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排水设施跟不上:内涝是城市的“富贵病”
发布日期:2014/6/16 12:28:30

 

  本月,北京正式进入汛期。水务部门枕戈待旦,市民们也总是对雨水天气心怀忐忑。近年来,暴雨“倾城”的景象在包括北京在内的多个城市轮番上演。“我能想到最浪漫的事,就是陪你在城市看海”,调侃背后是无奈,阳光下仿佛坚不可摧的城市,为何在暴雨中如此脆弱?


  受访人:周玉文。北京工业大学建工学院教授,博士生导师。从事水环境工程、城市节水技术、城市给排水管网理论与计算、城市防灾减灾与科学化管理等研究,主持国家自然科学基金和国家、省部级课题多项,曾参与北京"721"内涝应急处置。不久前,完成了欧盟资助的城市区域洪涝灾害耐受度合作研究(CORFU)的北京案例研究。


  与其它的“城市病”一样,内涝也是城市的“富贵病”


  新闻观点:我们的城市建设看上去越来越好,但内涝的问题为什么在最近几年表现特别突出呢?


  周玉文:现在大家都在说“城市病”,其实,内涝和交通、大气污染、高温一样,都是“城市病”,那产生“城市病”的原因是什么?我们研究的结论,所有“城市病”的最主要原因是“发展”——如果没有这么快的城市化,没有这么高的经济发展,城市不会有这个“病”,即便有一些问题,也不算是“病”。现在的内涝和其它所谓的“城市病”其实都是城市的“富贵病”。


  “发展”为什么会带来这么大的影响?


  在没有建设城市的时候,我们的环境是一个自然的状态,有大小河流,有湿地,自然界自身能完成一系列的修复和调节。而我们把原来的自然环境变成城市,硬化了地面,水就没有了原来的通道,只能改成地下的雨水管网,这实际上是一种“补偿”。这就像太极,需要平衡,如果我们破坏了原有的平衡,做出了相应的补偿,是没有问题的。


  但接着,城市变得越来越大,比如北京的城区本来只在二环以里,这个城市体量对大的河流破坏没那么大,城市范围内还有自然的河流;但现在,北京所有的内河都已经不再是自然河流了,这就需要我们做出更多的补偿。就像盖房子,你要盖一层房子,挖个简单的地基就能盖,可你要盖一百层的楼房,地基就得往下打几十米以上。


  而我们原有的规范标准、基础设施都是支撑还没发展起来的,改革开放前那个水平的城市。这就是“城市病”发病的根本原因。我们现在面临的情况,就是如果想继续发展,就要继续做大量的补偿,在城市化的过程中,创造一个好的人工的生态系统,补偿自然界。


  新闻观点:就是说,我们的防涝设施没有跟上城市的发展?


  周玉文:我们主要是借鉴国外的经验来构架这个系统,结果中间出了一个“语言”问题。我们说起洪水和内涝一直是两件事,而英文语境里,只有一个单词就是flood。这造成了一个很大的问题,就是我们学习的时候学丢了一样,他们有城市排水设施,我们有;他们有防洪设施,我们也有;但他们有防御内涝的设施,我们缺了。


  国外防御内涝的工程设计标准和防御洪水的标准是一样的,在他们的概念里,两者是一回事。但我们则一直都把防御内涝的标准和城市排水定成了一个标准。国家层面要求提高防灾减灾标准,经过业内广泛论证终于达成共识,决定把缺失的内涝防御工程补出来。在最近更新的《室外排水设计标准》中已经明确了新的排水和防涝工程设计标准,我国将建设排水、防涝、防洪三套工程来保证城市的安全。


  我们现在所构造的三套工程体系任务是不同的,防洪是解决生存的问题,防涝是解决城市安全运行的问题,排水则是解决市民方便生活的问题。所以排水标准定的都不高,国外也一样,一般是五到十年左右,香港定的五十年是最高的;但国内城市在之前的实际建设中,大部分都采取“一年”的标准,用“一年”的设施应对五十年、一百年的降雨事件,当然不行。


  尤其需要注意的是,这三者彼此之间不可替代,排水设施解决的是日常排水问题,而防涝设施则是要排除排水系统设计重现期以外的暴雨径流,所以不是把排水设施或者防洪设施建好了,就能解决内涝问题。


  (注:“重现期”指在一定年代的雨量记录资料统计期间内,等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间,相当于“暴雨几年一遇”的概念)


  做管道的做管道,修路的修路,城市被淹因为少了坡度


  新闻观点:我们现在构建新的防涝工程体系,需要注意哪些问题?


  周玉文:首先是设计方法的问题,国内现在普遍采用的还是一百多年前的方法,叫推理公式法,这个方法最大的优点是简单,最大的缺点也是简单,简单就不够准确;而国外在三四十年前就开始采用模型测算了。


  城市要解决内涝的问题,最简单的方法就是把城市地表建成一定坡度,也就是做好“竖向设计”。从北京整个城市区域来说,本来不应该出现这么多灾害,因为北京的地势虽然比较平,但是从西北向东南是有坡度的,这样水就可以流出来。


  所以北京的老城区,也就是二环以里是不会淹的,二环就是沿原来的护城河修建的,向外扩到三环、四环之后,相应的坡度没有构造出来,就会发生内涝。


  但现在大家看到二环里好像也淹了,那么观察一下具体淹水的点,基本上都是“桥”,为什么呢?因为这些下凹式立交桥,都是造出来的“坑”,水往低处流,一定是淹这些地方。


  在这儿需要指出的一个问题,就是国外修建道路的流程和我们不同。在发达国家修道路的“标高”,也就是坡度多大,是由给排水专业的工程师去定的。这样做有两个好处:一是让多余的水可以顺着道路流到该流的地方,二是这样一来,给排水工程师就能知道水到哪儿会流不出去,要想办法把水导走。但我们现在不是这样,做管道的做管道,修路的修路,是两个体系。


  新闻观点:是不是防涝设施的标准尽可能定的高一点,就能够根治内涝问题?


  周玉文:按照模型计算的思路,你要解决这个问题,必须首先把这个情景做出来,有了情景,就可以用模型来分析它,会在城市里造成什么样的问题,哪儿会积水?水有多深?会积水多长时间?都可以算出来;有了计算结果之后,就能评价这种情况会造成多大损失。


  有的地方积水不会造成损失,比如公园;但有的地方绝不能积水,比如立交桥底下。在这儿修立交桥就是因为这个地方交通特别繁忙,而这么重要的地方,还因为我们自己的不注意积水了,让交通雪上加霜,那就是灾害。


  在分析影响,计算损失之后,我们要采取什么的措施,同样需要评估。


  不计成本一定要把发生的问题完全解决的想法,有时候不一定科学,因为采取措施就必须花钱,我们得评估花这么多钱值不值得?任何项目不考虑经济因素,肯定不持久。如果损失一块钱,你花一千万,肯定不能干;而损失两个亿,即便要花一个亿,也是必须做。


  所以最后怎么做,要通过技术经济比较来决定。


  我们跟英国的同行交流,他们的管道设计是三十年一遇的标准,标准高是不是就一定没问题呢?也未必。他们现在的问题是管道大,水总也不满。大家知道,所谓“三十年一遇”是个概率,在特别平均的情况下,三十年才满一回,实际情况是可能三十年也满不了一次,总是很小的水流,达不到设计流速,沉积非常厉害,总得清理管道。管道又在地下,这个事情也很发愁。我们相反,都是小管子,一下雨就冒水。


  贵是贵,但真遇到事儿的时候,它可能顶一条河用


  新闻观点:构建新的防涝工程体系需要的投入非常昂贵?


  周玉文:建设城市实际上是对自然的超索取,造就一座城市,实际上是造就了一个大机器,你抑制它的运转肯定不行,那就必须有相应的一系列措施。比如地铁,一开始很多人都认为地铁造价太贵,但现在看,地铁为大城市解决了很多问题。


  现在国内有的城市也在考虑建设大型的地下排水设施,贵不贵?肯定贵,但真遇到事儿的时候,它可能顶一条河用。


  另外,从国外的经验来看,所有内涝的防御设施都不是“专职”的。因为一方面它投资巨大,另一方面它不是总有用,只是最关键的时候用一下。如果防涝设施能和地下的道路交通、防灾设施结合在一起,比如一年365天都可以走车,只有暴雨的那几天不走车了,走水。


  但我们要实现起来除了技术难点,还有管理盲区,因为这些设施都不是一家在管,比较麻烦。


  我们完成的欧盟第七框架课题“城市区域洪涝灾害耐受度合作研究,简称(CORFU)”由11个国家和地区、17个单位共同承担,完成了8个案例城市:北京、台北、首尔、孟买、达卡、尼斯、汉堡、巴塞罗那。不同的国家有不同的发展水平,设施也不同。


  现在看来,老牌发达国家对城市内涝的防御设施,基本都建完了;新兴的发达地区正在建,比如香港,建设快完成了;而发展中国家,基本都没有建,比如东南亚的一些地区,一淹好几个月,不光是涝,洪也解决不了。


  这和社会的整体发展水平有关,经济发展到一定水平,就必须采取相应的工程措施去做补偿。这就是为什么很多发展中国家不解决这个事情,我们现在要解决。


  “城市病”不一定是现在才发生的,可能以前一直都慢慢在显露,但现在矛盾特别突出。这也是发展造成的,如果没有这么快的发展,大家可能也不会有这么高的期望。你发展的水平越高,你采取措施需要的投入也就相应的越大。


  新闻观点:如果城市不扩张,“城市病”就不会继续恶化?


  周玉文:城市不怕大,怕的是连片,一连上就麻烦了。


  拿北京来说,中心城区和昌平、大兴、通州都连上了,延庆中间有山,没连上。这种卫星城不是设想中的几个聚集地,通过道路联结起来,中间原有的自然环境都还在,就比较好。而连成一片“摊饼”的方式,“饼”摊得越大,“病”就越大。


  从工程设计的角度来说,可以你越大,我们就需要提供越多的支撑,但这不是一个良性循环。新规划做好比较容易,老的东西改造好,很难。就像盖一百层的楼,地基打好,那没问题,但我们现在的问题是,原先只打算盖五层楼,现在扩展到了一百层,就只能在旁边不断打支柱。


  所以我们的城市必须得想办法“减肥”,很痛苦,但必须要减。

 

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