使这样，要将全市的雨水排除系统彻底进行改造和建设，在经济上时间上也是缺乏现实性。

这样就需要我们进行综合分析作出一个最优化的方案。如原有河流、雨水排水系统经过整治改造后达到能排除50mm/h的降雨强度(约为十年一遇的降雨强度)的雨水。超出部分怎么办?不解决还是要发生涝灾。怎么解决呢?具体的解决方案之一就是建设地下河流(分流和储水功能)，雨水调节池(储水功能)及雨水渗透设施(抑制雨水流出功能)。但这大概也只能应对五十年一遇的降雨。对于现在经常发生的百年一遇的降雨怎么办呢?这就只能用防灾减灾的软件来解决。

 

这是雨水储水(�A留施�O)和雨水渗透(浸透施�O)的各种形式。这也可以说是海绵城市的一部分技术。

我们可以通过下面几幅画面直观地感受到一些方法。形象易懂。

河流侧面式调节池和地下式调节池。

气象、雨水排水系统的能力计算，涝灾预测及防灾报警等全盘考虑。

由管道内的动力坡度、地形、降雨强度的设定等因素，如果原有排水系统能力不足时，考虑增设地下河流进行分流、储水等功能的设施。

由竖坑储水，分流管道将雨水排至下游具有余量的河道。解决城区涝灾发生。

 

这是建设的地下河流的照片。起到分流，储水等功能。

这是地下储水池的照片。可以看出其工程量的巨大。

从原有流量不足的排水系统中将雨水分流至储水设施。防止下游涝灾的发生。

 

建设中的巨大的竖坑。

由于此河流接纳不了一定以上的流量，所以缩小排水口断面，降低河流的负荷。

在河流的侧面建设溢水口。将超出河流流量的雨水分流至地下河流或储水设施。防止下游涝灾的发生。

 

利用地形储水。低地部分规划建设成简易公园。不发生洪水时为市民的活动场所。

发生长时间暴雨时，作为储水空间。减轻河流等的压力。

这是一个社区抑制雨水流出的各种方法的示意图。可以将雨水渗透于地下，储水于操场，公园等等。

 

这是独栋住户的雨水规划例子。一部分雨水储存于水箱中，供平日浇花等之用;一部分渗透于地下。尽力抑制雨水的流出，减轻原有雨水排水系统的能力问题。

这是雨水渗透设施的一些做法。

 

排水系统的建设，也许赶不上地球温暖化带来的不断增大的暴雨强度。 这需要有一套降雨解析，排水系统的能力分析和涝灾发生地区预测的系统。

及时预报可能发生涝灾的区域和水位深度。使市民提前做好对应和避难。同时指导低洼地区建筑物的基础高度，建设受灾范围。

组织市民进行暴雨时的体验及防灾训练，万一发生涝灾时知道怎样避难，减少伤亡事故。