按照上文地下空间防内涝的规划措施,以地铁站为例,从内涝设防标准、排涝设施建设两个方面分析地下空间防内涝的脆弱性。
1.城市地下空间防内涝的设防标准
在地铁设计中,按照规范要求,地面以上的车站排水设施建设标准为10年一遇暴雨强度的降雨,其他地面以上部分排水设施的设防标准为50年一遇的暴雨强度的降雨。由于地铁系统裸露在地面以上部分的集水区域面积有限,如地面上地铁车站出入口面积大约20 m2,则总的雨水流量并不大。对于地铁出入口部的防淹标准,规范中并没有明确提及,只是依据当地的防洪要求,高于室外地面标高。上海市的室外地铁出入口一般多采取三级踏步450 mm的相对标高。当无法满足要求时,应设置防淹闸槽,临时加高出入口的挡水设施。
由于城市中地形地势的差异,在排水分区中,如果地铁车站选址于高程相对较高的地区,则450 mm的相对标高基本可以满足防涝的要求;如果地铁车站选址于区域内高程较低的内涝隐患点,当遇到超标准暴雨时,由于地面雨水产汇流,最低点的积水深度超过450 mm而造成地铁车站险情的概率比较大。因此,在地铁车站的设防标准中,不考虑周边地区的积水内涝而统一要求出入口450 mm的相对标高将使地铁车站具有一定的内涝风险。
更加常见的情况是由于突降超标准暴雨,如北京暴雨事件,暴雨强度大、洪峰流量大、产汇流时间短,在尚未放置阻水设施时已出现地面雨水超过450 mm相对高程、漫入地铁车站出入口的情况。还有一种可能情况是,地铁建设在前,其所在排水分区的城市化进程在后。地铁建设时排水分区的综合径流系数至多为0.5,而现在由于城市建设,综合径流系数至少为0.7。下垫面的变化极大地改变了排水分区的降雨产汇流进程,同一强度降雨下地面径流的积水高度较之前大幅度增加,汇流时间缩短,对地铁出入口产生内涝风险变大。
2.城市地下空间的排涝设施建设(www.xing528.com)
地铁车站内部排水设施与排涝泵站以消防排水量和渗漏水量的最大排水规模建设的,并就近强排入市政管网。以上海典型地区的排水分区为例,当发生内涝时,1年一遇的市政雨水管网已涌水饱和,一旦雨水从出入口部进入地铁车站,不仅储水池的蓄水容量无法满足洪水的蓄积规模,而且市政管网饱和也使得地铁排涝泵站无法外排洪水。因此,洪水一旦漫过出入口进入地铁车站内部,现有的排涝设施就不足以应对出现的险情。
3.城市地下空间内涝的因素分析
纵观国内外已发生过的地下空间水灾,从发生内涝的原因分析影响城市地下空间内涝的因素:暴雨或暴雨引起河流漫堤,洪水位超过地下空间出入口部的防涝标高,从而使得地下空间洪水倒灌受淹。部分受淹是由自身出入口造成,部分受淹是由于地下空间具有连通性而受到周边地下空间洪水的波及。
综上所述,地下空间受淹主要受出入口部洪水倒灌。既有地下空间主要依靠出入口部相对高程防内涝,安全性不高;临时性的堵水设施受到洪水灾情和操作运营等主客观因素的影响,稳定性不高;地下空间内部储水、排涝设施容量、能力有限,洪水一旦突破出入口漫入内部,就会造成较大的内涝灾害。
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