又值汛期,全國范圍的強降雨引發的城市內澇又在多個城市“上演”。
為何一有暴雨就要內澇?城市就陷入“癱瘓”?以北京為代表的北方城市群淡水資源貧乏,一面不停地喊“渴”四處調水,一面卻對大自然給予的雨水資源無能為力。
面對季節性強降雨,如何趨利避害乃至化害為利?這已成為包括北京在內的不少城市亟待解決的問題。為此,記者專訪了中國工程院院士、水資源專家王浩。
是轉變觀念的時候了
“水是寶貴的資源,我們要轉變傳統的以‘防’和‘抗’為主的觀念,將‘防’和‘用’有機結合,實現雨洪資源利用的最大化。過去我們常常把洪水比作‘猛獸’,避之唯恐不及,總是以泄和排為主。如今,是思考怎樣化害為利的時候了。”在玉淵潭南路中國水利水電科學研究院王浩院士的辦公室,王浩對記者如是說。
我國水資源供需矛盾突出,尤其是在北方缺水城市。以海河流域為例,王浩說,由于降水不足,地下水超采嚴重,一些地方形成巨大的地下水漏斗區。在人口繼續增加、經濟快速發展、社會用水需求剛性增長的情況下,京津冀地區水資源承載力受到極大挑戰。應當說,水資源短缺已成為制約我國經濟社會可持續發展的瓶頸之一。
王浩說,我們應該盡量利用好綠地、自然洼地、人工湖泊、水庫等蓄水工程攔蓄洪水,延長洪水在河道、蓄滯洪區等的滯留時間,盡最大可能補充地下水,同時應該加強對這些攔蓄的洪水的過濾、提純和綜合利用。
我們既要加強洪水的風險管理,給洪水以出路,又要注重洪水資源化利用。堅持開源與節流并重,蓄、引、提、調、節等措施并舉,實現由防汛抗洪為主向雨洪綜合利用轉變。做好這些工作的前提是要做好洪水預報和工程調度。
王浩認為,將防洪與補源結合起來將是像北京這樣的北方城市雨水利用的方向。前期降雨中,由于雨水裹著污泥等污染物,可以直接排走,之后的雨水可以儲存在蓄水池里。
四大因素致內澇
對于記者接下來的幾個提問,王浩說:“我先談談為什么現在城市內澇頻發。”主客觀原因一共有四點。
一是,由于城市的“熱島效應”。過去城市規模不大,城市建設往往依山傍水,在城市周邊的山區修水庫。一段時間水汽隨著山體的迎風坡面上升到高空和冷空氣發生交會,形成降雨,降雨的重心在山區、在水庫。
現在城市數量不斷增加,面積也不斷增大,幾百萬輛汽車、幾千萬臺空調、電磁爐等都要散熱,于是產生了強大的“熱島效應”,城市的上空也形成了強大的上升熱氣流,城市上空的熱氣流和冷空氣結合,雨水就不再降落山區,而是降在市區。加之市區都是不透水的硬化地面,降在城區的雨水過多就容易產生內澇。
二是,城市排水管網建設標準比較低。過去,城市建設排水管網學習蘇聯,但是我國的降雨特性是降雨集中、暴雨較多,一年一遇、兩年一遇的排水管網建設標準無法滿足排水需求。如北京市在七月下旬八月上旬的20天汛期里,會集中釋放全年一半左右的降雨量,現在城市排水管網標準低,且排水管網老化,一遇暴雨排水管網很難承受集中排水的壓力。
三是,雨污合流加重了城市內澇。理想的狀態是雨水與污水分離的排水機制,但是現實中基本都是合流。比如,正常情況下陽臺上鋪設的雨水管和城市的雨水收集系統相連,進入陽臺的雨水就可以進入雨水收集系統,但是現在有的人將陽臺改成廚房了,廚余污水就混入雨水系統。這種情況下,下雨的時候,污水和雨水混在一起就更容易溢流。
四是,城市建設過程中忽視城市水系的治理。隨著城市的不斷擴張,有些地方缺乏建設用地就靠填湖或侵占河道來解決,這種只重視眼前利益的短視行為將帶來嚴重的后果。
可資借鑒的城市深隧系統
“理念和問題的成因都談了,具體有什么辦法破解呢?”王浩說,城市應該運用數學模型,將易積水的地方篩選出來,在這些地方附近建設下凹式綠地、下凹式公園,把積水引走;在易積水立交橋底下挖地下調蓄池,將積水蓄下來;或者整體規劃建設深隧系統。
“地面系統擁擠不堪,解決城市內澇要向地下空間尋求解決之道。現在世界上很多城市都在探索建設城市排水深隧系統。”王浩說,城區寸土寸金,淺層地表已十分擁擠,淺層地表基本被各種各樣的管線占用,可利用的空間極其有限,通過淺層管網改造提升排水能力的路子基本上被堵死。地下深隧系統的構想是,一座城市地下空間最淺層的地方應該是各種管網,再下面一層是地鐵,地鐵下面就要建深隧系統。
比如廣東省廣州市的東濠涌,一個小流域建設了包括一條約30公里長的臨江主隧道和多條總共長約60公里的分支隧道,同時還建有一座初雨污水處理廠。主線和支線是連通一體的,旱季和小雨時,深層隧道作為部分污水輸送通道;中等雨量時,深隧系統發揮調蓄治污作用;大暴雨時,深隧系統發揮防洪排澇功能。
“溢出來的水收集到深隧系統隧洞里,再抽上來送到污水處理廠再利用。”王浩說,如果擴挖河道建設地表排水設施要16億元,那么建設地下排水設施花一半的錢就夠了,而且可以大量減少拆遷征地。對于山區的降水,山前可以修挖戰壕似的渠道把水送到壕溝里,再通過地下隧道送到主河道里,這樣山洪和城市內澇的水就不會合為一股。
據了解,世界各國有深隧系統的城市超過200座,深隧有專門排放污水的,有存放雨水的,也有存放雨污合流水的。
用好雨洪,刻不容緩
王浩說,將雨洪資源管住用好,可一舉解決城市缺水和防洪問題。以北京為例,北京年均降水總量大約為100億立方米,現在只有約14億立方米左右的降水形成地表水資源。由此看來,我們對雨洪資源的利用還遠遠不夠。
由于缺水嚴重,北京市在全國率先開展了雨洪資源再利用的探索。上世紀90年代初,北京市就開展了雨洪利用的課題研究,提出了一些北京城區利用雨洪的對策和措施。目前北京市正通過建設透水地面、下凹式綠地、生態槽、清水零消耗公園等工程,從源頭削減徑流,達到既有利于雨水利用,又有利于防洪排澇的效果。
雖然有雨洪資源利用的意識,但是從全國來看進展卻比較緩慢。王浩認為,進展不大的原因是雨洪利用產生的水太貴,十幾年前雨洪利用的成本大約是一立方水22元,現在是40多元,這其中收集系統的成本是一立方水大約30元,用于過濾處理、安裝管線的錢,一立方的水也得均攤10多元。而自來水的價格卻很便宜。同時,雨洪利用系統的設備還沒有形成規模生產,實際應用過程中還需要單獨設計。
王浩建議,地方政府可以要求在建設每一座大樓時,都配套一套雨洪利用設施,房頂怎么收集雨水,地下怎么存水,怎么抽上來過濾,怎么輸送利用,都需要統籌考慮。
此外,對于已經建成的社區、寫字樓等,可由政府補貼一部分、業主承擔一部分,籌資進行集雨工程的改造;可通過立法和經濟手段,在新建和擴建工程中,將集雨設施納入設計、施工、驗收全過程;出臺雨水利用的技術規范標準,鼓勵企業研發雨水利用技術,推進其產業化發展;發揮社會組織的作用,依靠其力量推廣雨水利用的經驗。
作為我國權威的水資源專家,王浩院士語重心長地說:“用好雨洪資源刻不容緩,且功在當代利在千秋。”