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让洪水有路可走有地可蓄——国外抗洪排涝面面观

2016-07-25 10:36:00    来源: 中国国土资源报    作者:艾维

阅读提示:今年夏季,我国南方地区遭受暴雨洪涝灾害。关于治水策略,同样经常面临水患威胁的国家也在探索路径。如荷兰近年提出“还地于河”的理念,日本采用“综合治水对策”进行整合性治理,英国在积极推进“海绵城市”建设。本期我们就看看这些国家抗洪排涝的经验和做法。

332957_liangmz_1469072725000     现代版的纸上谈兵:荷兰工程公司Deltares开发了一套桌上游戏,仿真荷兰水利工程“还地于河”的政策规划设计手法,让水利计划所涉及的各方专家,与政策规划人士,一边打游戏、一边共同探索与研究各种可能性。

荷兰:从“与水争地”到“还地于河”

荷兰是世界有名的低地之国,全境有1/4的土地,海拔不到1米,1/4的土地,低于海面。除了南部和东部有一些丘陵外,绝大部分的地势都很低洼,部分地区甚至是围海造地形成的。荷兰也是“风车之国”,过去荷兰人在河道上建起风车,利用风能抽干河水,形成可供居住和农用的“圩田”。据统计,全荷兰约有3000处大小圩田,可见荷兰人“与水争地”历史悠久。

在1250年~1950年的700年里,荷兰筑堤填海得到的土地,大约是55万公顷﹔而由于海水水位上涨、土地侵蚀、下陷等原因,所失掉的土地大约是50万公顷。也就是说,过去荷兰人凭借高超的水利工程填海造田所创造出来的土地,在大自然的运作之下,有九成又陆续被大海讨了回去。

荷兰的治水发展,有两次重要的里程碑事件:一次是在1953年,发生了荷兰历史上最严重的水患,造成将近2000人丧生。因此,荷兰政府决定进行“三角洲计划”,封闭莱茵河口以及须耳德河口,修复补强原有的堤防系统和海岸沙丘,制定了整个荷兰水灾防御的空间规划。

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荷兰村庄景观

这种筑堤排水、与水对抗的思维模式,一直到20世纪末,有了重大的改变。1993年,荷兰林堡的马斯河谷又发生严重水患,超过180平方公里的土地积水1.5米,共8000多居民被疏散,损失超过1亿欧元。荷兰成立皇家委员会,调查这次水患。1994年1月,报告出炉,委员会提出水利专业的建议:疏浚河床,设立滞洪区和加盖堤防。岂料,事隔2年后,在林堡河岸再一次几近溢堤,24万居民被疏散。从这以后,荷兰人开始思考,单靠水利技术,无法解决这些问题,长期以来以“对抗”水灾为思维主轴的“三角洲计划”应该有所改变。

依照过去的工程逻辑,只要加高加强堤防,就可以高枕无忧,但荷兰现有的堤防设计标准已经相当高,可是在气候不可预测的情况下,谁也不能保证洪水会不会经常来报到,加高堤防已经走进了死胡同,荷兰人开始转换思路,设法降低水位。在不加高堤防和增加其他硬件工事的情况下,减轻灾害发生唯一的方法就是增大河川本身承载洪水的容量。于是,荷兰人提出 “还地于河”政策。

荷兰政府选定低洼的莱茵河流域执行“还地于河”计划,并制定“国土规划重点决策”来确立计划的整体方针,阐明莱茵河流域在水患管理、景观整体规划,以及生态环境改善上的目标,着重以土地使用管理而非水利工程来降低水患风险,并强化环境质量。“还地于河”计划的主要做法包括:加大原本限制河流宽度的两岸堤防间距以增加行水空间、复育洪泛平原、降低河岸的高度等。

一开始,“还地于河”计划遭到当地民众强烈反对。但是荷兰政府提供了相当优厚的补偿条件,并倡导“可持续的沟通”,确保所有的地方方案都由下而上产生:由地方政府及民众提出设计规划方案,而非由中央政府主导。最后,“还地于河”计划终于得到民众的支持与配合。

位于莱茵河南岸的城市阿纳姆更改堤防设计,将堤防后退200米,恢复旧有河道的曲度,并将两块湿地加以连结,复育水生栖地,并提供两栖类小型动物迁移的路径。这一项目共增加了将近600万平方米的蓄洪面积,以及每秒1.5万立方米的泄洪量。

另一个例子,是位于人口稠密的荷兰中部大城市乌特列支附近的湿地保护区维斯特布鲁克。这处保护区平坦开阔,水道纵横,水道中布满了各式各样的水生植物。荷兰人利用水生植物演替的原理,在保护区边缘设置一些大型的池子,同时在这些池子里栽种芦苇等不同演替阶段的水生植物,再用地下水管连通这些池子,以渐进的方式净化引入家庭污水,而这些池子在暴雨骤降时,也可以发挥很好的缓冲效益,避免河水漫淹。

在这样一个庞大的“还地于河”计划中,该如何结合沿岸的城市规划,是计划的核心。以荷兰古城奈梅亨为例,这个北面临河的古城,由于城市东边是保护区、西边及南边都已发展饱和,只能跨过河往北边发展,但同时它也位于河床蜿蜒的转折点之上,因此也是“还地于河”计划中河道拓宽的重点。拓宽的河道,将由原本的300多米,加宽为700多米,这加大了南、北城区的区隔,增加了城市跨河发展的难度。为了解决这样的问题,“还地于河”计划,也同时整合奈梅亨的交通系统,以环型路网整合新旧城区,并考虑现行聚落,保留部分沙洲,成为串连南北城区的中途岛,并计划以这个岛为基础,结合北岸的新区,以拓宽的河道作为休闲游艇港,不仅替北边城区塑造优美的城市景观,也带动了新区的发展。

事实上,面对似乎越来越难以控制和防范的水患课题,不只是荷兰开始改变观念,英国、德国、法国、比利时等国家也开始扬弃过去以工程防堵为主的治水手段,改以顺应河川作用力的方式来减低水患威胁。在“还地于河”的政策中,最关键的工作是恢复河流原有的洪泛平原的蓄洪及生态功能。在欧洲,复育洪泛平原已经成为水患管理的主要工作之一。例如:奥地利在1996~1998年对境内的多瑙河和多瓦河进行500公顷的洪泛平原复育;德国的布略得河复育工作,除了将截弯取直的河道恢复曲度外,还复育一连串的湿地。英国、法国、波兰等国家也都有已经完成或是正在进行中的相关计划。

日本:打破属地界限 实施流域治理

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东京都综合治水对策示意图

日本的许多河流都非常陡峭,从源头到海上的距离很短,导致水流急速,雨水不容易贮存于地表,保水性不佳,滞洪流域面积不足,加上日本地狭人稠与河川溪流争地,容易形成自然灾害。

日本“综合治水对策”指依河川流域不同特性,打破属地界限,以流域为单位,进行整体规划。相较于传统治水做法,“综合治水对策”强调先研究水的源头和分配,确认降雨的“进”以及径流入海的“出”,综合一整条河川的病灶和解方,建立属于流域治理的法规系统和管理权责。流域所在地方自治体的相关单位以及日本国土交通省共同设置流域综合治水对策协议会,为促进综合治水对策的实施效果,进行各项协商。日本“综合治水对策”的主要措施,包括:绿地保全恢复,河川改修,铺设透水性路面,修建多目的调节池、防灾调节池、雨水贮留设施等。

以东京都为例,东京都自1986年成立“东京都区部中小河川流域综合治水对策协议会”,成员包括城市计划局、建设局,以及下水道局等机关,针对都内神田川、目黑川等市内重要河川,制定综合治水对策计划,其后于1993年扩大为“东京都综合治水对策协议会”,以推动东京都内的治水对策。随城市化进展,降雨径流大增,水害频繁威胁居民生命财产安全,东京都开始实施“中小河川流域治水计划”,重新建立下水道的排水标准,将设计标准从3年频率降雨强度50毫米/小时,提升至15年频率降雨强度75毫米/小时以上。除了提高老旧的下水道、抽水站的排水标准外,也加入蓄洪、入渗、贮留、系统预测等减洪措施,新建地下调节池及雨水贮留管。

在建立地下调节池及雨水贮留管的初期,日本政府曾被质疑为何不直接浚深河川,通过增加通水断面减少水患。浚深河川的难处在于,日本城市化发展饱和,许多河川水道的下面,已布满地铁、自来水、燃气等设施管线,因此,改以建立地下调节池及雨水贮留管,来提升排水标准。

除了规划超大型蓄洪设备之外,日本鹤见川流域,也针对基地开发要求设置“流出抑制设施”,以达成分布式保水的目的,这些设施总贮水量,高达250万立方米。日本重视渗透设施的研究,如设置10~15年后渗透能力的变化,高压水冲洗等维护方面的试验,希望借由相关研究来了解渗透设施的渗透能力与时间的关系,以及后续如何维护管理。

此外,日本在减灾工作上已经步入法制化。在城市计划法中,对低洼地区,限制开发;易淹水地区的建筑物,则要求提高建筑物的基础构造。建筑法中,要求小区内部要配套建设雨水储留设施。通过制定特别法律,强制规定日本都道府县应制定综合治水对策,作为该政府防洪治水的重要依据,编列预算执行。

英国:“海绵城市”缓解洪涝

仅在2007年夏天,英格兰地区就有5.5万所房屋被毁,其中2/3是由于城市排水系统过载造成的排水失控。随着全球气候变化,情况还在进一步恶化。近几年,英国的极端天气统计数据频频“破纪录”,鉴于此,“海绵城市”理念逐渐走入英国。

“海绵城市”是通过现代雨洪管理等手段,解决城市排水、水安全、水资源等问题,最终在城市实现接近自然界那样的循环与平衡。建设“海绵城市”的好处包括:改善水质、增加对地下水的补给、保护河道和固碳等,最大的附带好处就是规避洪水。

2012年,英国环境、食品和农村事务部结合2010年《洪水管理法案》,提出“可持续城市排水系统”(SuDS)的实施建议,经过近3个月的专家和公共咨询,该部还拟定了SuDS的国家标准,以推动落实这一系统。这种可持续城市排水系统,就是如今英国“海绵城市”的主要实现形式。

与世界上其他类型“海绵城市”的实现方式相比,英国的SuDS特点在于注重“蓄、滞、渗”。“蓄”就是收集雨水。在此背景下,建立雨水回收系统成为英国政府力推的一项重要举措。目前,英国政府已经把是否建立雨水回收系统、达到相当的可持续利用标准,纳入到新建住房的评估体系当中,通过《住房建筑管理规定》等法律规定,间接促进家庭雨水回收系统的普及。在2006年~2015年间,英国政府针对新建房屋设立1~6级的评估体系,要求所有的新建房屋至少达到3级以上的可持续利用标准才能获得开工许可,而其中最重要的提升等级方式之一就是建立雨水回收系统。2015年之后,英国政府为更有针对性地控制水资源利用效率,直接要求单一住房单元的居民每天设计用水量不超过125升才能获得开工许可。这一规定也要求开发商和居民更加积极地在家中建立雨水回收系统。

在重视家庭雨水回收利用的同时,英国也在大力推动大型市政建筑和商业建筑的雨水利用。最为典型的就是伦敦奥林匹克公园,通过回收雨水和废水再利用等方式,可以完全满足225公顷园区的灌溉用水。

英国政府和雨水再利用管理协会调研认为,英国利用雨水回收系统在提升水资源利用率方面仍有巨大的潜力。数据显示,以当前伦敦地区典型住房计算,在伦敦地区年均600毫米降水量情况下,每所房屋(屋顶面积100平方米)每年可回收5.4万升雨水。英国政府预计,如果所有新建住宅都设置雨水收集装置,未来英格兰地区年均回收雨水量将达到2.8亿立方米;如果新建商业用地也设置类似的装置,则回收数量能够翻倍。此外,伦敦的几大水务公司也在伦敦周边建立起30多个大型人工蓄水湖,帮助缓解泰晤士河的排水压力。

在“海绵城市”的理念中,另一个不可忽视的方面,就是通过扩大绿化面积、推广可渗水铺地材料、建设“雨水花园”等方式,实现绿化涵养水源。“雨水花园”也被称为生物滞留区域,是指在园林绿地中种有树木或灌木的低洼区域,由树皮或地被植物作为覆盖。它通过将雨水滞留下渗来补充地下水,降低暴雨地表径流的洪峰,还可通过吸附、降解、离子交换和挥发等过程减少污染。

统计显示,在全球同等规模城市中,伦敦的绿化率名列前茅。在英国生活过的人都有这样的感觉:大到市政公园,小到私家的英式庭院,绿色、景观和生态和谐都细致入微地体现其中。绿化率高,民众又有园艺和绿色意识,“海绵城市”的推行就有现实基础和公共基础。

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城市如何能吸水

法国巴黎:排水系统享誉世界

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法国巴黎排水系统

法国巴黎是世界上排水系统最为复杂的城市之一,其前后历经126年时间才修建成功的排水系统目前总长达2347公里,远远超出了其地铁系统的规模。除规模庞大外,其设计和管理也极为周到。城区下水道均建于巴黎市地面以下50米;管道采用多功能设计理念,中间是宽约3米的排水道,两旁是宽约1米、供检修人员通行的便道。如此宽大的排水系统,不仅有利于快速排水,还有利于电力、通信设施线路的布局。凭借着发达的排水系统,巴黎可以从容应对大到暴雨。由于设计合理,整洁美观且规模宏大,巴黎的排水系统享誉世界,已经成为代表性的景观,每年有10多万人来参观学习。

韩国首尔:重塑水环境

首尔市提出了5方面的解决方案:一是以政府机关为先导,改善地表透水状况。首先在沥青、花岗岩覆盖的道路两侧修建绿化带,同时使道路地形便于雨水的自然渗入,分阶段地将路边人行道和停车场的不透水地砖更换为透水地砖。二是引导城市拆迁改造工程优先考虑水循环恢复。首尔市规定,未来针对老旧小区的拆迁改造工程在设计审核阶段,主管部门必须首先和水循环管理部门对方案进行事先商议,有效降低城市开发对自然水循环的影响。三是扩大雨水利用设施的普及率。四是引导市民积极参与水循环城市建设。首尔市选定几个生活小区进行水循环改造,包括铺设透水地砖、建造雨水花坛、设置雨水收储设施。五是加强水循环技术研究和制度建设。

美国底特律:空地变花园

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美国波特兰雨水花园  

纽约布鲁克林地区的一位开发商计划在今年夏天将该地区的垃圾场变成停车位,以期在暴雨侵袭附近的郭瓦纳斯运河前,土壤和植物能够将暴雨吸收。相较于布鲁克林地区的空间问题,底特律则拥有数量可观的可用空间。在底特律139平方英里的土地上散布着闲置或废弃的房产。今年的春夏两季,底特律的研究者们在调研,如果将闲置土地变为覆盖有各种植物的暴雨吸纳盆地,将会产生怎样即时且长期的生态和社会效益。根据预算,到2029年,底特律将花费5000万美元用于在胭脂河上游地区建造各种绿色设施。

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