作者:周建
投稿时间:2015-06-18
一、引言
近年来,我国城市内涝现象日益严重,不仅严重影响人民群众的正常生产生活,造成的经济损失亦不可估量。遗憾的是,截至目前,尚无专家学者提出行之有效的应对方案。作为一名长期关注此问题的民间学者,我曾多次上书有关部门,然因人微言轻,未获足够重视。目睹民众屡遭内涝之苦,我愿再次将多年研究所得的公之于众,以供社会各界参考。
二、城市内涝成因新解
欲有效治理城市内涝,必先探明其成因。当前学界之所以迟迟拿不出有效对策,根源在于对内涝成因的认识存在偏差。笔者认为,城市内涝的形成,既与地球暖化密切相关,又与特定地理条件紧密相连。
2.1 地球暖化与极端降水的内在机理
地球暖化导致地表辐射热增强,进而使地表空气的热浮力增大。这一变化使得大气圈中形成的空气聚合物——云层物质体——难以正常降落到地表。只有当云层物质体积聚到足够规模、形成巨大质量时,方能突破热浮力阻力抵达地面,于是便产生了极端气象事件。这正是近年来极端气象频发、渐成常态的根本内因。
极端气象的具体表现形式,即为短时大量降水——气象学所称的“强降水”现象,包括暴雪和暴雨。这类降水在极短时间内即可超过常年甚至整月的降水量。
2.2 地理条件与暴雨分布
暴雨并非随处发生,其出现与地面的地理条件高度相关。一般而言,暴雨多发生于地表水体较为充沛的区域,例如我国水系发达的南方地区或沿海地区。这与水体对空气的调温作用密切相关。
2.3 城市布局与内涝形成
城市通常邻河或邻湖而建,这些区域恰恰属于区域地形中地势较低的低洼地带。一旦区域发生暴雨,高处的雨水便会迅速向低洼处汇集,从而引发城市内涝。因此,若仅在城市本身做文章——例如盲目加大排水管网建设——实难奏效。这种做法无异于与天老爷上演“道高一尺、魔高一丈”的闹剧:低洼地形本就是雨水汇流的必经之地,再强大的排水系统也难以在短时间内将巨量汇水排放殆尽,何况大规模排水管网建设本身又是一项劳民伤财的无效工程。
笔者认为,唯有以站高望远、系统整体的思维方式进行顶层设计,方能一劳永逸地根治城市内涝顽疾。
三、治理方案
3.1 方案一:自然水系法工程——应对区域旱涝灾害
3.1.1 理论基础
旱涝问题的根本成因,在于地空之间、陆海之间因地面水体流失而导致的温差效应加大。自然水系法的核心思路,就是通过缩小这种温差效应,从源头上减少极端天气的发生。
3.1.2 实施方案
自然水系法,即因地制宜、因势利导、顺势而为地建设天然集雨工程,借助地形地貌实现集雨截水之功,产生“截丰济乏”之效,以调节降水季节分布不均的矛盾,从而缓减水旱灾情。具体做法如下:
(1)山区:开挖沟塘与修筑围堰
开挖沟塘:在山谷自然成沟的沿线,根据地形的间距不等,开挖沟塘。每个沟塘以蓄水10—30立方米为规格上限。
修筑围堰:在地形中的山坳处筑堤建塘,蓄水量大小不等,依地形而定。
(2)平原:修建地下水柜
在平原的自然排水沟沿线,挖建可渗透性地下水柜。下挖深度以不影响其上种植庄稼为限,建成后覆土还原。
(3)设计理念
开挖沟塘、修筑围堰和修建水柜的设计理念可概括为:因地制宜、顺沟而建、水满自溢、星罗棋布、涵养水分、产权固化。
(4)北方大平原地区的具体操作
在农村平原地区,可按每十亩地设置一亩水塘的比例进行规划。水塘蓄水深度3至5米,平时可出租用于养鱼,同时涵养地下水源;干旱时节优先保障相邻十亩地的抗旱用水,并对养鱼者给予适当补偿。
3.2 方案二:八卦阵型近地面可渗透性地下水柜网络工程——根治城市内涝
3.2.1 总体构想
八卦阵型近地面集雨蓄水网络工程,是根据城市现有建设布局进行规划设计,对城市排水工程进行补充建设的辅助工程。其特点是:不影响城市原貌,不影响人们正常生活。
3.2.2 具体实施步骤
第一步:建设排水导流明沟
以北京等按环路布局的城市为例,沿城市交通线的绿化带或人行道边角线,建设排水导流明沟。
第二步:建设地下水柜
在明沟沿线,按间距不等(一般以每公里设置一个水柜为原则)建设地下水柜。水柜建设在绿化带或人行道内,以蓄水200—300立方米为限。水柜采用可渗透性设计,且不影响其上方的绿化带或人行道原有功能。
第三步:连接小区排水系统
在各居住小区的绿化带内进行同样设计建设,并将小区排水沟与交通线排水沟相连。将小区楼顶的降雨尽量导入小区内的地下水柜中。
第四步:形成网络体系
各水柜之间遵循“水满自溢”原则,多余雨水通过排水沟流向其他水柜,最终剩余部分经由城市排水管网排出。
3.2.3 综合效益
通过近地面、星罗棋布的可渗透性地下水柜网络工程建设布局,可实现以下多重效益:
涝时蓄水:减轻地面积水压力,有效防治内涝;
旱时取水:可就近取用浇灌绿化带植被或用作洗车水;
平时渗水:向地下渗透,涵养地下水源,消除城市地面塌陷隐患。
该工程具有少扰民(建设在公共用地内,不涉及与民争地争房)、工期短、花费小、易操作等特点,成型后具备综合效益,值得一试。
四、结语
综上所述,自然水系法可将天空降雨分散截留,避免雨水向低洼处大规模汇集;城市地下水柜网络工程则可将低洼处汇集的雨水就地吸收消化。二者相辅相成,变害为益,城市内涝问题有望得到彻底根治。
周建
2015年6月18日完稿于四川遂宁