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我们怎样才能告别,一遇暴雨就开启“城市看海”模式?

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作者:龚诚仁,本文系外部专家来稿作品,欢迎各位专家投稿!

I. 前言

近段时间,我国京津冀以及东北等地区,都因灾害性天气引发洪灾,造成人员伤亡和大量财产损失。

防洪防汛工作中有个“七下八上主汛期”之说,就是指每年公历的7月下半月到8月上半月,是我国华北、东北地区降水最为集中的一段时期。

在该时间段内,华北及东北地区降水期集中、雨量大、局地性强。并会伴随雷电、大风、冰雹等强对流天气。很容易导致次生灾害出现,例如城市内涝、山洪、山体滑坡、崩塌、泥石流等。似乎大自然经常要用这种灾害性的残酷方式,告诉人类应该用怎样的方式生存和发展。

相比上面这些极端天气引发的重大灾情,这个时间段全国各地城市因暴雨导致的城市内涝问题更为普遍。

城市内涝/图源:网络

先来看一下“暴雨”的定义,通常按降水强度大小分为三个等级:24小时内,降水量50-99.9㎜称为“暴雨”;100~200㎜为“大暴雨”;200㎜以上则为“特大暴雨”。

以我国目前各个城市整体平均排水能力衡量,如果每小时降雨量超过50㎜,就容易形成明显的渍涝。此次水灾重灾区的涿州,全市平均降水量355.1㎜,最大降水量两河村达到435.7㎜。

II. 城市内涝,“城市病”的一部分

城市因暴雨造成内涝,我们根据常识判断,一个比较直观的原因就是城市的排水系统无法承受骤增排水量。

事实也是如此,因为我们的城市规划建设,排水设计标准是比较低的,所以就摆脱不了“逢暴雨必淹”的困境。

在谈排水设计标准之前,先说一个“重现期”的概念。重现期,是指在一定时间内的暴雨强度出现一次的平均间隔时间,单位为年。间隔的时间越长,表示出现的概率越低,但雨量也就越大。这就是我们新闻中常听到“多少年一遇”的说法,它是通过大量实测资料估算的出现概率。

“重现期”具有统计学的平均概念,不能机械地看成多少年一定出就出现一次。例如“百年一遇”的暴雨,不是要再等一百年才会出现。

我国改开之前,雨水排水工程的设计标准仅为设计重现期0.33年到0.5年的标准。即便现在,多数大城市的主要干道设计标准也仅是重现期1年。由此可见发生超出设计标准降雨事件的可能性极大。

为何不提高设计标准?这是因为我们在城市规划设计方面一直以来都有“重建筑、轻市政”“重地上、轻地下”的惯性。

作为支撑现代化城市正常运行的重要基础设施之一的城市排水系统,我们很长时间都是沿用苏联时期的设计理论,采用比较低的设计标准和基于经验的运行管理技术。这套系统只能被动地应对超标准降雨事件,不能主动地规划管理超标准降水的出路,缺乏系统性和长远的规划性。

除了早期城市排水系统设计标准低这一“先天条件不足”外,近二十年我们突飞猛进的“城市化”进程也是一个不可忽略的因素。年年内涝,未尝不是“城市病”集中发威的结果。“城市化”进程对防治城市内涝带来的不利方面有如下几点:

造成城市内涝的因素,现行的排水管理模式也值得商榷。

在多数人眼中,排水管理属于公共管理的范畴,政府买单,财政负担基础设施的费用理所当然。城市排水管理没有市场化的运作模式和理念来支撑,即使一些发达城市开始进行市场化的融资和投资,但仍然是不敢完全放开。

虽然相对市场运作机制,发挥行政管理力量更容易调动社会资源,规避风险,实现目标。但是同时也有很多弊端,比如缺少竞争,资源的利用效率不高。

而且这种模式一个共性问题就是缺乏真正有效的监督机制,在履行义务方面往往不是主动的,总是被动地等待问题出现再去解决。

III. 他山之石,可以攻玉

说到国外的下水道,笔者脑海中一下子就会想起电影《偷天换日》里几辆迷你轿车在下水道里奔驰、追逐的场景。当时这个地下排水超大空间对我的吸引,远超那几辆mini coopers的风驰电掣。

应该承认,在城市排水规划方面国外有许多先进技术和经验值得我们借鉴。

比如欧盟的某些国家城市排水体系,除雨水管道系统外,还有一个更高层面的雨水控制系统(也可称之为内涝控制系统)。这个系统并不是并行于雨水控制系统,而是包括蓄滞洪区、调蓄水池、渗透铺装、渗井(坑)、下凹绿地、排水通道、草沟等一系列设施和装置,保障在一定标准内地面不发生积水。欧盟国家标准体系中同时规定了管道排水标准和涝灾控制标准,见下表1

表1 欧盟EN752雨水系统设计标准/表来源:见注1

美国是将排水管道系统称为小暴雨排水系统(MinorDrainage System),在此基础上又提出了大暴雨排水系统(MajorDrainage System),即利用城市开放空间、排水道路等排除超标降雨,有效控制路面积水时间、积水深度和水流速度,避免成灾。

同样,美国标准体系也明确规定了小暴雨排水标准和大暴雨排水标准,见下表2。

表2 美国ASCE雨水系统设计标准/表来源:见注1

如果说规划设计这一“事前控制”环节属于“失不再来”,那美国、欧盟等发达国家早在20世纪60年代就开始研制城市排水管网模型的做法也值得我们去探讨。

基于满足城市排水、防洪、环境治理、交通运输、工程管理等各方面建立的城市排水管网模型,现已广泛应用于雨水管道系统的规划、设计和管理,并在其后的实际应用与深入研究中得到完善。城市雨水排水系统模拟模型,就相当于医院的CT,可以给城市排水系统诊断疾病,发现造成积水灾害的原因并给出解决问题的建议。

在计算机技术的支持下,对地球表层空间中的有关地理数据进行采集、管理、运算、分析、显示和描述。

专家再通过这些数据,用计算机制作出一个虚拟城市排水系统模型,计算出不同路段所担负的排水量,以及发生大雨后,城市路段的坡度高低将如何引导。

做到排水“一切尽在掌握”之后,便可以根据经济实力和工程改造的可行性,采用提高工程设计标准、建立调节洪峰流量的调节池、采用雨洪利用技术和其他减少地表径流量的技术措施,构建综合防灾工程体系。

Ⅳ. 解决内涝的出路在哪里

对于新建工程,如果工程条件及经济条件允许,那当然是“综合管廊”最为科学。但对于已有排水管网,在城市中心地区进行大规模管网更替并不现实,或者说实施的难度极大。

所以综合多方因素,对城市内涝的防治与雨水排放系统的建设问题提出以下建议:

Ⅴ.结语

曾经,中国城市的下水道建设也有“三好生”。比如中国江西赣州,章江、贡江两条江水穿城而过。每逢大雨,江水暴涨,但却很少内涝,这得益于一条叫“福寿沟”的下水道。

“福寿沟”建于北宋时期,位于江西省赣州市章贡区老城区,是北宋时期赣州古城地下的大规模古代砖石排水管沟系统。福寿沟设计巧妙,依地势而建,连接大小近百个水塘,通过城墙周边的排水口向外排水。

江西赣州“福寿沟”排水系统/图 网络

城市排水能力不足,使得雨水四溢、泛滥成灾并不是中国城市所独有的问题,不少国家的城市在发展过程中都曾面临相似的问题。

比如日本,自20世纪50 年代起,随着城市化的急剧发展,保水功能极高的森林和农田被不透水性的沥青所覆盖,导致不少地区的“保水功能”下降,城市排水功能不畅。暴雨常常引起城市功能瘫痪或地下街浸水等,即发生所谓的城市型水灾。

于是从1992年起,日本开始大兴土木,斥资2400亿日元耗用14年时间,建起了世界上最大、最先进的地下排水系统——东京外围的“首都圈外郭放水路”。总储水量达高达67万立方米,是世界上最大的分洪设施。

鳞次栉比的高楼大厦是一个城市发展的面子,那高标准、坚固耐用的下水道系统就是一个城市的里子。 维克多·雨果在《悲惨世界》中说:“下水道是城市的良心。”

《人民日报》也曾发声:“没有一流的下水道,就没有一流的城市”。

参考文献:

1.张晓等·国外城市内涝控制标准调研与借鉴【J】北京规划建设·2012-5·P70-73

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