


這些年來,盡管大暴雨中我國城市所面臨的洪澇問題屢屢被詬病,卻始終沒有得到徹底解決。究竟該如何解決我國城市所面臨的洪澇災害威脅呢?
下水道需要根據地勢地貌科學布局
中國科學院地理科學與資源研究所區域與城市規劃設計研究中心主任方創琳說,完善城市排水系統是當務之急。但是在規劃建設時,需要根據每個城市的自然狀態和地形地貌設置下水道等排水系統,否則,如果設置得不科學,不僅不能徹底解決城市在暴雨天的澇災問題,甚至還會導致一些地方出現倒灌從而導致澇災變得更加嚴重。
實際上,在7月21日的大暴雨中,記者發現,北京市一些地方就出現了下水道的水通過井蓋倒灌的情形,并在一些地方形成了嚴重的積水。
但是同樣遭受大暴雨的青島并不是這樣的狀況。7月初,青島的一場特大暴雨,連續下了20多個小時,雨量超過200毫米,但是沒有淹水,也沒有造成交通癱瘓。正因如此,青島市也就被當成了我國城市下水道管網建設的一個標桿,每每遇到大雨,這個城市就被作為好的樣板而被提及。
雖然青島市良好的下水道管網系統與早年德國人的管轄和經營有很大的關系,但方創琳表示,現在如果將青島良好的下水道管網建設全部歸功于德國人有失偏頗,因為該城市現在使用的大部分下水道管網都是后來所建,德國人建設的其實只是其中很小的一部分。不過,德國人最開始的示范的確對這座城市起到了很好的作用,使后來的下水道管網建設也延續了德國人的設計和建設思路。
例如青島地勢南低北高,丘陵地貌,德國人100多年以前就在南部老城區沿海一線順山勢一次性就鋪設了一條3500米長的暗渠。老城區原本有條青島河,能夠天然起到泄雨水的作用,德國人就沒在附近修暗渠。為了方便城市下大雨積水排入大海,德國人就在沿海棧橋兩側挖了雨水排泄口,直徑2米,大人都能鉆進去。為了防止海水漲潮倒灌,他們利用地勢坡差,將排泄口的出口設置普遍都高于水平面。
天然河道要有效地利用
對于很多老城區而言,由于受到多方面的制約,對包括下水道在內的排水系統進行徹底改造存在很大的困難。方創琳表示,對于一些不可能重新規劃和設計的區域,可以采用加粗下水管道的辦法予以改造,比如將1米粗的排水管換成1.5米的,80厘米的支管換成1米的,這樣在遇到大暴雨時,地面積水的排水速度就會大幅上升。對于一些下沉式立交橋下通道,除了排水管道,還需要對其排水地漏、抽水泵等設施都予以合理的升級改造。
不過,對城市下水道管網的改造是個系統工程,只有對管網的整個系統都予以提升才能夠增強其排澇能力,如果是單純就某個方面實施改造,并不會取得明顯的效果。
“我國很多城市的下水道管網都是上個世紀50年代初期所建,受經濟條件的限制,建設標準很低。現在下水道管網建設和改造上就要必須提高其標準,對于重要的一些管網,可以考慮提高到100年一遇甚至200年一遇的標準。”清華大學環境科學與工程系教授、水務專家王占生說。
另外,王占生表示,有天然河道或者洪溝的城市也要注重對這些天然排水系統予以利用,在平時及時清除其行洪障礙物并對其進行合理加寬或者加深,就會加大城市的排澇排洪能力。湖泊在設置橡膠壩時要做到能夠滿足及時行洪的需要,河道兩岸的發展不能侵占河道本身,對于河道中影響行洪的障礙也要予以排除。
新建城區優先排水管網規劃建設
多年來,我國城市發展的一個顯著特點是過于“急功近利”,往往重“面子”,輕“里子。方創琳說,在城市中寬敞干凈的水泥、瀝青路面固然美觀,但卻不滲水、不透水,無形中增加了城市徑流量;不斷崛起的、高聳挺拔的高樓大廈雖然很是漂亮,但是有很多都是以犧牲大量綠地,填埋河湖為代價而發展起來的,而這種模式破壞了該地原來的排水系統或者地下水滲漏系統。
“這是我國城市發展的一個明顯弊病,一個城市的擴容與發展,新開發與新發展的區域應該率先進行城市防洪排澇等基礎設施的建設,但是我國的很多城市卻忽略了這樣的重要環節,而基本上是采用‘先地上、后地下’的城鎮化擴張模式,這樣就導致很多城市新開發區域防洪排澇基礎設施建設嚴重不配套。要徹底扭轉被洪澇災害威脅的局面,在規劃上必須要優先高標準建設城市排水等基礎設施。”
方創琳表示,現在我國很多城市老城區的改造之難還源于地下管線的錯綜復雜,與排水管道共存的,還有供水系統、電纜、天然氣、光纜通訊等等在內的多套管線,而這些系統隸屬不同部門,彼此難以協調,亂挖亂建的事情時有發生。因此,在新建城市排水系統時,還必須考慮所有地下管線的協同統一建設,這樣不僅可以解決現在很多城市亂挖亂建地下管線的局面,也可以對整個城市的地下工程實施科學有序的管理,在任何一個地下系統出現問題時,也方便進行維修。
方創琳表示,對城市的新發展區而言,在進行排水系統建設時也必須要做好和老城區的銜接問題,如果新區處于老城區的上游,需要考慮下游老城區新增排水的吸納能力,然后在此基礎上予以合理的規劃,如果新區位于老城區的下游,則在管網建設時要考慮到老城區的排水,其下水管道就要比老城區更為粗大一些。
解決洪澇災害需要“排蓄結合”
“盡管目前我國一些城市發生澇災主要是排水不暢所造成,但是要解決這個問題,僅僅依靠排水也不合理。”北京水利規劃設計研究院高級工程師高鵬杰認為,現代城市治水應該建立“排蓄結合”的防治體系,從多個層面應對城市暴雨,因循自然、科學排水,才是比較理想的解決辦法。
對于缺水地區而言,雨水盲目排掉也是一種很大的浪費,因此在城市防洪澇設施的建設上,首先考慮的就是對大雨之時雨水的利用,可以根據一個城市的實際情況在容易積水處多建一些蓄洪池,這樣不僅大幅減輕一些地方的排水壓力,又可以對雨水加以綜合利用。
“如果有可能,城市新的區域在發展時,也可以將營建小型人工湖泊作為一種考慮手段。”中國科學院南京地理與湖泊研究所研究員姜加虎表示,除了蓄洪以外,人工湖泊是一種良好的城市景觀,另外它還能夠調節城區局部區域的微氣候環境。
中國需要“城市內澇災害”工程體系
在北京“7?21”暴雨之后,北京工業大學給排水系統研究室負責人周玉文的郵箱中收到了很多來自國外同行的e-mail。朋友們在向他發來問候的同時,也表示了在技術和經驗上向北京提供應對“城市內澇災害”支持的合作意愿。
“現在,中國的城市幾乎沒有應對‘城市內澇災害’的工程體系。在國外,很多城市都有這樣的應對體系;這是因為它們發展得比較早、程度也比較高,因此,先于中國大多城市,較早地遇到了內澇災害。于是,應對的體系也應運而生。”周玉文說。
芝加哥就是一個非常典型的例子。
這個位于美國中西部的城市,坐落在密西西比河水系和五大湖水系的分界線上。兩條河流——芝加哥河與卡拉麥特河,流過市區,天然地匯入密歇根湖。然而,隨著城市的發展,污水沿著芝加哥河也被排入了密西根湖。這嚴重污染了飲用水源,也導致了一些疾病的發生。
從19世紀90年代開始,人們意識到了這一問題,于是,開始了一系列的舉措。首先,為了給城市的污水找到一個好去處,用水下管道將水引流,并且建造了污水處理廠。然而,這并不能阻止雨水把芝加哥河的污水帶入水源。
到了20世紀初,芝加哥修筑了運河,通過水位提升設施和閘門,逆轉了芝加哥河水的流向。它不再注入密歇根湖水,而是向南匯入密西西比河水系。不過,芝加哥要徹底解決這一問題,還有另一個要攻克的關口——運河并不足以解決大雨之后的“城市內澇”,以及由此帶來的污染。
于是,芝加哥開始了一項極其龐大的工程——修建地下隧道和水庫,以便貯存雨水,在雨過之后,再將這些水抽取出來凈化。
這堪稱是世界上最大的隧道在建工程之一。貯存水的地下隧道開鑿在地下大約50米~100米的深處,穿行在巖層之間,如同建造過山隧道一般。蓄水的地下隧道長達上百公里,直徑在2.7~10.8米。與此同時,還有200多座直徑在1.2~5.1米的截水豎井,600余座接近地表的聚水構筑物、4座泵站和5個蓄水量共為1.55億方的蓄水庫。經過了25年,第一期工程才算完成。目前,第二期正在進行之中。
“對于這樣一個地下排水系統,芝加哥可謂是投入了巨資。當然,這也使它成了世界各國在建設地下水系時繞不開的考察對象。”周玉文說。
開鑿隧道建設地下河
對于已經成型的城市,這樣一個工程體系究竟應該如何建造?
日本就選擇了在地下開鑿隧道,建造非常大的地下河,用于城市排水。在韓國,穿越首爾的清溪川曾匯集了城市污水,河床被污泥、垃圾覆蓋;1958年,韓國開始了清溪川覆蓋工程,橫跨市中心的高架道路讓清溪川從1971年遁入了“地下”,淪為暗溝;2003年,韓國投入39億韓元啟動了“清溪川復原工程”;覆蓋在清溪川水體上的路面結構和陸上的高架橋被拆除了、獨立的污水系統建成,已流入清溪川的污水則進行了隔離處理。
此外,降水應從地面排走還是從地下排走,應根據不同城市的特點來考慮。在香港,排水系統的標準設定為200年一遇;香港在地下建立了大隧道,用以收集雨水;之后,收集的雨水被直接排入大海,這就是利用了城市的特點。
不過,工程體系的建成,不僅需要經濟上的巨額投入,還需要極其漫長的時間周期。所以,在工程體系建成之前,一些非工程措施就顯得尤其重要。例如,通過日常的安全與減災、防災的教育,讓公眾具備自救與互救的安全意識。在預報、通訊、交通等眾多不同的體系之間形成聯動;一旦氣象部門發布了預警,信息就會通過短信、廣播等各種方式,傳遞給每一個市民。