破题城市内涝困境 绿色“海绵”还应回归问题导向

2016年08月05日 09:59环境规划来源:中国环保在线

城市化的结果使地面变成了不透水表面,路面、屋顶雨水或融雪无法渗入地下,降水损失水量减少,径流系数明显提高,变成径流的降水量增多。同时,水流在地表的汇流历时和滞后时间大大缩短,地表径流过程峰高量大。

破题城市内涝困境 绿色“海绵”还应回归问题导向

今年入夏以来,中国多地发生暴雨引发洪涝灾害,在人口集中的城市,内涝已经不足为奇,各大城市轮番上演“城市看海”的景象。强降雨天气增多的气候原因主要是全球变暖,导致中国东部强降水的趋势增多,大暴雨增多。城市热岛、大气污染物和高楼大厦群等影响,导致城市雨岛效应。海绵城市目的是减少城市内涝问题,但专家建议应回归问题导向,避免过度工程化、盲从化、雷同化和景观化的问题。

2016年夏,随着各地进入雨季,武汉、南京、北京、西安等城市暴雨如注,又轮番上演“城市看海”的景象。

逢雨必涝已成通病。根据住建部的统计,2008年至2010年,全国有60%以上的城市发生过不同程度的洪涝,其中有近140个城市洪涝灾害超过3次以上。

究其原因,全球变暖使得暴雨增多趋强,过去粗放型的城市化建设又使得城市的内涝、洪水灾害风险明显上升。

不过,即便是能增强城市防洪排涝能力的“海绵城市”,在实际过程中出现的一些问题,让专家们开始担心,能否达到应有的效果。

一天下了一年的雨

要论强降雨天气增多的气候原因,全球气候变暖首当其冲。

据南京水利科学研究院院长、中国工程院院士张建云介绍,全球变暖一方面导致水文循环过程加快,海洋蒸发增加;另一方面大气本身的含水量增加(温度每升高1℃,大气含水量可提高约1%)。

由于大气温度上升,大气的持水能力增强,需要更多的水汽,大气才能达到饱和,形成降水条件。由于空气中水分较大,一旦发生降水,降雨强度就会比以往大。此外,潮湿和温暖的大气稳定性较差,易形成暴雨过程。

在始于2014年、结束于2016年5月的超强厄尔尼诺事件的作用下,今年上半年全球遭遇创纪录的高温天气。根据WMO(世界气象组织)的统计数据,2016年6月是陆地和海洋连续创高温纪录的第14个月,也是温度持续超过20世纪的平均水平的第378个月。

“又一个月,再创历史新高。接下来仍然是一个月又一个月的再创新高。受2015/2016强厄尔尼诺现象的影响,长达数十年的气候变化趋势正达到新高潮。”WMO秘书长佩蒂瑞·塔拉斯(PetteriTaalas)说。

中国科学院大气物理研究所特聘研究员黄刚称,随着温室气体增加,全球大气增温相对均匀;而降雨响应的空间分布极不均匀,有的地区降雨增加,有的地区降雨减少,模式之间的差异也很大。

2016年6月,世界各地的降雨情况差异颇大。美国中西部、西班牙、哥伦比亚北部、巴西东北部、智利、阿根廷南部,以及俄罗斯中部部分地区都比往年要干旱。而阿根廷北部、欧洲北部和中部、澳大利亚大部分地区,以及亚洲的中部和南部的降水都超过了正常水平。

对中国的影响是降水增多。今年初到7月4日,国内降水量超过平均水平21.2%。国家气象局的监测数据显示,南方在3月21日进入汛期,比往年提早了16天,150多个县降水超过往年,300多条河流的水位超过警示标志。

黄刚称,从全球变暖规律上来说,对于中国东部强降水的趋势是增多的,小降雨减少,大暴雨增多。在中国北方地区甚至是一次两次大暴雨过程就把全年大部分的雨下完了。最新的IPCC研究报告也表明,全球变暖对北半球中高纬度的降水有增强的作用。

于是,多个城市都遭遇了“一天下了一年的雨”现象。例如从7月18日20时到19日17时30分,河南省林州市东马鞍降雨量高达679.5毫米,而豫北年平均降雨量仅为600毫米左右,也就是说此区域在不到一天内下了一年的雨量。

黄刚还提醒,厄尔尼诺加上随后的印度洋的“充放电”效应,在全球变暖的情况下引起的灾害性事件会更强,对我国的影响可能更大。热带印度洋海温增暖会导致西北太平洋反气旋异常,最终造成我国初夏的江淮流域的降水增多,以及随后我国南方地区7月下旬到8月上旬的高温少雨、东北低温多雨和江南晚夏高温热浪的频发。

城市化带来雨岛效应

对于城市来说,除了全球变暖,自身的热岛效应进一步增强了城市的变暖。

研究表明,中国的城市化在近几十年变暖中的贡献占1/5~1/3,明显且不容忽视,并且中国的城市化对变暖的贡献明显高于发达国家。特别是20世纪50年代到80年代,城市热岛的增暖在城市变暖中起主导作用,占变暖的80%左右。

再加上城市大气污染物上升,产生凝结核增强效应,增加城区的降雨几率和强度;暖湿空气在运动过程中,遇到高楼大厦群,有一定地形爬升作用,暖湿空气上升冷却,增加降雨的可能性。

“三管”齐下,就出现了城市市区降雨强度和频率高于郊区的现象,即城市的雨岛效应。以上海为例,中国工程院院士丁一汇等人通过对上海34年小时强降水事件的变化趋势分析发现,上海的强降水事件更集中于城区与近郊。

“城镇化的快速发展,导致流域下垫面的剧烈变化,直接影响到流域的产汇流规律和洪水的调节作用,将显著增加城市洪涝灾害的风险。”张建云说。

城市化的结果使地面变成了不透水表面,路面、屋顶雨水或融雪无法渗入地下,降水损失水量减少,径流系数明显提高,变成径流的降水量增多。同时,水流在地表的汇流历时和滞后时间大大缩短,地表径流过程峰高量大。

另外,城市扩张导致耕地、林地大量减少,湿地、水域衰减或破碎化,水量调蓄能力降低,洪水长驱直入,导致城区洪涝严重。以武汉为例,1949年以来城市建设面积扩大200平方公里,湖泊面积减少230平方公里,城进湖退、填湖致灾,2016年洪涝“教训深刻”。

城市排水方式和格局被城市建设破坏了,排水系统更加脆弱。城市建有的大量地下停车场、商场、立交桥等微地形有利于雨水积聚和洪涝的形成,也是城市洪涝最为严重的地点。

“城市的无序开发,排水系统不完善;城市洪涝监测预警薄弱,应急管理体制不健全等,均是城市洪涝问题的重要原因。”张建云说。

海绵城市应回归问题导向

极端气候事件增多的趋势,让城市规划专家开始研究,如何将气候变化领域的科学研究成果引入城市规划。

清华同衡规划设计研究院技术创新中心副主任、生态城市研究所所长邹涛称,正在研发气候变化数据的提取工具,我国的城市规划应更多关注极端气候事件的增多趋势,将“小概率事件”纳入研究范畴。

这也是《城市适应气候变化行动方案》的思路。这份由国家发改委、住建部联合出台的文件提出,要在城市相关规划中充分考虑气候变化因素。

其中,海绵城市被视为保障城市水安全、减少城市内涝问题的有效措施。目前,全国已有30个海绵城市建设试点城市。按照规划,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。

海绵城市总体方法具有整体系统观,但邹涛发现,在具体应用环节,其设计建设过程中,更多强调的是解决小尺度的大概率事件。如在地块尺度上广泛应用的“年径流总量控制率”,其强调解决的是地块层面遇到大概率降水事件时“不出问题”,但却不能说明如何应对极端降水这类小概率事件。

试点城市建设考核目标中,要求年径流总量目标控制率达到70%。据张建云介绍,这一概念其实是针对小区域开发设计提出的,适用于小区域措施的设计,不适合于区域、流域或整个城市的雨水径流控制。而且,针对不同地理和气候条件城市,以及不同的季节,采用相同的年径流总量目标控制率是不科学的。

“海绵城市建设若从微观层面出发,就是一种缺憾。因此我建议,要回归‘流域管理’概念,这是一个结合城市功能的系统综合的概念,不是单纯水利部门层面的概念。”邹涛建议。

具体来说,要从区域大尺度层面,系统性地探讨和梳理城市地表水、下垫面的各种信息,从整体上梳理大概率事件和小概率事件的管理目标和应对措施,在实现水土资源的保护和利用的同时,实现城市应对极端气候事件的综合能力,使未来的城市能够更具“韧性”,能够“游刃有余”地应对和化解未来极端气候事件带来的各类灾害和风险。

“现在的海绵城市做法,受到国外研究低影响开发措施的影响比较大。其实水敏城市理论、城市水系统管理概念、流域管理概念,都是极为重要的,需要在城市规划层面引起重视。”邹涛说。

除了缺少流域和城市尺度的控制性骨干措施建设,现有的试点工作同时存在建设呈现过度工程化、盲从化、雷同化和景观化的问题。比如,张建云举例称,为满足政府的强制要求,开发商见缝插针式地建设一些零碎的海绵体(小沟、小水池、小集水罐等),建设呈现碎片化,刻意为海绵而海绵,难以解决实际问题。

“海绵城市已经成了目标导向,而不是问题导向,这是很遗憾的事。”邹涛希望,参与海绵城市建设的团队,将解决问题摆在第一位,这样才能真正做到建成海绵城市。

(原文标题:“城市看海”频现海绵城市规划应回归问题导向)

编辑:LSS
我要投稿
版权与免责声明:
  1. 凡本网注明"来源:环保114"的所有作品,版权均属于环保114,转载请必须注明环保114,www.hb114.cc。违反者本网将追究相关法律责任。
  2. 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  3. 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。