科学汇丨大雨来临,如何让一座城市变得像海绵一样能吸能放

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钱江晚报·小时新闻记者 郑琳 通讯员 王雅沛 叶雨繁 谢海汇 陈依睿

台风“烟花”7月25日登陆舟山,登陆时中心最大风速38米/秒。这场台风,在短短4天内让浙江余姚市降雨951毫米,一举打破了台风登陆浙江的雨量极值。与此同时,上海有两万棵树木被吹倒,高铁停运。

就在河南和浙江都被暴雨困扰之际,“海绵城市”这个概念,再度走红。

同学们一定都在家里洗过碗吧,也肯定对海绵很熟悉,一捏一放,吸水放水。所以,海绵城市也是这样吗?城市也能变得软软松松吸水吗?能扛洪水吗?

本期,我们邀请到浙江工业大学海绵城市研究中心主任陈前虎,以及浙江水利水电学院测绘与市政工程学院给排水专业副教授徐栋,为同学们讲解海绵城市的知识。

如何改造城市,才能让它有“弹性”

同学们是不是想象不出,一座城市,怎么能和一块软软的海绵联系在一起?它们的共同点在哪里呢?在于吸水。

海绵城市,其实指的就是一座城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,简单说就是“小雨不积水,大雨不内涝,热岛有缓解,水体不黑臭”,它主要包括了大海绵系统(河湖水系、公园湿地等调蓄设施)和小海绵系统(下沉式绿地、雨水花园等低影响开发措施)。

要做到这些,对一座城市来说可不容易。“现代城市化以后,太多的‘硬化’路面造成了城市内涝。”徐栋说,“硬化”路面其实就是透水性差的柏油马路,下大雨时易积水。而在从前,雨水大部分可以被土壤吸收。

海绵城市正是试图解决这个问题,其核心是模拟自然,修复自然水文循环链和更新城市环境。

这里面有一个很重要的概念:“低影响开发”,这是上世纪90年代末发展起来的暴雨管理和面源污染处理技术,主要包括生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、地下蓄渗、透水路面等。

在实际项目建设中,国家首批试点之一的嘉兴市就对当地一些小区进行了海绵化改造,因地制宜地采用了构造设计——雨水能通过透水材料及卵石边沟,渗透至地下或路旁下沉式绿地,经过土壤吸收、微生物净化,将净化后的雨水从盲管中转输至城市排水管道,并且建设了雨水收集利用系统,主要通过透水铺装、雨水花园和下沉式绿地等源头措施,渗透并收集雨水。

如今,很多高校的相关研究也在蓬勃开展。第十七届浙江省“挑战杯”特等奖中,浙工大城乡规划专业研究生叶雨繁带领团队,通过对江西省萍乡市、四川省遂宁市以及吉林省白城市等国家试点的实地调研,总结推广了各地在建设海绵城市过程中的丰富经验。

海绵城市防不了暴雨,排涝主力还是排水系统

虽然海绵城市的建设目标里有“大雨不内涝”,不过陈前虎坦言,海绵城市并不能独立应对所有的城市暴雨及内涝问题,“主要解决的是常态下中小强度的降雨和积水问题。”

海绵城市设计主要解决中小雨径流的渗透循环。以浙江杭州和嘉兴一带为例,低影响开发设施大约能应对27mm左右的降雨量,其他城市应对的降雨量以当地的水文、地理等条件因地制宜地进行参数设计与布局调整。

当遇到台风、洪水等较大的自然灾害,海绵城市也会无法应对,“这就好比一辆防弹车,它的设计规格是能防步枪子弹,但是倘若遇到了炮,防弹车也是扛不住的。”徐栋做了一个形象的比喻。

其实,城市防洪排涝的主力不是海绵城市,仍是依赖城市排水管网等小排水系统及河道、防洪堤等大排水系统。不管是大海绵系统还是小海绵系统,地表雨水最终的出路是河湖水系。即使将城市建设成“海绵”,只要达到吸收的阈值,也会再次出现内涝积水。

“海绵城市使雨水就地消纳和吸收利用,这是一项能够实现综合效益的系统性工程。”陈前虎说,但这些效益的实现,不仅需要依赖海绵城市,更需要城市基础设施的综合发力。总而言之,认识海绵城市不能以偏概全,产生“海绵城市万能论”、“海绵城市无用论”等认知误区。

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光明
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海绵设计只是略吸水分,对暴雨天气没用的。

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