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话说北京这雨还下上瘾了!天气预报显示,未来几天京城又将开启“天天有雨”模式,大部分地区累计雨量都不小,局部地区还将出现暴雨!就在昨晚,小编差点被淋成落汤鸡,真心不想再在城市“看海”了,大街小巷里到处都是水的景象实在可怕,而且搞不好还会死人的。那么,城市里的这个水,究竟该怎么办???
北京市气象局的预报显示,未来几天北京都将有雨。
文/黄珊
受访专家周玉文北京工业大学建工学院教授
张建云中国工程院院士
严登华中国水利水电科学研究院水资源所研究员
年7月21日至22日8时左右,北京城遭遇61年来最强暴雨及洪涝灾害,79人在此次暴雨中丧生。
三年后的今天,年最强暴雨已经对北京城进行了将近11天的洗礼,未来几天内北京城仍将遭遇不同程度的降雨。
与暴雨的持久战,北京城准备好了吗?我们不确定,但是,我们确定的是,北京的排水系统在过去承担了太多。而在未来,还能光靠排水系统吗?
昨晚(7月27日晚),一场大暴雨从西向东覆盖北京城,不时有闪电划破夜空。
三个兵种:不同分工
排水、防洪、防涝是三个不同的概念,不如从作用对象的不同来理解三者的差异。
排水设施是用来处理日常排水的。涝,一般指危害生产、生活的积水,事实上,涝这个字最初是指庄稼被水淹没,在这个前提下,城市内涝算是一个衍生物和新概念。洪水,则是指河流、海洋、湖泊等水体上涨超过一定水位,威胁有关地区的安全,甚至造成灾害的水流。
排水系统,即一般认识上的排水管网,解决的是市民方便生活问题。防洪排涝系统,即一个流域或区域各类防洪工程(堤、分洪工程、水库等)组成的相互关联的防洪体系,解决的是生存问题。城市防涝系统则由城市内河、湖、水面、道路和调节构建物等组成,解决的是城市安全运行的问题,而时至今日,快速城市化的进程挤占填埋了不少河湖,今天的北京已属严重缺水,河湖风华不似当年,河湖调蓄功能大大下降,城市之肾不能正常代谢,遑论防涝功能。
北京工业大学建工学院教授周玉文认为,目前关于排水系统的认知,存在的最大误区是认为排水系统或者说排水管网可以解决城市内涝问题。城市内涝指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象,也就是说,城市内涝专指超过城市排水能力致灾的情况。然而,不是精钢钻,不能揽瓷器活。排水管网按照其设计标准,只能完成设计标准以内的任务。因为只需完成日常的排水任务,所以排水标准定的都不高,国外一般是五到十年左右;但国内城市在之前的实际建设中,大部分都采取“一年”的标准,即常说的可以抵御一年一遇的暴雨。因此,用“一年”的设施应对五十年、一百年的降雨事件,当然不行。周玉文教授表示,原有的规范标准、基础设施都是支撑还没发展起来的,改革开放前那个水平的城市。要升级中国城市现有的排水基础设施也不是易事。在近几十年的快速发展中,城市地下的空间被不断发展的电力、热力和电信等管道占据,已经没有足够空间供排水系统升级。
目前,北京只有排水系统和排涝防洪系统这两个工程体系。那为何北京城建初期没有考虑到建立应对暴雨的完整工程体系呢?一则是因为北京城建初期囊中羞涩,在当时的经济条件下,我们参照了前苏联的标准,排水等基础设施的设计当时够用,但依现在的标准来看是很低的;二则是因为暴雨过后的大量积水对于不同发展水平的城市杀伤力也不同,马路被淹了,骑自行车的人可以把自行车扛着走,而汽车却可能寸步难行,积水对于骑自行车的人来说可能还算不上灾情,骑自行车的人解决积水问题的欲望可能远没有开汽车的人的强烈。人们出行越来越依赖于交通、汽车,暴雨产生的影响也就相应增大比较大。从这个角度来理解,城市内涝是种“城市富贵病”。
7月17日,北京的降雨,图为丰益桥附近道路积水严重。
新战士:防涝系统
防涝不等于排涝,也不等于排水。
周玉文教授称,如果防涝算是一个工程措施的话,首先,得采取一定措施对内涝源头上进行控制,但是其效果的呈现一定要定量化,不能把所有的责任都落在内涝源头控制上。其次,防涝系统所应对的,是由于冒出地表或者在地表积累的雨水可能形成的灾害,是超出排水系统能力的那一部分雨水,防涝系统是避免这种灾害的工程设施。至于防涝系统会将这部分雨水从地下还是地表排走,这种处理则是可以选择的。
因此,既要对排水系统的能力进行评估,也要对排涝系统的能力进行评估。如果将超过排水系统处理范围的水送到排涝设施,而排涝设施无法承载的话,问题仍然无法得到解决。
事实上,把排涝系统建得再好,也不能解决城市内涝的问题,只能在某种程度上减轻这个问题。因为多余的水到不了排涝系统。简单说来,北京的立交桥离河流远,桥上的积水难以导入排涝系统,如果无法导入,排涝系统做得再大也没有用。
而这种起关键作用的导入系统要建立的话,还需要另外的规划设计,真正建立起来的时间还得看具体条件。所以,排水系统和排涝系统要作为一个整体进行考虑的话,就不能各自为战,从设计规范到设计方法等都需要重新定义。
降雨使一些桥梁下出现较多积水,车辆被淹没。
“形而上”的准备:观念的转变
防涝系统的设计理念已较之原先有所不同。原来的设计理念是,在现有设计条件下不致灾,这也是防涝系统设计所必须保证的,但是超过了设计标准以外的降雨——也就是多余的雨水——会在地表暂时蓄存,在什么地方蓄存则管不了,只能等下完雨后管网空间有富余,才能排除蓄存的雨水。而现实情况是,多余的水都跑到立交桥底下了,因此造成交通拥堵,等管网有能力排水的时候,灾情已经造成。
要把超标准的雨水通过工程措施来约束,不造成灾害,是一个新的需求,新需求目前还没有准确的科学的规范,相关的工程都仍在等待。周玉文教授表示,国外对超标准的雨水是这样处理的:用一定的道路路面作为行泄通道把超标的水排走。这样一来,就牵扯到道路设计的问题了。在发达国家,道路的坡度多大,是由给排水专业的工程师去定的。这样做有两个好处:一是让多余的水可以顺着道路流到该流的地方,二是这样一来,给排水工程师就能知道水到哪儿会流不出去,要想办法把水排走。城市内涝看似城市排水问题,实是城市水环境管理问题,更是城市系统规划问题,问题涉及部门众多。然而,目前的情况是,做管道的做管道,修路的修路,借由道路系统防涝的设想并未达成共识。
在中国,城市发展“重地上、轻地下”的问题同样不容忽视。改革开放后,地上的建筑发生了翻天覆地的变化,高楼变高了,支撑高楼的地下设施也应该配套。然而,地下基础设施的建设并没有跟上。城市地面的快速发展,自然有造福百姓的一部分,但是可能也有政绩的考量在里面,而地下设施却基本上是为了支撑城市功能的正常运行,因此,要真正解决问题,不仅依赖于各领域跨专业的沟通合作,还依赖于能否从全局的角度来进行建设和改进,在思想上更新我们对城市和城市发展的认识。
“海绵城市”——打赢持久战的秘密武器
海绵城市是一种形象的表述,国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”,指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,遇到有降雨时能够就地或者就近“吸收、存蓄、渗透、净化”径流雨水,补充地下水、调节水循环,在干旱缺水时有条件将蓄存的水“释放”出来并加以利用,从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。
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中国水利水电科学研究院水资源所研究员严登华称,对于城市而言,需要进行整体的规划,并不是说简单地将水排走就万事大吉,而是要能够将水储存起来,尤其是对于很多缺水的北方城市来说,让这些水能够在干旱时得到有效利用。
中国工程院院士、南京水利科学研究院院长张建云认为,随着城市洪涝问题越来越突出,国家正在以建设海绵城市来积极应对。海绵城市是一项系统工程,不仅可以提升城市应对内涝的能力,还能储备水资源,并通过海绵城市建设改善水环境和水生态,推进和谐社会的发展。
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年4月2日,财政部公布海绵城市建设试点城市名单。根据竞争性评审得分,排名在前16位的城市分别是:迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助,一定3年,具体补助数额按城市规模分档确定,直辖市每年6亿元,省会城市每年5亿元,其他城市每年4亿元。
尽管北京不在这一批试点城市名单之内,但是北京也并没有停下做相关尝试的努力。据北京晚报年5月14日报道,截至年年底,北京市已建成各类雨水利用工程处,其中城镇雨水利用工程处。在年,北京将建设雨洪综合利用工程,充分利用公园、停车场、居民区、产业园区、绿化带等设施,建设透水砖、下凹式绿地、雨水花园、植草沟等雨水吸纳、蓄渗和利用工程,继续全方位打造“海绵城市”,并投入4亿元用于节水和水资源保护奖励补助。
除此之外,今年北京市“一桥一策”的调控范围亦有所增大。年的特大暴雨过后,“一桥一策”的计划被提出,即一旦某一处桥下路面出现明显积水,附近基点内的抢险设备、人员力争在30分钟内到现场集结,并按照量身定做的预案,尽快完成抢险排水。而在今年,北京郊区的下凹式立交桥和穿越铁路桥首次被纳入防控范围。北京市座立交桥都纳入了“一桥一策”应急排水预案的防控范围。针对北京市桥下积水的应对措施也有所改进。桥下积水主要靠泵站将雨水抽走,据人民网报道,通过对雨水泵站进行升级改造,雨水泵站的排水能力,可以由一般为可及时抽走1至3年一遇的降雨达到10年一遇的防汛等级,也就是能抵御每小时67毫米的降雨,这也比“7·21”时的防汛能力提升了约50%。