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郑州千年一遇的暴雨袭城牵动了无数国人的心灵,那一幕幕舍身救人的身影,让我们体会到生在中国是多么让人欣慰。
历史是如此的巧合,就在9年前的今天,北京地区同样遭遇了史上最强暴雨及严重的城市内涝灾害。同样是整座城市被浸泡在大水中,交通瘫痪、路面塌陷、房屋倒塌、多人被冲进大水中消失得无影无踪……
灾难过后,历经阵痛的人们才会警醒,偌大个城市的排水系统怎会是如此的不堪一击?而城市排水问题依然是个老生常谈的难题,一边是城市化进程的加快,一边是老旧城区的难以改造。
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城市水利在人类城市化的进程中大致可分为五个阶段:
第一个阶段:主要利用地表水利(河流和沟渠)来解决供水和排水问题:
第二个阶段:开始运用城市工程学来建设包括地下通道在内的系统排水设施,此阶段的地下通道是将城市污水和雨水一起排放的“整合系统”;
第三个阶段:20世纪初期,城市建设开始在水污染源点建立污水处理设施,防污开始成为城市排水系统的核心问题;
第四个阶段:开始把排放污水的管道和排放雨水的管道分开,形成“分离系统”;
第五个阶段:进入21世纪之后,城市建设具备了更长远的规划理念,即建立“生态基础设施”,从而把饮用水供应、污水处理,以及雨水排放实行分而治之的综合治理方式。
我国近些年各种暴雨淹城的状况便是出现在第二和第三阶段中,因为大多数城市排水系统还处于污水和雨水一同排放的“整合系统”阶段,需要进行大规模的城市改建工程才能转化为污水和雨水分开排放的“分离系统”。直到今天,这一改建工程还远没有完成,以至于很多城市经常出现下雨就涝、大雨大涝的现象。
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人类早期的城市是依托于自然生态所提供的水利条件择地而立,只要简单利用河流,外加人工沟渠就能解决城市排水问题,可是一旦城市发展到一定规模,便超出了自然生态所能承载的排水能力。今天我们只能依赖于更加复杂、更为庞大的工程技术才能勉强应付城市排水难题,这也带来了我们今天所面临的暴雨淹城等一系列问题。
值得注意的是,暴雨淹城的最大问题并不是排水系统的建设不足,反而是城市地面的过度建设才是问题所在。
当一个城市越来越大,越来越先进时,美化问题便走到了前排,这时候的城市地面多以砖石来铺设,之后又有了密如蛛网的柏油沥青和水泥路面,现在我们目光所及之处,更是遍布楼房,连绵不绝。也就是说如今我们若想走泥土路都要找寻很长时间。
那么,这些地面的渗水性是不言而喻的,那是差到了极点,因而会导致大量的雨水无法快速被地面吸收,直至演变为过深的积水后,这才凸显了城市排水的重要性。
我们都知道,水循环是维持生态环境的基础,自然界中的水分子会进入到江河湖海,或渗入土壤补充地下水,当它们又被太阳辐射蒸发升空,最终以降雨或降雪的方式回归地面。这才是自然界中正常的水循环系统。
如今越来越多的城市把“不渗水的地面”修建得美如画境,这反而把雨水逼得无路可走,只能在城市地面上越积越多。
雨水既然无法快速渗为地下水,地下水又难以蒸发升空,以至于本来用于蒸发水分的太阳辐射能量只能留在人造地面上创造“热岛效应”,进而导致城市气温升高,下一步便会成为温室效应的好“帮手”。
有研究表明,不渗水的地面可以使降雨近乎100%的成为积水,并在大雨时使城市内涝,进而演变成洪水。与此同时,地面上的各种污染物还会被积水带入江河湖海,造成自然界水质的全面恶化。
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从城市积水的角度来看,我们可以用不渗水地面所占城市地面比例对我们的城市进行新的定义:
含有0~10%不渗水地面的地区为农村;
含有10%~25%不渗水地面的地区为郊区;
含有25%~60%不渗水地面的才为城市。
目前,我们的地球表面有30%~50%已经被人类所改造,其中虽然仅有10%属于真正的城市,但这10%已经成为水循环的“重灾区”,不仅是积水问题,水质问题,各种关于水的问题均是层出不穷。
综上所述,治理城市不渗水地面才是治理城市积水的核心所在,对于规划难题和建设难题,西方发达国家采取了三种方法:
一、“Grassed swales”(草地洼地),即城市的建设要顺应和利用自然所提供的“生态基础设施”,这包括自然形成的蓄水池,城市中的低洼地,屋顶、地窖、以及各种沟沟坎坎等,让它们协同执行城市排水功能。
我们来看,人口二百多万的英国伯明翰有大大小小900多个蓄水池,人口十几万的哈尔顿可利用的低洼地或小蓄水池(屋顶或地窖)也有每平方公里200个。对比北京市,虽然北京有什刹海、北海、中南海、玉渊潭、积水潭等多处较大的自然蓄水池,可是城市中可利用的低洼地近乎为零,更别提屋顶或地窖了。
二、“生物持水细胞”,即在江河湖海的排污口处建立几百米的绿色缓冲地,里面设有渗水和过滤性能良好的填充物(可更换),上面覆盖绿色植被。其作用是让城市污水不会直接排泄到江河湖海中去,简单来说就是让绿色缓冲地过滤掉城市污水中的各种杂质。
三、研发透水性路面、透水性路砖、有机过滤材料等高新技术,其作用也是增加城市地面的透水性,以及强化对污染物的过滤功能。
西方发达国家对城市积水问题的处理已有几十年的时间,今天他们已经走上了生态综合治理的康庄大道,不仅利用生态排水,还保持着饮用水源的纯净。反观我们的城市化建设还有很多地方要向他们学习。
结语
不得不承认,我们的城市化进程在生态基础建设方面还有很多不足,这让我们每逢下雨便面临着大水淹城的窘境。不论是9年前的北京大水,还是今天的郑州暴雨,只有痛到极点,才会倒逼我们去直面问题。
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页面更新:2024-05-17
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