暴雨、大暴雨、特大暴雨、數年來最強降雨……近日,河南省剛從曆史罕見的極端降雨天氣災害中走出,湖北等省市又開啓了暴雨模式。此前有網友按照公開資料簡單換算,1個小時內,150個西湖的水被倒進了鄭州。暴雨帶來的城市內澇,成爲城市不可承受之重。當暴雨來臨,我們的房子和城市如何面對?
目前單體民用建築不會涉及到防洪排澇的要求,但是在其選址批複時,都有“建設項目選址意見書”,說明城市規劃部門已經對建築所在地塊的情況有了總體的把控。36氪采訪多名資深建築專業人士,對方表示除個別項目會考慮防洪排澇要求進行高造價的綜合處理外,一般只會考慮應對在標准規範規定下的降雨,而且要依賴城市市政配套的排水條件。近年隨著海綿城市理念的推廣,對于新開發項目地塊內都有源頭減排雨水系統的建設要求。
在中國城市建設研究院副總工程師白偉岚看來,“以水定城”的理念隨著洪澇災害的頻發,應該有更深入的解讀。其內涵通常爲按城市所在區域水資源狀況確定城市的人口規模和産業配置。但是當前應擴展爲針對城市內澇災害設防標准下評估城市內澇風險,核查城市布局的合理性。內澇風險評估應成爲城市規劃建設的重要依據,也應成爲“以水定城”工作的重要組成部分。
同時,白偉岚指出針對雨洪行泄通道和內澇風險區中存在的醫院、學校、供配電站等城市生命線保障系統必須采取措施避免可能造成的重大損失。以水定城應系統解決包括洪澇災害防治、水資源綜合利用、城市豎向空間關系、水系周邊藍綠空間布局、城市生命線等基礎設施合理布設等問題,而非“頭痛醫頭,腳痛醫腳”。
營城理水
「水中有城,城中有水」是中國古代兩千多年的城市建設經驗。北京大學景觀設計學研究院院長俞孔堅曾指出,城市要給水留出足夠的空間,從選址開始,就應該回避跟洪水爭空間。
每當暴雨來襲,六百多年的故宮總是安然無恙,其秘密在于爲了防洪故宮建在了高台之上。
故宮利用地勢高差,通過高大石基的「九龍吐水」,雨水順勢流向溝渠,之後通過下水道排到護城河、什刹海等水域。換言之,整個城市上下遊的排水系統連通,促使高處的水順地形排向低處的水系。
而南方建築的傳統是吊腳樓和高門檻,給水留出了足夠的空間。從每家每戶的天井,再到村莊的沖水塘,都是爲了調蓄雨澇。
蘇州工業園區是凝聚古人智慧的現代典型。1999年蘇州連降暴雨,周圍大量鄉鎮遭遇水淹,只有蘇州工業園區安然無恙。
二十多年前,開發之初爲了防止內澇,設計人員堅持參照蘇州曆史水文資料中記錄的最高水位,將園區地勢擡高了95厘米,意味著擡到承受百年一遇洪水的高度。同時,原河道全部保留並進行了拓寬和疏浚,保證了水系自然流動,提升了排水和通航能力。
如何「治水」,全世界的「大禹」都在思考
城市雨洪,是全世界的問題。近些年,地下排水系統建設比較好的國家,如日本、德國等國,在暴雨的沖擊下,也沒有躲過內澇的侵襲,全世界至今都在找尋解決之道。
「城市雨洪末端防禦是城市雨洪防禦不可缺少的一環。」重慶大學建築城規學院副教授李雲燕對36氪指出,除了末端排水,現在城市都希望能在前端消減雨水,減輕城市雨水彙流的速度和量,以致減輕災害發生的可能。
20世紀80年代,美國提出雨洪最佳管理措施(BMPs),提出了不僅要關注末端措施,更要找到産生雨洪災害的源頭。之後相繼提出低影響開發(LID)、綠色基礎設施(GI)、雨水管理措施(GSI)等,都爲了從源頭上找到治理雨洪災害的方案。
上世紀末,英國提出可持續城市水系統(SUDS),關鍵性技術包括源頭控制設施、滲透性鋪裝、雨水滯留池、雨水滲透溝渠和綠地屋頂、過濾植被帶、地下儲水設施等,目的是促進雨水滲入地下,或者在源頭控制雨水進入雨水設施,以模仿自然式的排水方式。
幾乎與此同時,澳大利亞提出了水敏感性城市設計(WSUD)的理念,將城市水循環視爲一個有機的整體,力圖實現雨洪管理、飲用水供應和汙水管理的一體化。
新加坡則給出“源頭-過程-建築及設施”(Source-Pathway-Receptor)綜合解決措施。北京市城市規劃設計研究院對新加坡模式進行過分析,發現其不單關注了排水管線、運河,同時關注那些産生降雨徑流的區域,以及洪水可能會流經的區域及建築。
李雲燕在其論文中將這些分成源頭控制爲主、末端快排爲主和介于二者之間的源頭末端綜合模式三類,指出不同的治理方式具有不同的優缺點和適用地域範圍。
高密度城市區域,通常會形成巨大的末端排水系統。但末端治理不能徹底解決雨洪災害威脅,且一次性投入較大。如巴黎的地下排水系統,縱橫交錯,直徑大約5米。這些水道網便于將城市雨水快速排入郊外或塞納河。
低密度城市區域,如澳大利亞、新西蘭、英國和美國的低密度城市,城市建設産生的硬質下墊面還未徹底改變區域水文環境,按照低沖擊設計等可以恢複健康水循環,從源頭上降低出現雨洪災害的可能。然而這類模式需要各個環節的廣泛配合和統籌考慮。
海綿城市
近年來,海綿城市,也稱爲“水彈性城市”在多地得到推廣和建設。下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水,需要時將蓄存的水“釋放”並加以利用,可最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響。
河北省遷安市曾經“逢雨必澇”,2015年,遷安作爲縣級市納入全國海綿城市建設首批試點。
據報道,幾年時間內,遷安累計實施城市低影響開發、內澇防治、水質改善、供水保障與能力建設五大類189項工程,完成21.5平方公裏試點區建設,試點區內實現了“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”。
像遷安這樣的試點城市還有很多。2015年至2016年,財政部、住建部、水利部共確定兩批共30個海綿城市試點名單,給予試點城市專項資金補助,補助金額按城市規模確定,每年4億至6億元不等。今年已經確認了首批20個系統化全域推進海綿城市的示範城市,包括唐山市、長治市、四平市、無錫市、宿遷市、杭州市、馬鞍山市、龍岩市、南平市、鷹潭市、濰坊市、信陽市、孝感市、嶽陽市、廣州市、汕頭市、泸州市、銅川市、天水市、烏魯木齊市。
白偉岚認爲,海綿城市是擁有14億人口的中國踐行生態文明理念,改變城市建設方式的重要舉措,其中一項核心工作就是完善“源頭減排、管網排放、蓄排並舉、超標應急”的藍、綠、灰相結合的城市排水系統。
李雲燕對36氪指出,「海綿城市在一定暴雨等級下的設計範圍內可以輕松應對,但當降雨大大超過海綿措施和排水管網承受範圍,必然出現災害。」
他著重提出應把研究視野放在災害之前,「比如可以改善城市生態環境,結合國家生態文明戰略、公園城市理念等,降低城市熱島、雨島效應,從大區域改善氣候基礎條件,盡量避免出現極端暴雨天氣,是避免或減輕災害很重要的一條思路。」
不可缺席的科技力量
暴雨、洪水帶來難以估計的災害,現代科技的力量或許可以避免災害的發生或者持續擴大化。
當前提出的智慧城市的策略是信息技術納入到城市管理的重要手段。在海綿城市試點建設中不少城市設立了雨水系統排放信息化管控平台。在此基礎上統籌共享氣象、水務、交通、住建、供電多個部門的信息,耦合城市的排水管網、涉水基礎設施信息,結合城市降雨數據,城市地形豎向,評估城市內澇風險,並進行驗證,發生災害時及時預警防範,從而更好的化解城市洪澇給城市帶來的安全隱患。
新加坡針對主要溝渠、河道以及積水風險大的區域,均進行實時監測。新加坡公共事業局在新加坡各地擁有201個水位傳感器和49台CCTV,用于監測排水系統和積水情況。這些水位傳感器能夠實時提供排水溝渠和河道的水位數據,反映強降雨期間的現場狀況。
災害發生後,互聯網技術在救援方面也發揮了自己的優勢,紛紛馳援災區。
高德地圖上線了河南暴雨信息互助通道功能。在河南當地的用戶,只要直接點擊地圖上的”積水”圖標,就能進入互助通道,可以查詢救援隊電話、附近避難場所信息、或者發布求助信息。
阿裏健康醫鹿App聯動全國3000位執業醫師在線,爲汛情中不便出門的河南市民免費提供專業咨詢問診。
無形中救援之手還有雲計算。7月21日,阿裏宣布,阿裏雲“鄭州城市大腦”醫療120急救系統全力支持當地救護車調度保障,“鄭州政務釘釘”系統緊急擴容保障鄭州市救援相關政務聯絡需求。
菜鳥物流也已調動鄭州及周邊地區的運輸配送力量,全天24小時響應,全力支援搶險救援和居民生活物資的配送,並動員鄭州當地有條件的菜鳥驿站和社區對接,爲社區居民提供避雨、飲用水等支持。
「未來雨洪應對研究和實踐中,盡可能利用智慧技術,通過智能預警、智能交通管控等方式,在可能出現災情區域提前實現管制,停運地鐵、公交,限制人的活動,是可以避免人員傷亡的。」李雲燕稱。
尊重自然,道法自然應該成爲我們在城市規劃、建設、管理中遵循的法則。工程技術的進步能夠使人類的生活更加便利,但是盲目崇尚工程手段,認爲可以解決一切問題,最終都被證明在大自然的威力下不堪一擊。人類唯有順應自然規律,建設天人合一、生態宜居,安全韌性的城市,才能找到自身理想的棲居場所。
(特別感謝中國城市建設研究院副總工程師白偉岚、重慶大學建築城規學院副教授李雲燕及中關村海綿城市聯盟。)