精彩观点
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内涝问题不仅需要从城市维度去看,更需要从流域维度去看。生态环境的破坏会导致流域层面的水土流失、环境污染,减少流域层面调蓄暴雨的空间,加重城市内涝。
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城市需要构建大排水系统和小排水系统,通过合理的高程设计,将两者有机结合在一起,成为暴雨时城市的主要排水通道。
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海绵城市模式是建设韧性城市、提升城市防洪排涝能力的重要策略。在城市建设中,应采用低影响开发原则,合理规划土地利用,保留自然水文系统,减少人工硬化土地的面积,有效降低内涝风险。
近年来,全球范围内极端天气事件频发,高温、干旱、暴雨等极端、异常天气越来越日常化。进入汛期以来,四川达州、广西桂林等城市均出现短时强降水天气,城市出现内涝。作为社会经济活动最集中的区域,城市人口密集,集中了大量的基础设施和能源设备,极端天气如果酿成灾害,损失往往非常巨大。随着我国城市化进程发展,提高城市气候变化适应能力建设需求极为迫切,规划与建设“韧性城市”,通过科学手段增强城市的系统韧性已经成为社会共识。今年6月是第22个全国“安全生产月”,主题为“人人讲安全、个个会应急”。本期《锦观智库》聚焦安全与应急,就城市内涝与韧性城市建设话题,专访清华同衡规划院高级工程师王美娜,解读城市内涝的成因,分析城市如何更具韧性。
极端气候变化和城市过度开发是内涝主要成因
锦观智库:根据水利部的《中国水旱灾害统计公报》显示,2006年到2017年,我国平均每年有157座县级以上城市进水受淹或发生内涝。为什么城市内涝发生的次数和频率越来越高?
王美娜:一方面,从气候的角度来看。在全球气候变化背景下,暴雨发生的条件也在变化,可能会造成极端降水事件发生频次升高。根据2022年度《中国气候公报》,自1961年至2022年,全国出现暴雨(日降水量≥50毫米)的数量趋势是增加的。尤其是2016年、2021年是40年来暴雨数量最多的两年。不仅如此,极端气候变化情况凸显。例如2022年,我国区域性、阶段性干旱明显,即使在此情况下,全国暴雨站日数仍较常年偏多2.5%。城市排水系统难以承受雨水的大量涌入。因此,极端气候变化是城市内涝发生的重要因素之一。
另一方面,从城市发展和建设的角度来看,城市化进程加快、城市开发导致的大量土地硬化、城市开发过程中造成的原有水系占用和衰退、排水系统老化、原有排水系统标准过低等问题,也是造成城市内涝的重要原因。首先,城市化过程中,很多地区土地被开发为城市建设用地,大量沥青路面、建筑物等人工硬质面层覆盖了土壤,造成大量的雨水不能正常渗透入地,形成径流;其次,城市土地的开发建设,也使城市绿化面积、水体面积大幅缩减,导致土壤无法充分吸收雨水;第三,我国城市排水管网多始建于上世纪八九十年代,排水系统老化和标准过低,加之年久失修等问题影响,往往也会导致排水时间延长,排水效率下降。此外,内涝问题不仅需要从城市维度去看,更需要从流域维度去看。生态环境的破坏会导致流域层面的水土流失、环境污染,会加重河湖水库的淤积,减少流域层面调蓄暴雨的空间,从而加重城市内涝。
治理内涝要准确把握城市的共性与个性
锦观智库:城市内涝治理的难点主要是什么?北方城市和南方城市是否也因地理环境的不同而有所区别?
王美娜:内涝的发生与流域内的水文环境密切相关。流域内的降雨量和径流量是内涝发生的主要因素之一。当降雨量大、持续时间长、强度大时,流域内的水量会急剧增加,容易引发内涝。
首先,对于城市内涝点的治理,场地选择和高程问题是关键因素。有些城市的老城区本身就建设在地势低洼的区域,或者由于城市早期开发过程中未进行高程的系统性论证,因此造成一些道路、地块处于局部低洼点。这些地区都会成为内涝隐患风险点。但是改造这些地区存在很大的难度,是城市内涝治理的主要难点。
其次,城市需要构建大排水系统和小排水系统。通过小排水系统,可以排除3-5年一遇的降雨时产生的径流。大排水系统主要应对超标雨水排放,即小排水系统来不及排除的雨水,可以通过大排水系统排除。大排水系统包括河道、绿地、广场、道路等部分,这些部分通过合理的高程设计,有机地结合在一起,成为暴雨时城市的主要排水通道。但是,很多城市的排水管网和大排水系统建设理念和进度都比较滞后,必须经过系统统筹才能够真正有效推进建设。
第三,很多城市的老城区开发强度较高、绿地较少,整体都是硬化的状态。这样的地区改造难度很大,也造成了局部内涝的隐患。一些城市因为用地紧张,将城市内部的河道填埋或者规划为建筑用地,使得城市的排水功能受到影响。因此,在后续城市开发和城市更新过程中,有效落实海绵城市理念,从源头上进行低影响开发,有效减少、调蓄径流极为关键。
这是城市内涝面临的一些共性问题。但我国幅员辽阔,各地的地理、气候条件差异巨大,不同城市的内涝主要成因还需因地制宜进行分析。南方地区降雨季节较长,也容易形成暴雨,降雨量大且时间分布不均。北方城市暴雨一般只持续短时间,并且整体降雨量相对较小。因此,南方地区城市面临的内涝风险考验更大,南方城市排水系统承受的压力更大。
具体来说,南方城市面临的,更多的是排涝与防洪系统协调的考验。当洪水过境,河道水位上升的时候,沿河的支流往往会面临下游水位顶托、下游闸门关闭等情况,这些都会造成涝水不能及时排除。因此,防洪与排涝协调是南方城市治理内涝所面临的主要系统问题。
而北方城市面临的更多是排涝与水土保持、生态修复协调的考验。部分西北部城市中的河道为季节性河道,汛期有水,非汛期无水,而且由于沿线植被覆盖不足,水土流失严重,导致河道汛期汇水后,河水会夹杂大量泥沙,直接冲刷至下游河道的城市段,不仅会造成河道淤积,还会影响下游的生态系统。一些城市还将季节性河道或沟渠改成了立面三面光的形式,在改变甚至破坏了河道的自然生态的同时,也导致雨水无法下渗。
提升城市韧性
不仅需系统治理,更需增强公众参与
锦观智库:做好城市规划,解决内涝问题,应当遵循怎样的原则?该如何去加强政府部门和居民公众的应对经验,提升灾害的预防和应急处置能力?
王美娜:以日本东京为例。东京的城市内涝问题一度非常严重。政府为此实施了一系列的治理措施,采用了多种多样的技术手段,逐步提高城市内涝防治水平。主要包括建设现代化的排水管网系统,通过水泵、水沟和储水设施,增加了排水容量和排水速度。在主要道路沿线和重要街区内设立多处集水池,使其成为泄洪地点,在洪水发生时起缓冲和控制雨水的作用。建设了大量的绿色空间和护坡,充分发挥公园绿地的调蓄作用,通过绿地的渗透和蓄水,提高应对暴雨灾害的能力。相关部门也制定了专业的预案,绘制洪水灾害地图。
建设韧性城市、提高城市的防洪排涝水平,应当遵循以下原则:
第一,综合规划与灵活调控。首先,要在城市规划中合理划定功能区,避免在天然地势低洼、容易积水的区域设置集中人口密度和重要设施。其次,要统筹考虑城市的排水系统规划和排涝通道规划(包括绿地、道路、水系等),确保排水系统的连通性和容量适应性,增加城市的水源涵养能力。第三,要加强城市绿色基础设施建设,例如湿地公园、雨水花园等,以吸收和延缓雨水流入排水系统。
第二,要强化城市排水系统建设。城市排水设施的建设是治理城市内涝的重要举措。在规划和建设城市排水设施时,应注重提高排水能力和抗洪能力。可以采用分区域分级设计,设置雨水径流收集系统和蓄滞洪区,通过调节水位和流速来平衡降雨和排水之间的关系。此外,还要加强排水管网的维护和管理,确保排水系统畅通无阻。
第三,要推行海绵城市模式。海绵城市模式是建设韧性城市、提升城市防洪排涝能力的重要策略之一。在城市建设中,应采用低影响开发原则,包括减少土地硬化、提高雨水渗透能力、保留自然水体和湿地等措施。通过合理规划土地利用,保留自然水文系统,减少人工硬化土地的面积,可以减缓降雨径流的形成速度,降低内涝风险。此外,还可以采用雨水花园、绿色屋顶、透水铺装等低影响开发技术,增加雨水的渗透和存储能力。
第四,要加强应急响应措施,提高公众知情与参与程度,加强信息的互联互通,及时、准确地将相关隐患、灾害信息传达给公众,提醒公众采取有效的避险措施。公众在发现风险隐患点的时候,也可以通过相关平台进行风险上报,从而及时反馈给相关主管部门,进行风险点的整改,营造出全民参与、积极响应、主动上报、全面监督的良好氛围,从各层面实现应急响应的落实。
成都日报锦观新闻记者 张舟