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海绵城市能解决“城市看海”吗?

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海绵城市能解决“城市看海”吗?

海绵城市能解决“城市看海”吗?

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2020-09-01 14:30
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    我国长江、淮河等流域发生超警戒汛情。受降雨范围广、局部雨量大影响,广西、湖北、湖南、安徽等地多个城市又出现“城市看海”。
 
    中国工程院院士、水文学及水资源学家王浩认为,多个城市洪涝的原因是内涝叠加外洪顶托,原有的排水系统功能大大降低,甚至完全丧失排水能力,例如武汉、安徽歙县等城市就属于这种情况。
 
    针对“城市看海”痼疾,2015年和2016年,住房和城乡建设部分两批选择了30个城市进行海绵城市试点,五年来,试点城市和地区加大投入进行海绵城市建设,从今年汛期防涝大考成绩看,部分城市没有达到预期。
海绵城市
    问题出在哪里?
 
    王浩认为,海绵城市是生态文明思想在城市水治理中的实践。海绵城市不只是大量绿化植被,更重要的是“一片地对一片天,就地消化对应的天上降水”,将城市融入流域生态共同体。
 
    从流域来看,就是要处理好城市水系统与流域水循环的关系,重视“拟自然设计”,尽最大可能维护和促进良性水循环。
 
    近日,就如何通过拟自然设计建立良性水循环,《瞭望》新闻周刊记者专访了这位资深水利专家。
 
    城市内涝源自水系统破坏
 
    《瞭望》:今年入汛以来,多地再现“城市看海”场景,城市内涝顽疾久治难愈,为什么?
 
    王浩:这几年,城市内涝发生的频率比之前多,主要有四大原因:
 
    一是气候变化。我国气候变暖趋势正在进一步持续,气候风险水平进一步上升,极端降雨事件趋多趋强。
 
    二是城市“热岛效应”和“雨岛效应”。我国正处在城镇化高速发展阶段,城市数量增加,面积扩大,人类活动影响剧烈,大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素,使得城市“热岛效应”加剧。
 
    与此同时,城市上空形成强大的上升热气流,和冷空气结合,雨水不再降落在山区,而是降在市区,形成城市“雨岛效应”。
 
    加之快速城镇化带来城市土地利用变化致城市范围的径流量激增,加大了内涝形成因素。
 
    三是城市排水管网建设标准偏低,城市扩张过程中新旧管网衔接不畅。我国的降雨特性是降雨集中、暴雨较多,一年一遇、两年一遇的排水管网建设标准无法满足排水需求。如北京市在7月下旬8月上旬的20天汛期里,会集中释放全年一半左右的降水量。一些城市排水管网标准低,且排水管网老化,一遇暴雨,排水管网很难承受集中排水的压力。尤其老城区雨污合流的排水模式,下雨的时候,污水和雨水混在一起就更容易溢流,更容易引起城市内涝。
 
    四是城市建设过程中忽视了城市水系统的综合治理,特别是内涝和外洪的叠加分析和处置。今年许多城市内涝的原因主要是内涝叠加外洪顶托,原有的排水系统功能大大降低,甚至完全丧失排水能力。
 
    随着城市面积的不断扩张,必须以城市所在的流域整体为对象进行水系统的整体规划,而不是就城市论城市。过去缺乏城市水系统综合治理的思路,缺少建设用地就靠填湖或侵占河道来解决,目前来看,这种只重视局部、眼前利益的行为已带来了严重的后果。
 
    五道防线解决“城市看海”
 
    《瞭望》:从流域来看,应该如何防治城市内涝?
 
    王浩:解决“城市看海”是一个既复杂又简单的问题。治理城市内涝要算好流域账。具体来说,应建设好五道防线。
 
    第一,防洪除涝要以流域为单元,在支流和上游源头修建水库,让支流水少往干流去汇集,设置第一道防线,起到缓洪削峰的作用。
 
    第二,在城市上游的干流修建一些控制性工程,起到错峰、滞蓄的作用,避免外洪和内涝的峰峰叠加,同时干流控制性水库调蓄的洪水,在旱季也可以供城市生产、生活、生态使用。比如发电、改善航道等,实现洪水资源化。
 
    第三,加强堤防建设。特别是城市低洼段、悬河段,通过坚固的堤防把外洪水和内涝水隔离开,避免二者共同肆虐导致城市遭受灭顶之灾。
 
    第四,建好蓄滞洪区,给洪水以出路。近代城市文明的发展史,是人不断和水争空间的过程。从一些城市的发展来看,是不生态的。
 
    第五,对平原圩区的城镇化地区,例如苏锡常地区,建设强排设施。在圩区内按照“一片地对一片天”的思想建设海绵城市低影响开发设施,实现局部的蓄排平衡。
 
    《瞭望》:海绵城市试点了好几年,遇中小雨可发挥一定作用,一旦遇到超强暴雨,还得依靠强排设施。如何为海绵城市进一步赋能?
 
    王浩:任何城市水问题都不是独立产生的,而是有着极强的相互关联和空间特征。应强调城市治水体系的空间属性,秉承“一片地对一片天”理念,利用绿色屋顶、空中花园、垂直绿化设施、地表调蓄、地下空间等立体化的设施对雨水进行散流、滞蓄、净化。
 
    “一片地对一片天”的思想核心,是将雨水在不同的片区各自消纳,在城市中构建具有立体缓释和净化功能的水循环系统。同时建设与城市洪涝防治标准相适应的大、小排水系统,补齐洪涝防治短板。
 
    具体来看,就是要对城市水系统进行“内涝积水诊断、产污积污诊断、雨水控用诊断”三大诊断,对症下药建设“防涝体系、控污体系、雨水利用体系”,最终达到“涝水平衡、污水平衡、用水平衡”三大耦合平衡,实现多种城市水问题的协同治理。
 
    在上述五道防线的基础上,还要进行城市内涝风险评估,制定不同暴雨情景下城市内涝风险分布图,强化风险管理,制定风险分担和转移策略。
 
    在洪涝应急方面要综合运用大数据、物联网等新一代信息技术进行城市洪涝实时监测预警和智慧调度,化解洪涝风险。
 
    海绵城市是治水终极目标
 
    《瞭望》:你认为海绵城市是城市治水的系统方案,甚至是终极目标,该怎么理解?
 
    王浩:城市水问题的本质是城市水循环的失衡,表现为城市内涝、城市水污染和城市缺水等方面的问题。
 
    海绵城市的基本理念就是通过各种生态化的、系统化的措施,使城市达到三大耦合平衡:
 
    涝水平衡,就是降雨径流与各种措施蓄滞的水量相平衡;
 
    污水平衡,就是水体污染物的累积量与各种措施的降解、容纳量相平衡;
 
    用水平衡,就是通过各种调蓄设施蓄起来的水量与需要用的水量相平衡。
 
    海绵城市从城市水问题本质出发,解决城市内涝、水污染和缺水三大问题,通过海绵城市建设做到小雨不积水,大雨不内涝,水体不黑臭,热岛有缓解,形成良性的城市水循环。
 
    《瞭望》:有人会问,海绵城市和乡村流域生态保护有什么关系?
 
    王浩:海绵城市应对的是水,水是按流域流的,要从流域着眼,从流域的角度看海绵城市。
 
    一个流域里有三类板块:自然生态板块(包括山水林湖草)、农田板块和人类的聚集地(城市和村镇)。城市和村镇要建设海绵城市;农田要建设海绵农田,山水林田湖草要成为生命共同体。
 
    我国城镇化正处在高速发展阶段。城市人口密度大,空间不足,人类活动影响剧烈,海绵城市之于城市能发挥更大作用,但并不意味着和乡村没关系。
 
    水在流域内流动,要从流域角度来考虑,涉及内水和外水的关系。城市有管网,管网有出口,水通过出口排到河里;外水水位高,会倒灌到城市管网,城市有内涝风险。所以,乡村流域的生态保护间接增强了海绵城市功能。
 
    2030年城市建成区
 
    80%要达到海绵城市要求
 
    《瞭望》:从整体看,当前海绵城市建设进展如何?
 
    王浩:2015年和2016年,住建部分两批选择了30个城市进行海绵城市试点,这些城市都编制了相应的专项规划,并开展了试点区局部的海绵城市建设。截至2019年底,全国30个海绵城市建设试点城市共完成海绵城市建设项目4979个,建成区面积近1000平方公里。
 
    截至2019年底,全国已有538个设市城市编制实施了海绵城市建设专项规划。其中,94%的地级及以上城市编制实施海绵城市建设专项规划,已在约1.2万平方公里的城市建成区启动了海绵城市建设和改造工作。
 
    一些城市和地区已经将海绵城市的理念融入规划实践中。比如,北京城市副中心的规划,参考了江西赣州的龟背式排水空间布局,整个城区俯瞰像一个乌龟的背,人居在高处,水在低处流,能减少洪涝灾害。
 
    通过海绵城市建设,我国城市防灾减灾能力得到明显提高,相关试点城市在应对“利奇马”等多次强台风中,有效避免了大面积内涝现象。
    《瞭望》:海绵城市建设还存在哪些差距?
 
    王浩:海绵城市建设取得了初步成效,但是与人民群众对内涝防治的期待还有差距。
 
    客观上看,今年降水量较多年平均值大幅增加,且降水集中,多地短时降水量突破历史极值,远远超出了城市内涝的设防标准,但是也暴露出当前海绵城市建设存在的问题。
 
    一是城市内涝与外洪防御系统协调衔接不够。长期以来水利进不了城,如果依然对流域统筹治理认识不足,就城市论城市,难以解决洪涝组合叠加等复杂问题。
 
    二是海绵城市侧重于源头低影响开发设施,解决了设计降雨量以下的径流控制和污染削减问题,但难以解决频发的暴雨(>50mm/24h)问题。
 
    三是当前海绵城市的建设总体规模和覆盖范围比例还比较低,尚未形成规模效应,这也限制了海绵城市防涝效果的发挥。
 
    《瞭望》:“十四五”期间,如何进一步布局海绵城市建设?
 
    王浩:通过海绵城市建设真正实现城市的“三大平衡”是一个较长期的过程,绝非一朝一夕之功。当前我国通过海绵城市试点建设,可认为是在局部上建成了海绵城市。
 
    在整体上建成海绵城市,有待于长期的积累、持续的投资,特别是发展理念的转变,海绵城市建设应和绿水青山、海绵农田等生态保护和修复措施相结合,点、线、面结合形成生态海绵流域,缓解人类活动对水循环的冲击。
 
    《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》要求:到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。“十四五”的提前谋划和布局,是实现2030年远期工作目标的基础和关键。
 
    “十四五”期间,海绵城市建设不仅要促理念、强基础、补短板、升能力,还需要统筹规划合理安排。
 
    应加强城市水文基础研究,倡导住建、水利、气象、应急管理等多部门、多专业协作,完善城市排水和内涝防治规划标准,建立海绵城市与流域的综合管理体系。
 
    应坚持问题导向,将解决问题摆在第一位,这样才能在整体上建成真正的海绵城市。