廢氣處理設(shè)備,污水處理工藝

鄭州特大暴雨啟示:高密度城市如何應(yīng)對暴雨洪澇

2021/7/29 23:36:55

我國暴雨洪水集中、洪澇災(zāi)害頻發(fā),城市洪澇問題歷來是一個(gè)非常突出的問題。近20年,在全球氣候變化和城市化進(jìn)程加快背景下,“城市看海”現(xiàn)象連年發(fā)生,城市洪澇災(zāi)害問題日趨嚴(yán)重。2021年7月17日到22日,河南省出現(xiàn)了極端的特大暴雨,鄭州、新鄉(xiāng)等多個(gè)城市城區(qū)發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)澇,聚焦社會廣泛關(guān)注。結(jié)合廣州“5·22”暴雨等其他主要城市暴雨洪澇成因?qū)Σ哐芯砍晒?,通過深入分析中國高密度城市暴雨洪澇主要特征、成因,探討提出高密度城市暴雨洪澇防治對策,為系統(tǒng)解決中國城市洪澇問題、提升洪澇防御能力和韌性提供新思路。


高密度城市暴雨洪澇?防治能力現(xiàn)狀分析


1.高密度城市暴雨洪澇災(zāi)害主要特征


(1)損失大


對于人口密度、GDP高的城市地區(qū),一旦發(fā)生暴雨洪澇災(zāi)害,將造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、城市基礎(chǔ)設(shè)施受損以及系列次生災(zāi)害。如北京2012年“7·21”、廣州2020年“5·22”和鄭州2021年特大暴雨,均造成了重大人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失,受到全社會的廣泛關(guān)注。


(2)突發(fā)性強(qiáng)


城市地區(qū)下墊面情況復(fù)雜,在下墊面動(dòng)力和熱力作用共同影響下,易出現(xiàn)局部范圍突發(fā)性的強(qiáng)對流天氣,引發(fā)短歷時(shí)強(qiáng)降雨。這類突發(fā)性暴雨具有前期征兆不明顯、影響系統(tǒng)復(fù)雜、預(yù)報(bào)難度大的特點(diǎn)。如廣州2017年“5·7”暴雨,由于受到廣州北部山區(qū)“喇叭口”地形、暖濕氣流突然北上和城市“雨島效應(yīng)”等因素的綜合影響,在前期強(qiáng)降水信號征兆不明顯的情況下,發(fā)生了全市范圍大暴雨,多地出現(xiàn)城市內(nèi)澇、山體滑坡、洪水和泥石流等災(zāi)害。


(3)致災(zāi)快


城市化改變了地表天然的產(chǎn)匯流條件,天然調(diào)蓄水體銳減、不透水地面比例增加、天然匯水格局改變,導(dǎo)致地表產(chǎn)流量加大、匯流速度加快。以粵港澳大灣區(qū)高密度城市典型流域?yàn)槔?,與城市化前(1992年)相比,城市化后(2019年)流域出口斷面洪峰出現(xiàn)時(shí)間平均提前0.51小時(shí)。當(dāng)短歷時(shí)強(qiáng)降雨和城市化影響疊加,形成“脈沖式”暴雨洪水,致災(zāi)速度極快。以鄭州特大暴雨為例,鄭州京廣快速通道隧道由最大1小時(shí)降雨開始至完全淹沒僅1.5小時(shí),致災(zāi)速度之快,令人猝不及防。


(4)洪澇交織


城市暴雨洪澇防御工程體系包括市政排水系統(tǒng)(又稱小排水系統(tǒng))和水利排澇系統(tǒng)(又稱大排水系統(tǒng))。小排水主要通過市政管網(wǎng)將城區(qū)較小匯水面積上較短歷時(shí)的雨水徑流排入城市內(nèi)河,大排水主要通過城市內(nèi)河將上游及兩岸管網(wǎng)匯集的區(qū)域雨水徑流排入外江。城市洪澇防御系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體,呈“流域樹”結(jié)構(gòu),大排水構(gòu)成樹干和枝杈,地面排水區(qū)為樹葉。暴雨徑流按“水往低處流”規(guī)律在“流域樹”運(yùn)動(dòng),洪澇無明顯界限,相互交織。北京、廣州等城市受區(qū)域降雨影響,上游山洪可順勢入城,疊加中下游城市暴雨內(nèi)澇,洪澇交織特點(diǎn)更加突出,加劇了城市洪澇的復(fù)雜性。


1


因此,城市洪澇災(zāi)害損失大、致災(zāi)快、突發(fā)性強(qiáng)及洪澇交織的特點(diǎn),為城市洪澇預(yù)報(bào)、預(yù)警及治理帶來巨大挑戰(zhàn)。


2.高密度城市暴雨洪澇災(zāi)害成因分析


(1)超標(biāo)準(zhǔn)降雨是城市洪澇災(zāi)害的主要成因


我國城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)偏低。如武漢內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇~20年一遇;鄭州大部分河道治澇標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇~10年一遇;廣州內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇~50年一遇。近年國內(nèi)城市暴雨頻率高、強(qiáng)度大、歷時(shí)短、范圍集中的特點(diǎn)越發(fā)凸顯,遭遇超標(biāo)準(zhǔn)降雨的機(jī)率提高。如2012年北京“7·21”最大24h降雨量局部區(qū)域接近500年一遇;2016年7月武漢最大4h降雨量超過100年一遇;2020年廣州“5·22”最大1h和6h降雨量均超過100年一遇;2021年鄭州特大暴雨最大1h降雨量達(dá)到201.9mm,突破我國大陸小時(shí)降雨量歷史極值(198mm),鄭州國家觀測站最大日降雨量達(dá)624.1mm,接近該站年平均降雨量641mm,也就是說,相當(dāng)于一天下了將近一年的雨。以標(biāo)準(zhǔn)偏低的洪澇防御系統(tǒng)應(yīng)對極端暴雨洪水,必定力不勝任。因此,城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)偏低和城市極端暴雨是造成城市洪澇災(zāi)害的主要成因。


(2)快速城市化導(dǎo)致城市洪澇防御能力被動(dòng)下降


城鎮(zhèn)化快速擴(kuò)張過程中,原有的農(nóng)田、綠地、水系(池塘、河道、湖泊)等透水、蓄水性強(qiáng)的“天然調(diào)蓄池”被占用、填平,被不透水的“硬底化”水泥地面所取代。據(jù)統(tǒng)計(jì),廣州市從1990年到2016年,不透水面面積從421km2增加到了1812km2,增加了3倍以上;鄭州市從2000年到2021年,不透水面積從373km2增加到了1147km2,增加了2倍以上,另外鄭州古代至少有3個(gè)超級大的湖澤(西邊滎澤、東邊圃田澤、五里堡南仆射陂湖)發(fā)揮調(diào)蓄作用,隨著城市發(fā)展這些調(diào)蓄湖如今基本消失。城市化導(dǎo)致地表徑流系數(shù)加大,同量級的降雨產(chǎn)匯流時(shí)間縮短,流量顯著增加,洪峰形成加快,徑流峰型趨“尖瘦”化。珠江水利科學(xué)研究院統(tǒng)計(jì)了粵港澳大灣區(qū)15個(gè)高密度城市典型流域,與城市化前(1992年)相比,城市化后(2019年)流域最大3小時(shí)暴雨洪峰流量平均增加了41%。隨著城市繼續(xù)擴(kuò)張,原本標(biāo)準(zhǔn)偏低的城市洪澇防御系統(tǒng)能力將進(jìn)一步下降,加劇城市洪澇災(zāi)害。


(3)城市重大基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)未充分考慮自身洪澇風(fēng)險(xiǎn)


城市基礎(chǔ)設(shè)施是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的生命線系統(tǒng),一旦因洪澇而遭受損害,會在系統(tǒng)之間形成連鎖反應(yīng),間接損失甚至超過直接損失。以廣州市地鐵13號線官湖站為例,應(yīng)按100年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防,但其在選址及工程建設(shè)時(shí),未充分論證其洪澇設(shè)防措施,防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。2020年“5·22”暴雨期間發(fā)生倒灌,停運(yùn)2個(gè)月,直接經(jīng)濟(jì)損失約2億元。鄭州某醫(yī)院、重要供電設(shè)施防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,在2021年暴雨期間陷入癱瘓,導(dǎo)致大量先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備損壞、大規(guī)模停水、停電。


(4)城市洪澇應(yīng)急管理能力不足


在災(zāi)害發(fā)生時(shí),城市災(zāi)害應(yīng)急管理體系是最后一道防線。目前城市洪澇應(yīng)急管理仍存在明顯短板。首先,暴雨洪澇的監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警能力不足,特別是對極端暴雨的預(yù)報(bào)精度仍偏低,預(yù)警主要依靠大規(guī)模短信群發(fā)、網(wǎng)絡(luò)消息推送、電視廣播輪播等手段,未精準(zhǔn)明確風(fēng)險(xiǎn)位置、發(fā)生時(shí)間和危險(xiǎn)程度,對市民安全出行、人員避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移和防災(zāi)應(yīng)急搶險(xiǎn)提供的支撐有限。其次,公共事件應(yīng)急預(yù)案可操作性差,且都是作為單獨(dú)的存在、聯(lián)動(dòng)性差,特大災(zāi)害來臨時(shí)無法及時(shí)、有效采取措施,無法充分調(diào)動(dòng)足夠的資源來解決危機(jī)。


高密度城市暴雨洪澇韌性防治對策研究


任何防洪排澇體系都有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),極端超標(biāo)準(zhǔn)暴雨產(chǎn)生的災(zāi)害是不可避免。洪澇災(zāi)害不存在根治的說法,類似鄭州這樣的極端暴雨,放在全國任何一個(gè)城市,都是“看?!?。未來城市暴雨洪澇防治不是杜絕“看?!保遣捎眯碌闹卫砝砟?,實(shí)現(xiàn)“防御體系有韌性、基礎(chǔ)設(shè)施有韌性、極端暴雨少損失”三大目標(biāo)。


1.提升城市防洪排澇工程體系防御能力和韌性


(1)提高城市防洪排澇工程體系的防御能力,減少“看?!爆F(xiàn)象


隨著中國的城市化快速發(fā)展,人口、經(jīng)濟(jì)逐漸向城市聚集。截至2020年,中國人口密度最大的10座城市總面積僅占全國的0.51%,而人口和國民生產(chǎn)總值占比分別達(dá)到8.96%和16.99%。高密度城市人口、經(jīng)濟(jì)高度聚集,其社會經(jīng)濟(jì)地位決定其淹不起、澇不得,必須高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防,如深圳和廣州城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃從現(xiàn)狀20年一遇提升至100年一遇。同時(shí)應(yīng)充分科學(xué)論證防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施資金投入與防御能力提升的最佳經(jīng)濟(jì)效益比,確定科學(xué)合理的內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)。


(2)創(chuàng)新高密度城市暴雨洪澇治理理論,構(gòu)建多維城市洪澇防御工程體系,提高防御韌性


長期以來,小排水系統(tǒng)和大排水系統(tǒng)治理各自為政。小排水系統(tǒng)按照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》,以管網(wǎng)擴(kuò)容提標(biāo)為主要措施;大排水按照《治澇標(biāo)準(zhǔn)》,以河道擴(kuò)寬、堤防加高為主要措施;彼此之間銜接不緊密,忽略了小排水和大排水系統(tǒng)之間的系統(tǒng)性。


高度城鎮(zhèn)化背景下,提升城市洪澇防御能力受用地嚴(yán)重制約,河道擴(kuò)寬無空間,管網(wǎng)擴(kuò)容將嚴(yán)重影響城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。按傳統(tǒng)洪澇分治的治理模式,城市內(nèi)河提標(biāo)只能通過加高堤防解決,一則嚴(yán)重影響城市風(fēng)貌,二則壅高河道水位不利市政管網(wǎng)排水,三則防治手段單一,遭遇超標(biāo)準(zhǔn)暴雨洪澇時(shí)極有可能整體失效。


傳統(tǒng)城市洪澇治理模式難以適應(yīng)新時(shí)期的高密度城市洪澇治理需求,須基于流域系統(tǒng)整體觀,以流域?yàn)閱卧?,運(yùn)用“統(tǒng)一目標(biāo)、統(tǒng)一規(guī)劃、多維共治、系統(tǒng)優(yōu)化”的高密度城市暴雨洪澇治理規(guī)劃設(shè)計(jì)方法:


以流域相同頻率設(shè)計(jì)暴雨條件下城市內(nèi)河堤防保安全、地面積水不成災(zāi)作為城市洪澇治理的共同目標(biāo);小排水系統(tǒng)和大排水系統(tǒng)同步一體化規(guī)劃,以避免各自為政導(dǎo)致的邊界條件不銜接和工程規(guī)模不協(xié)調(diào);在整個(gè)內(nèi)河流域尺度充分挖潛治理空間和蓄排潛力,采用蓄排結(jié)合的多元措施、布局若干分散工程(如水庫挖潛、利用下凹式廣場和濕地公園、建設(shè)分散式雨水調(diào)蓄池、疏通河道、建設(shè)排澇泵站、構(gòu)建路面行洪通道、建設(shè)深層隧道等),聯(lián)動(dòng)累加、形成合力,構(gòu)建流域多維共治體系,共同消納流域暴雨徑流;通過流域洪澇耦合模型,對多維體系工程布局下的城市洪澇過程精細(xì)化模擬,系統(tǒng)優(yōu)化工程布局及措施,確保各維度分散工程的聯(lián)動(dòng)累加效應(yīng)最優(yōu)化。


通過構(gòu)建韌性城市洪澇防御工程體系,實(shí)現(xiàn)“雞蛋裝在一個(gè)籃子里”向“雞蛋裝在多個(gè)籃子里”轉(zhuǎn)變,避免超標(biāo)準(zhǔn)暴雨洪水唯一依靠堤防的對抗性脆性防御。


2.提高城市重大基礎(chǔ)設(shè)施洪澇防御能力和韌性


(1)提高重大基礎(chǔ)設(shè)施防御能力


提高重要市政基礎(chǔ)設(shè)施(如自來水廠、電廠、變電站等)、重要交通設(shè)施(如火車站、飛機(jī)場、地鐵站等)等重要基礎(chǔ)設(shè)施的防御能力。建議其設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不低于城市洪澇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),并制定獨(dú)立的應(yīng)急預(yù)案。


(2)強(qiáng)化部門協(xié)同治理


城市洪澇是系統(tǒng)病,包括防御體系和被保護(hù)對象兩個(gè)方面,涉及水務(wù)、交通、住建、規(guī)自、供電等多部門,城市洪澇治理必須是多元主體,需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、明確責(zé)任、各司其職,確保防御體系和被保護(hù)對象之間的協(xié)調(diào)。以廣州市為例,水務(wù)部門負(fù)責(zé)河道、水庫范圍內(nèi)防洪排澇能力建設(shè),交通部門負(fù)責(zé)道路、涵隧、橋梁等區(qū)域防洪排澇能力建設(shè);住建部門負(fù)責(zé)地下停車場、地下通道、大型地下商場等地下空間的防洪排澇能力建設(shè);規(guī)自部門負(fù)責(zé)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域的防洪排澇能力建設(shè);供電部門負(fù)責(zé)供電設(shè)施防洪排澇能力建設(shè)。通過防御體系“全局戰(zhàn)場”和被保護(hù)對象“局部戰(zhàn)場”的有機(jī)結(jié)合,才能實(shí)現(xiàn)城市洪澇標(biāo)本兼治。


(3)把洪澇安全作為城市開發(fā)建設(shè)的剛性約束,依法確保城市重要基礎(chǔ)設(shè)施的防御能力


豐富“以水定城”的內(nèi)涵,在水資源剛性約束的基礎(chǔ)上,強(qiáng)化洪澇管理法規(guī)建設(shè),杜絕城市開發(fā)進(jìn)程中時(shí)常出現(xiàn)的擠占現(xiàn)有河道和水務(wù)設(shè)施空間的現(xiàn)象,實(shí)施城市重要基礎(chǔ)設(shè)施洪澇安全評估。目前廣州市已經(jīng)在全國率先實(shí)施《廣州市城市開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目海綿城市建設(shè)—洪澇安全評估技術(shù)指引(試行)》,明確重要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目控制性詳細(xì)規(guī)劃階段必須開展洪澇安全評估,嚴(yán)控河湖水域藍(lán)線、明確片區(qū)重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)豎向高程及設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),充分落實(shí)海綿城市、防洪排澇相關(guān)規(guī)劃及自身洪澇安全措施,從城市規(guī)劃階段落實(shí)“源頭”洪澇安全管控,以有效提高城市基礎(chǔ)設(shè)施洪澇防御韌性。


3.提高超標(biāo)準(zhǔn)暴雨應(yīng)急管理能力


超標(biāo)準(zhǔn)暴雨引起洪澇災(zāi)害是不可避免的,政府、社會應(yīng)急管理能力是超標(biāo)準(zhǔn)極端暴雨條件下減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的關(guān)鍵要素。


(1)加強(qiáng)“四預(yù)”(預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案)體系建設(shè),加強(qiáng)會商研判,以提升超標(biāo)準(zhǔn)暴雨應(yīng)急管理能力


①預(yù)報(bào):在基于新一代天氣雷達(dá)的強(qiáng)降雨監(jiān)測預(yù)報(bào)基礎(chǔ)上,建設(shè)城市暴雨洪澇全過程、全要素監(jiān)測網(wǎng),運(yùn)用城市洪澇快速模擬技術(shù),實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測預(yù)報(bào)水淹位置、范圍和過程,實(shí)現(xiàn)洪澇風(fēng)險(xiǎn)早期識別,合理指導(dǎo)人員轉(zhuǎn)移、搶險(xiǎn)布防、交通管制。


②預(yù)警:完善城市洪澇災(zāi)害預(yù)警發(fā)布機(jī)制,做好預(yù)警發(fā)布工作,針對不同用戶、不同場景、不同需求進(jìn)行“實(shí)時(shí)響應(yīng)、精準(zhǔn)定位、風(fēng)險(xiǎn)分級”精準(zhǔn)靶向預(yù)警,確保能夠及時(shí)向責(zé)任人和受影響群眾發(fā)布預(yù)警信息,及時(shí)啟動(dòng)避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移、交通管制等。針對重大災(zāi)害性天氣過程,滾動(dòng)預(yù)測預(yù)報(bào),及時(shí)發(fā)布預(yù)警,特別是要做好短臨預(yù)報(bào)預(yù)警,確保預(yù)警信息到村、到社區(qū)、到戶、到人。組織滾動(dòng)聯(lián)合會商,發(fā)揮氣象、水利、自然資源等部門專業(yè)優(yōu)勢,精準(zhǔn)研判風(fēng)險(xiǎn),周密部署防范。


③預(yù)演:在城市暴雨洪澇應(yīng)對過程中,運(yùn)用數(shù)字化、智慧化手段,對氣象預(yù)報(bào)—洪澇預(yù)報(bào)—水工程調(diào)度—預(yù)警信息發(fā)布—多部門應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等洪澇應(yīng)急響應(yīng)全過程進(jìn)行模擬預(yù)演,為政府各部門應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、協(xié)同搶險(xiǎn)救災(zāi)提供科學(xué)決策支持。


④預(yù)案:除了各級政府現(xiàn)行的防汛預(yù)案,需要重視超標(biāo)準(zhǔn)洪澇防御預(yù)案、城市重大基礎(chǔ)設(shè)施洪澇防御專項(xiàng)預(yù)案。建立“政府統(tǒng)籌,應(yīng)急主導(dǎo),部門聯(lián)動(dòng)”的城市洪澇應(yīng)急管理機(jī)制,強(qiáng)化洪澇風(fēng)險(xiǎn)隱患摸查及洪澇風(fēng)險(xiǎn)圖在預(yù)案中的應(yīng)用,針對城市更新情況及時(shí)修編洪澇風(fēng)險(xiǎn)圖和預(yù)案,突出預(yù)案的實(shí)用性與可操作性。


(2)強(qiáng)化洪澇科普,提升公眾應(yīng)急避險(xiǎn)能力


當(dāng)前技術(shù)水平條件下,短臨暴雨預(yù)報(bào)、洪澇預(yù)報(bào)還存在誤報(bào)和漏報(bào),因此,在面臨極端天氣條件時(shí),公眾的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)意識和自救能力極其重要。利用洪澇風(fēng)險(xiǎn)圖向社會公布、線上線下普及暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)源及避險(xiǎn)常識、科普基地教育等措施,加強(qiáng)對公眾的洪澇災(zāi)害應(yīng)急避險(xiǎn)培訓(xùn),提高群眾的防災(zāi)減災(zāi)意識,科學(xué)指導(dǎo)群眾學(xué)會正確的自保方式,增強(qiáng)危險(xiǎn)狀態(tài)下的自救能力、互助能力和理智行為能力,提高惡劣環(huán)境下公眾自身對洪澇災(zāi)害的適應(yīng)性。



碧水藍(lán)天環(huán)保平臺打造工業(yè)環(huán)保綜合服務(wù)平臺,為工業(yè)園區(qū)提供一站式環(huán)保綜合解決方案。50人環(huán)保專家咨詢團(tuán)隊(duì),200個(gè)環(huán)保實(shí)操項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),有工業(yè)環(huán)保問題請隨時(shí)發(fā)到“環(huán)保工匠”小程序,快速提交,5分鐘響應(yīng)!

服務(wù)官網(wǎng):twenteatwo.com

 咨詢熱線:010-65861787  18516975349

內(nèi)容聲明:信息來源于網(wǎng)絡(luò)分享,僅供學(xué)習(xí),版權(quán)歸文章來源方,并不代表本平臺贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),若有問題請聯(lián)系刪除。