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美国科林斯堡城市防洪实践及其启示
中国水工业网|时间:2021-11-03 11:57     编辑:admin

  本文选自《城市与减灾》2021年第5期,原文题目:美国科林斯堡城市防洪实践及其启示,作者:刘扬、张丽琼。

 

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  作者简介

 

  刘扬,博士,西南林业大学教授,博士生导师。长期从事风景园林规划设计、云南传统村落与乡村景观、城乡规划设计、文化景观与遗产保护等领域的教学和科研工作,2017 年曾赴美国科罗拉多州立大学交流访问,先后主持国家自然科学基金项目、省部级项目、横向项目数十项,发表论文80余篇,出版书籍4部,参编6部;作品获国内外奖励30余次。

 

  2017 年7 月28 日,是美国科罗拉多州科林斯堡市洪水灾害20 周年纪念日,当天该市举行了主题为“跟着洪水——我们铭记1997”的纪念活动,被认为是一个向过去学习从而使科林斯堡更好地应对未来洪水的行动。

 

  纪念活动持续了两天,包括7 月28 日的纪念仪式和29 日的洪水教育日活动,其中教育日是一场家庭友好的教育活动,通过开展儿童动手活动、科普教育展位、沿着春溪的自行车游、徒步游、介绍和演示、食物卡车等活动,让人们了解洪水灾害、汛期安全、减灾和应急准备等知识。

 

  科林斯堡市的城市防洪经验和工作实践具有良好的减灾实效,可为我国城市的防洪管理及发展建设提供有益的启示借鉴。

 

  科林斯堡市1997 年洪水

 

  科林斯堡市位于美国中西部的平原区,地貌上属于科罗拉多山麓地带,西侧为落基山脉,东侧为美国大平原,属于温带大陆性气候,发源于西部山区的卡什拉波德里河从该市外围的西北地带流经城市的东南地带。

 

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  该市成立于1864 年, 是拉里默尔县的县府所在地,也是美国科罗拉多州拉里默尔县内的一座权力下放的城市,总面积122.1 km?,其中120.5 km²为陆地面积,1.6 km² 为水域面积(1.27%)。全市约有15 万居民,是科罗拉多州第五大城市,也是一座较大的大学城,科罗拉多州立大学就位于科林斯堡。

 

  1997 年7 月28 日,科林斯堡市发生了严重的洪涝灾害, 也被称为“1997 年春溪洪水”。洪水影响了科林斯堡市许多地方,不仅仅在春溪,老城区、西藤、运河进口盆地(城市西边)、科罗拉多州立大学校园甚至化石溪都受到洪水侵袭。

 

  是什么导致了洪水?其原因就是短时间降雨量太大。在31 个小时的暴雨期间,科林斯堡西边的总降雨量达14.5 英寸(368.3mm),相当于科林斯堡全年的平均降雨量。7 月28 日,暴雨从下午6 点持续到午夜,6 个小时的降雨量为10 英寸(254mm)。这场强降雨造成了比500 年一遇的洪水更大的一次洪水,500 年一遇,就是任何一年只有0.2% 的概率可以达到或超过。

 

  这场灾难性的洪水造成5 人丧生,约2000 所房屋遭到破坏,损失达2 亿美元。除了洪水之外,还有发生火车出轨、燃气爆炸和移动之家公园内的火灾。到目前为止,这场暴雨已成为科林斯堡历史上最具破坏性的暴风雨。

 

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约翰逊移动之家公园被洪水摧毁

 

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科罗拉多州立大学校园被淹

 

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溪边公园水位标志雕塑标示了1997年洪水水位

 

  科林斯堡的防洪经验

 

  事实上,科林斯堡市对暴风雨和洪泛区的管理提前采取了措施和行动。

 

  1997 年洪水之前所做的工作

 

  科林斯堡有着积极的暴风雨和洪泛区管理的悠久历史。1997 年洪水之前,就在春溪沿岸完成了众多的缓解工作,花费超过500 万美元,其中包括收购30 所移动房屋、9 所住宅、1 所养老院和1 个企业。据估计,如果不是开展了这些工作,估计在1997 年的洪灾中98 人可能面临生命危险。

 

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1997年洪水之前被城市收购的移动房屋公园

 

  1997 年洪灾后的防洪工程措施

 

  自1997 年洪水以来,科林斯堡已经花费1 亿美元用于防洪措施,以帮助城市更好地抵御洪水。在过去20 年的暴雨事件中,这些措施有效地保护了社区,展现了防洪工程的好处。

 

  在春溪盆地内修建了洪水区域滞留池,加固伯灵顿北部铁路堤坝。

 

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塔夫脱山和德雷克路上建造的滞留池

 

  老城区的排水管道修建年代久远,排水不畅,经常发生内涝。1997 年洪水之后,该市重新修建了老城区排水管道, 采用了大口径管道,在2007 年、2009年和2013年的暴雨中显示了这些项目的好处。

 

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修建老城区橡树大街排水口工程

 

  1997 年洪水后的非工程防洪措施

 

  1. 洪泛区分洪减灾

 

  洪水是一个自然过程,一个健康的河岸生态系统依赖频繁的淹没来维系生态和繁荣。沿着卡什拉波德里河,许多河岸区域都已经被保留,包括古斯塔夫·斯旺森自然区域、科罗拉多州立大学环境学习中心和翠鸟角自然保护区。

 

  洪泛区,通过允许水体在大面积上扩散来帮助减弱洪水的破坏力,这可以降低洪水的速度,扩大洪水储存量,以减少下游的峰值流量。科林斯堡市拥有许多沿着春溪、化石溪、卡什拉波德里河和其他较小排水系统的地块,永久保留这些区域作为河岸开放空间并减少洪水灾害。

 

  许多种类的鸟,包括翠鸟、大蓝鹭、红尾鹰、大角猫头鹰和丰富的迁徙鸣禽,都利用卡什拉波德里河岸廊道。除了保留鱼类和野生动物的栖息地之外,沿着卡什拉波德里河的开放空间,还提供了解自然洪水和侵蚀的场所。

 

  2. 制定洪泛区开发建设规则

 

  在建筑物或房产开始任何建设(新开发、增加、改造、填充、分级等)之前,都要首先联系科林斯堡公用事业部门, 了解具体的洪泛区规则要求,确定建设工程是否位于洪泛区, 主要包括三方面的重要信息:

 

  (1)建造前须取得洪泛区使用许可

 

  这些必要的许可程序,可以确保建筑物免于洪水破坏, 并且建造工程不会对现有房屋造成洪水问题。按照科林斯堡城市规划准则,所有建在100 年洪泛区内的新建住宅结构和附加物,必须高于100 年水面高程;新的非住宅建筑和附加物, 也必须在100 年水面高程以上升高或防洪。

 

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老城的新建的联排别墅满足洪泛区规定而建

 

  ( 2)泄洪道要求

 

  泄洪道是洪泛区最危险的区域。不允许新住宅开发,商业开发也受到很大限制。对于所有其他获准的开发,要求进行工程分析,证明未来100 年洪水高程不会升高。

 

  (3)实质性改善要求

 

  如果建筑物的重建、修复或其他改善的成本等于或超过现有建筑市场价值的50%,那么该建筑物必须满足和新建筑物一样的要求。被实质性破坏的建筑在重建时,必须满足相同的标准。在洪泛区开发许可过程中解决改善的要求。

 

  3. 禁止向排水沟渠或溪流中倾倒污染物

 

  向排水沟渠、溪流倾倒和丢弃任何东西都是被禁止的, 因为这样会增加和可能产生河道堵塞。阻塞、污染水道和沟渠是违反科林斯堡城市规范的(图10),公众可以通过电话或电子邮件向科林斯堡公用事业部门报告向河道、沟渠倾倒废物的情况。

 

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保持沟渠和溪流免于阻塞和污染,避免无法排水

 

  4. 公用事业的保障——查看实时降雨和水流数据

 

  科林斯堡公用事业建设了一套覆盖全城的早期洪水预警系统(图11),可以监测流量和降水量。当计量器超过设定水平时,公用事业和应急管理人员就会收到洪水预警信息, 实时数据也可在市政府网站查看。

 

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中心大街上的洪水警告器

 

  公众在洪水紧急通知系统注册后,可在家中、办公室和手机上接收紧急通知,也可以通过短信和邮件接收紧急通知, 当然也可在专门的网页上了解更多的信息。在洪水紧急情况下,可以通过收听收看当地广播电台或电视台,了解当前天气状况和紧急事态;还可通过NOAA(美国国家海洋和大气管理局)天气收音机获得来自国家气象服务的最新天气更新信息。此外,公众可以拨打专门的电话,报告一般性的洪水情况,也可以获取洪水的相关信息。

 

  借鉴启示

 

  从美国科林斯堡的防洪实践中不难看出,在洪水来临前的未雨绸缪至关重要。它不仅从修建洪水滞留池、渠道和加固铁路堤等防洪工程方面采取措施,同时还进一步规范洪泛区的管理,利用观测、预报、预警系统等相关的非工程措施, 通过调整人类活动以减轻洪水造成的灾害,协调人与洪水的关系,转变人们的防洪观念,以此建立起了较完整的防洪体系,为我国的城市防洪提供有价值的启示和经验借鉴。

 

  规范洪泛区管理,合理开发

 

  我国人口基数大,为满足日常活动需要,洪泛区的开发在所难免。在这种情况下,对于洪泛区的合理开发和规范管理就显得尤为重要。为此,我国应完善相关的法律法规和管理体制,严格执行防洪标准,细化洪泛区的管理条例,加强监督和执法力度,为城市防洪工作提供强有力的支撑。

 

  提高防洪能力

 

  提高我国的堤坝防御标准,根据地方特点,结合滞留池、人工绿地、城市排水系统,因地制宜地制定防洪标准。同时加快防洪技术信息化、数字化,提高城市的综合防洪能力。

 

  注重防洪生态化

 

  防洪生态化的理念体现在工程设计和材料应用等多个方面,我国应合理借鉴并在防洪工程中运用土壤生物工程技术。如生物滞留池和生态护岸的做法,既经济又生态环保。同时, 尊重自然规律,注重洪泛区(漫滩)、河渠、湖池、湿地的调蓄作用,结合国情走可持续发展的防洪与生态结合的道路, 最终实现人与洪水和谐相处。

 

  转变防洪观念,加强防洪意识

 

  完整、有效的防洪体系,不仅要通过建设防洪工程来降低洪水造成的灾害,同时还要结合非工程措施,以提升人类对洪水的适应能力,协调人与洪水的对抗关系,核心是改变先前要控制和消除洪水的观念,转变为采取积极措施来管理洪水,并减轻洪水带来的灾害及损失,最终实现与洪水和谐相处的转变。

 

  通过社区、媒体开展防洪宣传工作,普及防洪知识,提高公众防洪意识,让公众认识到所有的河流、溪流、支流和渠道,不论规模大小,都有引发洪水的可能,城市街道洪水也是一种风险,让每一个人都牢记自己面临的灾害风险。

 

  (注:文中图片均来自科林斯堡公用事业资料)

 




来源:地震三点通

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