張建云院士：談城市洪澇和海綿城市
7月22日，強熱帶風暴“安比”突破魔都結界，登陸上海，整座城市枕戈待旦，做好一切防汛防洪預案，抗擊臺風。近年來，隨著海綿城市建設的推進，和對排水防洪的高度重視，我們確實做的越來越好。
7月20日，張建云院士到訪上海，在上海城投研究總院院士論壇上，分享了他關于中國城市洪澇及海綿城市建設的觀點。
2012年7月21日，一場歷時19小時，最大降雨強度110.3mm/h的特大暴雨襲擊北京，造成79人死亡、房屋倒塌10660間、160.2萬人受災、經(jīng)濟損失116.4億元的慘痛后果。
這些年來，每一個排水人都在反思，都在總結，都在改變，都在進步。2016年7月19日，“721”四周年之際，北京再次發(fā)生了歷時長達55小時，最大降雨強度56.8mm/h的大暴雨，但是這一次，眾志成城的首都北京，交出了無明顯洪澇和交通影響，無人員傷亡的漂亮答卷。
不忘教訓，方能涅槃重生。
7月20日，南京水利科學研究院張建云院士蒞臨上海城投研究總院院士論壇，分享了他對中國城市洪澇與海綿城市建設方面的觀點。
近年來，城市內(nèi)澇問題，幾乎成為了經(jīng)歷者的災難、旁觀者的問責、網(wǎng)絡段子手的狂歡。“復旦、同濟等大學看海抓魚”、“走出河海(大學)便是江湖”、“一夜過后變成海景房”等等網(wǎng)絡段子風傳于微博、朋友圈，更多的是一些網(wǎng)友此起彼伏地“拷問”著“城市的良心”，變成一次次的網(wǎng)絡審判。
客觀而言，中國特有的地理位置(太平洋水汽和印度洋水汽交匯)、特有的地形條件(地球第3極)、特殊的氣候特點(季風特點突出)，決定了我國的洪澇災害頻發(fā)。約2/3的國土面積受到洪水的威脅，全國2/3城市均發(fā)生過不同程度的暴雨洪澇。此外，全球變暖、熱帶氣旋增強、人類活動帶來的熱島和雨島效應，進一步加強了城市洪澇出現(xiàn)的概率，使得我國洪澇災害日趨嚴重。
但是，即便客觀使然，逢雨就得必澇?
張院士認為，我國近年來在應對城市洪澇問題上所暴露出來的問題，主要體現(xiàn)在三個方面：(1)基礎設施標準偏低，包括管網(wǎng)排水系統(tǒng)、內(nèi)河除澇能力河流域防洪能力;(2)城市化開發(fā)影響，體現(xiàn)在對自然排水系統(tǒng)的破壞，影響了產(chǎn)匯流機制;(3)城市應急管理水平相對較弱，包括監(jiān)測、預警河應急預案等。北京“721”以后，我國從政府主管部門，到整個行業(yè)，甚至到普通群眾，都在分析問題、援引經(jīng)驗、建言獻策，這是一輪痛定思痛之后引領行業(yè)向好發(fā)展的態(tài)勢，也是一次從中央發(fā)起的，政策、資金全部配套到位的切實的行動。
——海綿城市建設。
我們發(fā)現(xiàn)，隨著改革開放以來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，和城市化進程的飛速前進，很多潛移默化的變化正在不斷傷害著城市自身的排水能力。從太湖流域土地利用影像圖資料看到，1985年以來，區(qū)域內(nèi)城市化區(qū)域快速增長，城市的擴張導致耕地、林地的的大量減少，濕地、水域衰減或破碎，流域的水量調(diào)蓄能力明顯降低，洪水得以長驅(qū)直入到城市。同時在外部風險不斷增加的同時，城市自身的無序開發(fā)，地下設施(停車庫、商場、下沉式立交橋)的頻繁布置，以及排水標準普遍偏低(1~2年)的現(xiàn)狀，似乎也預示著城市內(nèi)澇的必然性。
在海綿城市建設大潮呼之欲出前夕，北京在經(jīng)歷了“721”之后所做出的快速響應：雨水管網(wǎng)改造、1460公里中小河道治理、75座泵站改造、47個蓄水場所建設，以及城市暴雨洪澇的監(jiān)測預警加強……此后北京在應對極端天氣時的表現(xiàn)，游刃有余。
對此張院士評價道：科學防治城市洪澇，提高排水除澇和防洪能力，加強暴雨洪澇監(jiān)測預警和應急管理，城市洪澇問題可以得到很好的解決。
于是，一系列圍繞建設海綿城市建設的準備工作轟轟烈烈的開始，并由標準先行。
城市排水標準，指雨水排水管網(wǎng)(包括雨水管渠、檢查井、排水明溝、雨水泵站、閘閥等)的設計標準，針對產(chǎn)生于城市內(nèi)較小匯水面積上較短歷時的雨水徑流進行排除，2014年2月，住建部頒布《室外排水設計規(guī)范)(GB50014-2006，2014年版)，大大提高了我國雨水管渠的設計重現(xiàn)期。
城市排澇標準，指城區(qū)內(nèi)承擔排澇功能的河道水系及排澇泵站(包括內(nèi)河、湖泊、排水溝渠和排澇泵站、水閘建設等)的設計標準，針對解決較大匯流面積尚較長歷時暴雨產(chǎn)生的澇水排放問題，2012年，《城市防洪工程規(guī)劃規(guī)范》(GB/T50805-2012)頒布，明確了排澇設計標準在5~20年一遇，特大城市應大于20年一遇。
城市防洪標準，是城市為防御持續(xù)時間較長的主要外河或湖泊洪水，或是濱海城市為防御設計高潮位所設定的標準，根據(jù)2010年修訂的《防洪標準》(GB50201-94)明確，特別重要城市的防洪標準應大于200年一遇，實際操作中，上海防御風暴潮的海堤標準已達1000年一遇，哈爾濱松花江防洪標準也已大于500年一遇。
張院士強調(diào)，三類標準(排水、除澇、防洪)防治的對象不同，要解決的科學問題不同，所用資料不同，計算方法也不同，但必須協(xié)調(diào)銜接。
2013年12月12日，在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》上正式提出海綿城市建設的要求。此后，住建部和各地政府、相關單位，參考美國低影響開發(fā)(LID)理念、英國和歐洲的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)理念、新加坡的活力、美觀、清潔水(ABC)計劃，以及澳大利亞的水敏城市設計[4]，進一步明確了“‘滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，此后，30個城市分兩批相繼開展了轟轟烈烈的試點建設工作。
但是，與普遍存在的一種思維誤區(qū)不同，海綿城市并不是單一的洪澇防治，而是水綜合治理的系統(tǒng)工程，張院士在剖析對海綿城市建設正確的認識中這樣分析道。
海綿城市的系統(tǒng)工程概念，包括了防洪排澇保安、水資源保障、水環(huán)境治理、水生態(tài)保護與修復，以及水文化傳承多個方面。我們在開展海綿城市建設中，必須意識到源頭減排是基礎，要建設海綿體流域，減少徑流形成，減少暴雨徑流量和延緩峰現(xiàn)時間，并通過人工濕地等自然生態(tài)條件，減少水體的污染。從法國馬賽、法國巴黎、廣州等城市的經(jīng)驗來看，我們也必須客觀認識到，對洪澇風險較大的大型城市，在確保足量、且排蓄功能健全的分散式系統(tǒng)的基礎上，建設深隧等大型排蓄水和水處理系統(tǒng)是必要的，從而實現(xiàn)集中和分散的協(xié)同。更為重要的是，全面提升城市河湖水質(zhì)應當是一個根本性目標，需要多策并施、綜合治理。筆者認為，可以預想的是，當我國水環(huán)境整體得到提升之后，無論是水資源還是排蓄水方面，都有可能實現(xiàn)集中和分散的協(xié)同，這或許也是回歸自然的遠景追求吧。
而在具體的海綿城市系統(tǒng)工程的對策方面，張院士言簡意賅地總結道：截污是前提、清淤是基礎、活水是靈魂、管理是保障。值得討論的是，關于“清淤”的話題，侯立安院士曾提出過這樣的觀點：在黑臭水體治理的具體工程實施中，清淤需要更多地關注底泥的處理處置問題，切勿引起新的污染。在條件和技術允許的情況下，考慮原位修復的方式更為理想。因此，是清淤還是原位修復，還需要結合具體情況具體討論，從而選擇最為適宜的方式。
然而，目前我國有不少城市都具有情況復雜的歷史問題，特別是大城市中的老城區(qū)，幾乎無法實施大規(guī)模的海綿城市建設。對于老城區(qū)的城市洪澇防治，張院士指出，應當問題導向、因地制宜、采取針對性措施，并具體展開為(1)增設下凹式綠地和植草溝等，減少雨水流入下水管道的水量;(2)運用可資利用的池塘、水體、人工調(diào)蓄池等調(diào)蓄設施，攔蓄洪澇;(3)結合城市道路、園林等設施維護和升級，按LID理念進行改造，提高排水除澇能力，建設地下洪澇儲蓄場所。
而作為城市綜合管理水平的重要體現(xiàn)，搭建可靠的城市洪澇監(jiān)測與預報預警信息系統(tǒng)，也是海綿城市建設中重要的非工程措施，應當予以重視。
尊重自然、師法自然。是多年來中國水務人痛定思痛后所得出的普遍真理。無論是曲久輝院士所提出的并開展研究的通過岸濾等措施實現(xiàn)不加藥給水處理的理念，還是海綿城市建設所恪守的低影響開發(fā)理念，都印證了這個真理。
千年前，李冰父子在四川通過利用山勢、地勢與水勢所建設的都江堰工程，使四川盆地成為天府之國。十年前，乘勢利導，因時制宜的上海青草沙水庫正式建成通水，一條橫臥在長江口，逆流而上的“中華鱘”解決了上海這座特大型城市千萬人優(yōu)質(zhì)原水供給問題，給上海進一步對標全球卓越城市提供了無價的基礎保障前提。如今，我們推行并實施海綿城市，同樣也是致敬自然、遵從自然的一次工程建設革命，讓城市不再看海，讓城市水系統(tǒng)綜合治理得以實現(xiàn)。
張建云院士在院士論壇上作演講
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