“吃人”的地下空间:河南暴雨揭开哪些问题?如何改进?香港有哪些经验?

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排洪关键不止在设计方,而是在“如何避免和解决所有不良后果”。

端传媒实习记者 王炫迪 庄诚静 发自香港 2021-07-30

2021年7月23日中国河南省郑州市,人们骑著装载机穿过洪水淹没的街道。 摄:Aly Song/Reuters/达志影像

2021年7月23日中国河南省郑州市,人们骑著装载机穿过洪水淹没的街道。 摄:Aly Song/Reuters/达志影像

过去一周,极端强降雨袭击河南省中部,水库决堤,街道被淹。从事后公布的数据来看,自7月17日20时至20日20时,河南省会郑州市三天的过程降雨量达到617.1毫米,几乎相当于以往一整年的总量。尤其7月20日16-17时,郑州气象站观测的降雨量达到 201.9 毫米,突破中国大陆小时降雨量历史极值。据官方数字,至7月29日,这场特大暴雨引发的洪涝灾害和次生灾害,已造成至少99人遇难、近1366 万人受灾,直接经济损失估计达 885 亿元人民币。

随着全球变暖,极端天气正越来越常态化。世界气象组织秘书长塔拉斯表示,人类引起的全球变暖导致全球范围内强降水事件的频率、强度和数量都在增加。

近年来,中国短历时超标准暴雨频繁发生,并呈逐年增加趋势。1960年代,极端降水每年约占中国降水事件的10%-15%。但近20年来,这一比例上升到20%。7月14日,国际环保组织绿色和平发布《与“洪”共存—— 中国主要城市区域气候变化风险评估及未来情景预测》报告,显示近60年来,长三角地区和广东省极端降水(暴雨日数和暴雨过程发生频次)均呈波动增加趋势。即使是干旱的西北部内陆城市也出现了强降雨的情况。2018 年,新疆维吾尔自治区西北部的秦城镇在一个小时内遭遇了 110 毫米的降雨,而该地区此前的年降雨量记录仅为 52.4 毫米。

“风险不仅集中在经济社会高度发达的一线和二线城市,中小城市、小城镇区域的气候变化风险也在快速上升。”中国国家气候中心高级工程师、报告的主要作者任玉玉说,“本已匮乏的财政资金,相对落后的基础设施建设,由于人口流动导致的老龄人口等脆弱人群比重上升——这都将导致这些区域脆弱性增加,成为气候变化影响的高风险区。”

2021年7月23日中国郑州,吸水机组在京广南路隧道内抽水,加快隧道内的排水速度。

2021年7月23日中国郑州,吸水机组在京广南路隧道内抽水,加快隧道内的排水速度。

图:Costfoto/Barcroft Media via Getty Images

复旦大学城市公共安全研究中心主任滕五晓向端传媒表示,“我们过去主要围绕大江大河发生一些流域性的洪灾。这些地区随着水利工程以及防洪堤的建设,防洪能力有很大的提成。城市内涝现在反而成为比较常见的降雨灾害。”暴雨袭城,地下空间成为应对内涝的关键角色之一。可在郑州暴雨中,地下空间不仅无法吸收多余的水量,更是造成人员伤亡和财产损失的主因之一。

7月20日傍晚,持续性强降雨造成的积水冲进郑州地铁5号线,500余名乘客被困海滩寺至沙口路站区间。车厢内积水一度到达乘客胸部以上,导致10余名乘客不幸丧生。同一天,暴雨引起的洪流奔涌进京广北路隧道两端,造成200多辆汽车被淹,至少6人遇难。郑州交警于7月23日中午发布,除京广路隧道之外,16条市内隧道形成积水点。多处地下车库遭暴雨积水漫灌,车辆受损。

吞噬了生命和财产的城市地下空间,暴露了哪些问题?又如何做出改进呢?

2021年7月26日中国河南省郑州市,救援人员进入 5 号线地铁站检查。

2021年7月26日中国河南省郑州市,救援人员进入 5 号线地铁站检查。

图:China Daily via Reuters/达志影像

近年来,中国各大城市大规模开发地下空间。据《2020中国城市地下空间发展蓝皮书》显示,从2016年至2019年,中国城市地下开发逐年增长,投资总规模保守估计达8万亿元。2019年,中国全国地下空间新增建筑面积约 2.57 亿平方米,同比增长 2.47%,新增地下空间建筑面积(含轨道交通)占同期城市建筑竣工面积的比例约19%。中国农业大学人文与发展学院副教授孔锋在接受端传媒采访时表示,近年来各城市大规模开发地下空间,多数为满足经济活动的需求,相应的蓄水排洪网络建设被忽视。

以郑州为例,该市为了打通三环内老城区与三环外新区的交通瓶颈,实现“主城区内15分钟上快速路,快速路15分钟上高速”,于2007年规划建设28条下穿隧道打通快速路。然而,一位地下工程专家对《中国新闻周刊》表示,老城区的地下超级工程,因地上区域受限,往往难以保证应有的防汛设计。举例而言,为隧道周边排涝而建设的排水管,需要通过雨水口、雨水井接收降雨。位于最表层的雨水口的作用是迅速收集雨水,因而一般垂直设于雨水井上,例外情况下设在雨水井上游一两米处。但郑州多条隧道的规划都显示,因为新建排水管道距离道路红线不足1米,无法就地设置雨水口,只能将雨水口安排在雨水井上游3米甚至更远的位置。

排水网络需要占用城区大量的地下空间,若在前期规划阶段没有纳入考量,后期则难以完善。孔峰强调,郑州面对的难题并非特例。中国虽在16年修订了《室外排水设计规范》的国家标准,但由于这份标准制定得太晚,许多城市普遍没有达标。碍于管网对接与日常养护的高成本,很多建成区无法更新其排水系统。

而据统计,中国承担防洪任务的640多座城市中,城市暴雨洪涝标准小于50年一遇的约占80%,达到100年一遇的不超过10座,50年一遇以上的进展18%,还有约21%的城市未达到10年一遇。

2021年7月22日中国郑州,高速公路隧道入口处,在洪水中损坏的汽车。

2021年7月22日中国郑州,高速公路隧道入口处,在洪水中损坏的汽车。

摄:Bai Zhoufeng/VCG via Getty Images

除了提升城建部门的排水标准之外,孔峰强调,也应完善各个城市的预警机制,保证不同部门之间的联络畅通。目前,应急预案太过粗糙,并且偏向于理论和整体思路,可操作性不强。

7月19日至20日,郑州市气象局连续发出5次暴雨红色预警信号。根据中国气象局颁布的《气象灾害预警信号及防御指南》,暴雨红色预警意味着“停止集会、停课、停业(除特殊行业外)”。

但作为一家提供专业技术服务的事业单位,气象局发布的各类红色预警并不具有行政强制力,而只是一种提示性信息。孔峰向端传媒表示,其针对暴雨红色预警所建议的“三停”要求没有得到有效执行。

《财新》发表的一篇评论中称,中国城市防汛应急体系中,具有行政效力的“三停”通知,一般要由当地防汛抗旱指挥部(下称“防指”)签发,这通常需要经过防指的组成单位负责人进行集体会商,再由防指主要负责人进行综合决策。

而翻阅郑州市及河南省的防汛应急预案,包括2019年5月印发的《郑州市城市防汛应急预案》和2020年7月河南省防汛抗旱指挥部印发的《河南省防汛应急预案》,均没有找到关于“三停”措施的相关流程和规范。

2021年7月23日中国河南省新乡,暴雨后被洪水淹没的城市。

2021年7月23日中国河南省新乡,暴雨后被洪水淹没的城市。图:VCG via Getty Images

7月21日,河南暴雨造成多人伤亡后,中国交通运输部办公厅紧急印发了《关于切实做好城市轨道交通防汛工作的紧急通知》,要求运营单位“对超设计暴雨强度等非常规情况下采取停运列车,疏散乘客,关闭车站等应急措施”。7月26日,中国国家发改委也发布了《关于加强城市重要基础设施安全防护工作的紧急通知》,要求按照最严酷的极端天气情况完善应急预案,建立第一时间响应机制。“该停学的停学,该停工的停工,该停业的停业,该停运的停运”。

“未来地下空间发展应该是立体和多元化的,不能用于同一种职能。比如说最底层要尽量避免人流和产业。对于经常遭受暴雨的地区,要有相关的措施出台,配备抽水的措施,或者在关键时段停止经济活动。”孔峰说。此外,还要发展深层隧道排水系统和大型调蓄设施等综合性措施,包括建设大型地下泵站、深度排水隧洞(地下人工河)、大型地下蓄水库等,与老城区原有的地下浅部排水管网一起,构建完备的排水网络。

同济大学建筑与城市规划学院副教授赫磊对《中国新闻周刊》提出了相似的建议。他认为,在易受灾地区开发的地下空间,平时作为停车、地下车道等功能区,一旦发生极端内涝灾情,则可通过管理手段提前预警,快速清空地下空间内的人员和车辆物资,作为雨水调蓄池。险情过后排出滞水,转换为平时使用功能。

风险普查也至关重要。“地下空间所处的地貌环境是不是低洼区,在暴雨洪涝风险中处于什么样的特征。基于这样的风险系数普查,我们能知道未来如何更好地防范。”滕五晓表示。

2021年5月,在前一年完成试点工作后,中国国务院宣布将展开首次自然灾害综合风险普查。该普查将调研每个城市过去历史灾害的情况,以及每个城市的自然、社会环境,计算灾害性天气可能致灾的风险点、风险区域和致灾阈值。普查结果将推动气象灾害风险预警业务发展,并用来指导全社会科学设定各区域基础设施的气象灾害防御标准。滕五晓表示,目前,普查项目还在数据采集、模型研发的阶段,预计在2022年公布结果。

香港有哪些经验?

相比内陆城市,依海而生的香港长年处于易受台风和暴雨侵袭的“高危地带”。资料显示,香港每年平均雨量大约为2400毫米,相当于郑州的四倍。香港拥有完善的防洪政策,各部门之间的分工明确、其防患于未然的取态,值得具较少应对极端天气经验的城市作参考。

专责防洪及污水处理的渠务署以书面形式回复端传媒的查询,其发言人表示,因应香港“山多平地少”的地势,渠务署制定了“防洪三招”,分别为“上游截流”、“中游蓄洪”,以及“下游疏浚”。“上游截流”是在半山处或中途截住雨水,透过雨水排放隧道或排水渠道把雨水直接排入大海。“中游蓄洪”指在暴雨时将雨水暂时贮存,避免下游排水系统不胜负荷而出现水浸。“下游疏浚”则是在下游的排水系统增加或扩阔排水渠或河道。

1997年旺角一带水浸情况。

1997年旺角一带水浸情况。图:香港渠务署

因应上、中、下游需求,渠务署已完成位于港岛西、荔枝角、荃湾及启德的4条雨水排放隧道,并利用地下空间,设立4个分别在大坑东、上环、跑马地及安秀道的大型地下蓄洪池作防备之用,减少雨水涌入市区的可能。其中,香港最早启用的大坑东蓄洪池于2004年竣工,容量为10万立方米,可抵御50年一遇的暴雨,即每小时超过100毫米的降雨量,大大改善了该地区的淹水问题。另外,应对新界北部的低洼地带常年有泛滥成灾的问题,渠务署亦于村内设置雨水泵房、蓄洪池等,提供防洪保护。1994年迄今,渠务署已把126个局部地区的水浸黑点消除至4个。

水浸黑点

由香港渠务署按雨水排放系统的排洪能力、过往水浸记录、接获的水浸投诉及相关地点的防洪标准而编制。订立后,相关部门能更有效规划该地点的雨水排放系统改善工程。

防洪标准上,香港参考国际标准,用以规划和设计公共雨水排放系统。渠务署会根据各区的雨量资料、降雨模式、集水区特征和面积,以及地面状况进行规划和设计。至于坊间常会听到的“100年一遇”、“50年一遇”暴雨的说法,发言人称,其实是取自排水系统中的防洪标准:“暴雨重现期”。例如,市区雨水排放干渠的防洪标准必须能抗衡200年一遇的暴雨,以防广泛地区出现淹水情况。

暴雨重现期

指根据统计数字,某程度的暴雨每隔若干年出现一次的平均年期,重现期越长,则代表暴雨越罕见及严重。

署方在订立标准时,亦会将土地用途、社会经济需要、水浸后果,及纾缓措施的成本效益等因素纳入考虑原则。因此例如覆盖集水区范围较小的雨水排放支渠网络,则采用能抵御 5 0 年一遇的暴雨防洪标准,以符合成本效益。

此外,所有企业及部门在进行地下工程时,必须遵照渠务署的标准,例如在开发一条新地铁线路时,发展商除了制定其内部设计标准外,还要与相关政府部门及其他设施商讨地铁系统的设计上限,以保障各方权益。

跑马地地下蓄洪池。

跑马地地下蓄洪池。图:香港渠务署

而排洪方面须与渠务署不断协商的系统,当属由香港铁路有限公司营运的香港铁路系统(简称“港铁”)。香港铁路运输专业人员协会主席张年生对端传媒表示,港铁系统在运行其排水防洪设备和措施上共分作三个层次。

一是工程设计方面,港铁新旧的线路各设不同的防水系统。张年生称,由于1997至98年间香港雨量暴增,旺角区弥敦道近太子一带多次出现严重淹水问题,令太子站受到波及,雨水淹及大堂。他解释道,“于上世纪七十年代设计的太子站,其防水设计比较旧,所以并不能应对恶劣天气。”事件发生后,港铁公司改善了太子站的设计,在旧有的地铁线路隧道里面增设水泵系统,把雨水尽快抽走,接驳至渠务署的排洪渠,再适时排入大海。

今日,所有港铁站的出入口均设有较高的地台,站内个别位置亦设防,防止暴雨水浸时路面的水流入地铁站内。若水不幸流入地铁站内,地底站内仍设有水泵系统。地底隧道内亦设有防洪闸,若隧道水浸,防洪闸会即时关上,以避免雨水涌出。而新的线路在设计时,港铁亦把过去几十年最严重降雨量的可能性都纳入设计的考量中,张年生预料,这些措施足以应付黑雨或更严重的降雨量。

二是应变措施,张年生指,港铁内部的应急手册涵盖了对控制中心、列车司机等各方人员的指令,确保他们清楚遇到极端天气时应该如何处理。每个地铁站均设有沙包、挡水板等防洪设备,而当有风暴来袭时,职员会以人手方式操作相关指令,并协助有需要的乘客。

而在不同地区及路段,港铁均设有不同应急步骤和方法。由于港铁共有三种不同线路,分别为地底线路、地面线路、架空线路,故三种路段的处理手法各不相同。当天文台悬挂黑色暴雨警告或十号飓风警告(恶劣天气警告)时,地面和架空路段的铁路一定会停驶,只有地底路段能维持有限度服务。不过,如果发现隧道有可能水浸的迹象,港铁亦可能会停止地底路段的服务,保障大众安全。

三是各方配合,张指出,港铁内部每年设有定期演习,以确保应急手册的指令能够顺利实行。至于隧道内的防洪闸测试,港铁则至少每十年会安排一次多方演习,届时消防处、警察、渠务署等各部门均会派员参与。

尽管渠务处和港铁均在系统硬件设计上做出多重保障,但张年生提醒,防洪系统在工程设计的上限不能过分“离谱”。港铁公司在工程设计实际上也有时间、空间、成本的考虑,故难以完成不符合成本效益、也不实际的防洪设计。

“例如若要避免一条隧道在10分钟内被淹没,工程上的硬件设计自然能够阻止这种情况发生。那么可以解决1分钟内隧道被淹没的局面吗?如果1分钟可以,30秒呢?
这是一个无止境的问题。”

张补充道,“排洪关键不止在设计方,而是在‘如何避免和解决所有不良后果’的这个问题,着重点落在工程上我们要做好的风险评估,去衡量意外发生的机会和后果严重性。”

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