破解“城市看海”

2020-08-03 19:44
科学大观园 2020年15期
关键词:纽约市洪水雨水

每年一到入汛,我国多座城市遭遇连续强降雨,部分城市会出现“看海”的情景,城市内涝及洪水应急减灾成为城市居民和管理者共同面对的难题。为此,我们挑选了国外应对内涝及洪水、提高城市应急减灾的案例,希望对国内城市有所启发。

“四大宝典”各有千秋

据中国工程院院士、中国水利水电科学研究院水资源研究所所长王浩介绍,国外对海绵城市建设探索可追溯到19世纪,大规模建设始于20世纪70年代。早在1852年,巴黎的城市排水系统就被纳入建设规划之中;1859年,伦敦地下排水系统工程动工,6年后完工,全长2000公里;美国在1972年以前没有内涝防治体系,之后因为合流制的污染和城市内涝等,开始规划建设大排水系统;澳大利亚因为1974年发生大洪水,1975年便开始规划建设城市内涝体系;日本东京于1992年开始建造“地下神庙”,历时15年,耗资30亿美元,终于建成堪称世界上最先进的下水道排水系统。

而在雨洪管控理念方面,比较成熟的有:美国的低影响开发 (LID),采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留,防治内涝灾害;英国的可持续发展排水系统(SUDS);澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD);日本城市泄洪系统和雨水地下储存系统。

LID理念由美国乔治省马里兰州环境资源署于1990年首次提出,用于城市暴雨最优化管理实践(Best Managements Practices)。主要采取分散式小规模措施对雨水径流进行源头控制,核心是通过采用合理的场地开发方式,模拟自然水文条件并通过采取综合性措施,从源头上减少开发导致的水文条件的显著变化和雨水径流对生态环境的影响。融合了经济、环境、发展等元素,是一种基于经济及生态环境可持续发展的设计策略。

SUDS系统同样要求尽可能从源头处理径流和潜在的污染源,保护水资源免于点源与非点源制及系统中,建立了SUDS(Sustainable Urban Drainage Systems)系统。主要综合考虑城市环境中水质、水量和地表水舒适宜人的娱乐游憩价值。显然,SUDS系统由传统的以排放为核心的排水系统上升到维持良性水循环高度的可持续排水系统,在设计时综合考虑径流的水质、水量、景观潜力和生态价值等。由原来只对城市排水设施的优化上升到对整个区域水系统的优化,不但要考虑雨水,而且还要考虑城市污水与再生水,通过采取综合措施来改善城市整体水循环。

WSUD是澳大利亚对传统开发措施的改进,强调通过城市规划和设计的整体分析方法减少污染。1999年5月,英国更新国家可持续发展战略和21世纪议程,为解决传统排水体制产生的多发洪涝、严重的污染和对环境破坏等问题,将长期的环境和社会因素纳入到排水体对自然水循环的负面影响和保护水生态系统的健康,把城市水循环作为一个整体,将雨洪管理、供水和污水管理一体化。把雨水、供水、污水(中水)管理视为各个环节,相互联系、相互影响、统筹考虑,打破了传统的单一模式,同时兼顾景观和生态环境。

日本城市泄洪系统和雨水地下储存系统是将建筑物周围的雨水收集起来,储存于在地下建设的储水沟渠中,用于浇灌和冲洗等。上个世纪90年代初,日本修改了建筑法,要求大型建筑物和大型建筑群必须建设地下雨水储存和再利用系统。

纽约:多渠道发力

随着越来越不可预测和极端的降雨频发,加上城市雨洪系统老化等问题,大规模、高强度的降水引起市区及排水不畅地区突发洪水,导致紐约市交通瘫痪、房屋和建筑损坏以及人员伤亡。纽约市的一些社区,包括皇后区、史坦顿岛、布朗克斯区和布鲁克林区,都容易发生洪水和排水问题。为了缓解洪水危害,纽约市基于水循环理念,采用实施小规模分散项目的方式,对水资源进行整体管理和利用。

建设绿色基础设施提高水资源利用。自20世纪90年代以来,纽约市在水资源利用管理方面投入了大约17亿美元,但纽约市不是完全依靠昂贵的、能源密集的传统工程控制来捕获雨水径流,而是采用绿色基础设施和智能设计,对城市社区雨水进行综合管理,如建造和维护路边花园(也称为生物沼泽和雨水绿色街道)、用渗透性强的材料铺路等,在雨水进入污水系统之前吸收雨水。

鼓励社会资本参与绿色基础设施改造。纽约市通过评估实施市政设施建设绿色基础设施的机会,制定鼓励更多私人投入雨水收集设施改造。一方面,纽约市扩大现有的绿色基础设施补助计划;另一方面,评估并建立私有房产雨水收集改造激励计划,还专门设立机构研究如何加强并提升现有雨水收集系统的有效性。

为了缓解洪水危害,纽约市基于水循环理念,采用实施小规模分散项目的方式,对水资源进行整体管理和利用。

智慧“洪水地图”助力居民未雨绸缪降低房屋损失。纽约市的老城区如皇后区、布鲁克林等为水灾高危区,房屋业主一般都购买洪水保险应对灾害损失。2017年,由于洪灾严重,洪水保险费用激增,涉及民众达到6万人。对于1987年前建造的房子来说,之前的保险已经不适用了,因为此类保险的保额已经达到了标准保险金的上限。联邦政府修订了纽约市洪水地图,可以登录“纽约洪水求助”(FloodhelpNY)网站,只需填写建筑地址、房东邮箱,就能查到房子的地址以及当前房产面临的洪灾风险。居民可以根据最新“洪水地图”调整保险。如果业主符合低收入标准,且房屋危险程度较高,还可以获得一次免费的房屋检查服务。

德国:技术支撑与法规保障并举

德国卢内堡市的街道。

德国的海绵城市建设位居世界前列,不仅有成熟的建設技术,同时还有相对完善的法规和政策体系进行保障。据了解,在技术层面,1989年《雨水利用设施标准》是“第一代”雨水利用技术成熟的标志,1992年出现了“第二代”雨水利用技术,21世纪初形成了“第三代”雨水利用技术及相关标准。

德国目前主要的城市雨水利用方式有3种:一是屋面雨水集蓄系统。收集的雨水经简单处理后,达到杂用水水质标准,主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水,如街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒。二是雨水截污与渗透系统。道路雨洪通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨洪管道口均设有截污挂篮,以拦截雨洪径流携带的污染物。城市地面使用可渗透地砖,以减小径流。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道修建可渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水径流时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地,作为水景或继续下渗。

在法规政策层面,德国联邦水法政策导向是优化生态环境、保持生态平衡,对自然环境的保护和水的可持续利用提出明晰的要求。1995年德国颁布了《室外排水沟和排水管道标准》,提出通过雨水收集系统尽可能地减少公共地区建筑物底层发生洪水的危险性。

1996年,在联邦水法的补充条款中增加了“水的可持续利用”理念,强调“为了保证水的利用效率,要避免排水量增加”,实现“排水量零增长”。此外,德国对水资源实施统一的管理制度,即由水务局统一管理与水务有关的全部事项,并以市场模式运作,接受社会的监督。

日本:建立地下蓄水池系统

日本京都的街道。

虽然日本降雨充沛,但却是一个人均水资源稀缺的国家。在此情况下,加大水资源利用效率也是日本所面临的重要问题,对于雨水的收集利用,日本政府也十分重视。

早在1980年日本建设省就开始推行雨水贮留渗透计划。该计划通过补充涵养地下水、复活泉水、恢复河流,改善了生态环境。为减小城市开发对雨水的影响,日本政府规定每开发1公顷土地必须设立500立方米的雨洪调蓄区。1992年颁布的“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分,要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。

据了解,地下蓄水池系统是东京及其周边地区主要治水模式。地下蓄水池的存在,极大地减少了地面被淹的概率。目前,日本最高的“东京晴空塔”就设计了地下蓄水池系统,其蓄水池能储存7000吨雨水,可用作消防用水,作为应急生活用水时可供应东京墨田区23万人使用一天。

在雨水利用方面,日本的具体技术措施还包括:降低操场、绿地、公园、花坛、楼间空地的地面高程;在停车场、广场铺设透水路面或碎石路面,并建设渗水井,加速雨水渗流;在东京、大阪等特大城市建设地下河将低洼地区雨水导入地下河;在城市上游侧修建分洪水路;在城市河道狭窄处修筑旁通水道;在低洼处建设大型泵站排水等。

此外,日本还对雨水利用实行补助金制度。例如,1995年10月,墨田区实施了给家庭和公司利用雨水提供补贴的制度,一立方米以下的雨水罐可补贴一半费用(上限是4万日元),地下大规模储水槽最高补贴100万日元,中等规模的储水槽可补贴30万日元,以此促进雨水利用技术的应用以及雨水资源化。

英国:鼓励建造雨水收集系统

2006年开始,英国政府针对新建房屋设立1到6级的评估体系,要求所有新建房屋至少达到3级以上的可持续利用标准才能获得开工许可,而其中最重要的提升等级方式之一就是建立雨水回收系统。

2015年之后,英国政府为更有针对性控制水资源利用效率,要求单一住房单元的居民每天设计用水量不超过125升,这也使得居民建立雨水回收系统的积极性大幅提升。

英国雨水再利用管理协会的数据显示,近年来,很多英国家庭开始使用雨水收集系统,其造价一般在1500英镑至3000英镑之间,收集后的雨水主要用于满足家庭灌溉、洗衣等非饮用水需要。

除了家庭以外,英国还大力推动大型市政建筑和商业建筑的雨水利用。伦敦奥林匹克公园内的主体建筑和林地在建设过程中就建立了完善的雨水收集系统,通过回收雨水和废水再利用等方式,占地225公顷的土地所有灌溉用水完全来自雨水和经过处理的中水。此外,公园还将回收的雨水和中水供给周边居民。

◎ 来源|综合自中国建设报、中国经济时报、中国改革报

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