近日，全國多地遭遇持續(xù)強(qiáng)降雨天氣，“暴雨”等相關(guān)話題接連登上熱搜，刷屏社交網(wǎng)絡(luò)。從北到南，從沿海到內(nèi)陸，極端天氣正以愈加頻繁和猛烈的姿態(tài)叩擊著現(xiàn)代城市的防線。那么，我們所依賴的城市，是否真的足夠“結(jié)實(shí)”？又是什么，在風(fēng)雨中默默支撐著千萬人的日常與安寧？
在這場看不見的戰(zhàn)役背后，中國城市規(guī)劃學(xué)會作為中國科協(xié)團(tuán)體會員之一，從制定適應(yīng)氣候變化的城市設(shè)計(jì)導(dǎo)則，到指導(dǎo)重點(diǎn)城市開展防洪排澇系統(tǒng)評估與更新，再到組織專家團(tuán)隊(duì)深入一線提供技術(shù)支援，開展了一場關(guān)于城市“韌性”的深刻變革。
暴雨來時，數(shù)字模型已“跑”過百遍 就在這個8月，當(dāng)臺風(fēng)“竹節(jié)蟲”席卷之時，充斥著鋼筋水泥的上海街道短時間內(nèi)積水成河，地下空間滲水暗涌，防洪體系似乎承受著嚴(yán)峻考驗(yàn)。
隧道、弄堂、河岸、小區(qū)……早些年，暴雨后的上海積水頗深。均由中國城市規(guī)劃學(xué)會供圖
慶幸的是，“現(xiàn)在，城市退水速度已經(jīng)可以從‘以天計(jì)’縮短至‘以小時計(jì)’，內(nèi)澇完全能夠在2小時內(nèi)排出。”隧道股份上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司（以下簡稱隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)）水務(wù)與環(huán)境設(shè)計(jì)研究院院長蔣明介紹道。
這背后，是一場靜默卻高效的系統(tǒng)戰(zhàn)役。
“人們可能會以為，相關(guān)部門會在暴雨到來時才開始采取行動。其實(shí)，我們在雨前就已‘打完一場仗’。”蔣明解釋道，“上海中心城區(qū)是典型的‘圍區(qū)’，地勢平坦，雨水無法自然排走，全靠泵站強(qiáng)排。一旦雨強(qiáng)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，城市就成了‘盆’。因此，我們必須知道：哪里會積水？積多少？多久能退？”
據(jù)他介紹，通過建立起“空-天-地”一體化智能監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，可以實(shí)時、準(zhǔn)確地監(jiān)測地下水位的變化情況，以便及時掌握地下水位升高的趨勢和范圍，為地下水上升可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害提前預(yù)警，也為規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
“每當(dāng)氣象部門發(fā)布預(yù)警后，我們便將預(yù)測降雨輸入模型，模擬運(yùn)行數(shù)百種情景。比如這次臺風(fēng)，模型預(yù)判寶山局部可能遭遇百年一遇降雨，因此我們立刻建議水務(wù)局提前部署機(jī)動排澇車，疏散低洼地帶居民——這些動作，都在雨落之前完成。”蔣明說道。
真正的考驗(yàn)，始于第一滴雨落下。
“城市防汛是一張網(wǎng)，牽一發(fā)而動全身。”中國城市規(guī)劃學(xué)會地下空間分會副主任委員，隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)董事長蔣應(yīng)紅指出，在這張網(wǎng)中把水務(wù)、交通、建設(shè)、應(yīng)急等多個系統(tǒng)整合在一起，實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時共享與指令的快速下達(dá)。
其中，水務(wù)局作為“指揮中樞”，實(shí)時測算泵站負(fù)荷，動態(tài)調(diào)整排水策略，而隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)承擔(dān)“技術(shù)大腦”，一旦監(jiān)控到隧道積水風(fēng)險(xiǎn)升高，立即建議封閉入口。同時，還與其下多個專業(yè)院進(jìn)行配合，保障地鐵站防澇和開展隧道清淤、抽水等任務(wù)。他們共同依托“一網(wǎng)統(tǒng)管”平臺，實(shí)現(xiàn)指令秒級下達(dá)、資源精準(zhǔn)調(diào)度。
“我們的核心指標(biāo)是：30分鐘響應(yīng)，2小時退水。”蔣明強(qiáng)調(diào)，“30分鐘內(nèi)，搶險(xiǎn)車輛必須出發(fā)；2小時內(nèi)，積水必須退至15厘米以下——這是安全線。超過20厘米，汽車排氣管可能進(jìn)水，人就有生命危險(xiǎn)。”
這樣的協(xié)同體系帶來的效果是顯著的。“過去，臺風(fēng)過后常有車輛被困隧道。現(xiàn)在，得益于數(shù)字化預(yù)警技術(shù)和采取及時封路措施，這類事故已多年未發(fā)生。”他語氣中帶著一絲欣慰。
暴雨之后：打造“會呼吸”的海綿城市 不止今年上海汛期的持續(xù)強(qiáng)降雨帶來的險(xiǎn)情，面對城市在氣候挑戰(zhàn)面前的危機(jī)，隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)還在全國多地開展了有針對性的搶險(xiǎn)設(shè)計(jì)和技術(shù)探索。
隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)水務(wù)環(huán)境院總工助理兼水利分院總工陳茹還記得，在2024年西南腹地某市汛期的連續(xù)暴雨后，由于地下水位暴漲，該地一商場1600平方米地下室底板開裂涌水，水深已經(jīng)達(dá)到30厘米。“若不及時控制，整座建筑將如船只般被地下水托起，先傾斜、再開裂，最終面臨倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。”
由于當(dāng)?shù)靥幱诳λ固氐孛玻叵滤只钴S，傳統(tǒng)抗浮措施幾乎失效。接到搶險(xiǎn)任務(wù)后，隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)迅速組建技術(shù)團(tuán)隊(duì)趕赴現(xiàn)場。面對這場“地下危機(jī)”，他們沒有貿(mào)然行動，而是提出了獨(dú)創(chuàng)的“三步法”應(yīng)急搶險(xiǎn)體系——
首先，通過布設(shè)監(jiān)測井，結(jié)合水文地質(zhì)數(shù)據(jù)與滲流模型，精準(zhǔn)診斷出高壓水頭的來源與傳導(dǎo)路徑；隨后，控制布點(diǎn)抽排與壓力平衡技術(shù)，逐步釋放底板下方的浮托力，遏制建筑繼續(xù)上浮；當(dāng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，實(shí)施高強(qiáng)度灌漿加固與防水封堵，徹底恢復(fù)底板的完整性與抗?jié)B能力。
“最終，險(xiǎn)情被成功化解，建筑直到現(xiàn)在仍舊安然無恙。”陳茹自豪地表示。
在這樣的技術(shù)實(shí)踐中，中國的城市也正在從“被動應(yīng)對”走向“主動防御”，走在高效建設(shè)“海綿城市”的道路上。
什么是海綿城市？“簡單說，就是讓城市像海綿一樣吸水?dāng)D水，實(shí)現(xiàn)城市水資源的高效收集與利用。”蔣明指出，曾經(jīng)的城市建設(shè)用混凝土覆蓋大地，讓雨水無處可去，最終換來“一場雨便全城看海”的窘境。而“海綿城市”，正是對這種發(fā)展模式的修正。
不同城市，實(shí)踐路徑也各不相同。北方地下水位低，重在“滲”；而上海地下水位高，土壤滲透性差，便更強(qiáng)調(diào)“滯”與“蓄”。據(jù)蔣明介紹，目前他們已在上海建起了大量的調(diào)蓄池、雨水花園、下沉式綠地，甚至在廣場、公園中也暗藏蓄水空間。“當(dāng)暴雨來襲，這些‘海綿體’悄然吸水，減少管網(wǎng)壓力。”
除了吸水、放水的“海綿”，蔣明指出，城市還需要擁有像橡皮筋一樣的“韌性”——在臺風(fēng)、暴雨、地震后也能快速恢復(fù)原狀的能力。城市的“韌性”建設(shè)直指關(guān)鍵系統(tǒng)的抗災(zāi)能力、適應(yīng)能力與快速修復(fù)能力。目前，隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)已在上海、東南和西南等地深度參與了監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計(jì)與部署。
上海桃浦污水處理廠初期雨水調(diào)蓄工程順利完工。
在蔣明看來，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)真正的突破，來自模型精度的十年磨一劍。“早期模型預(yù)測準(zhǔn)確率不足80%，而我們通過自建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)反演、局部校準(zhǔn)，才將數(shù)據(jù)一步步逼近真實(shí)。在融合大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的今天，模型精度如今已穩(wěn)定在90%以上。”
“比如，當(dāng)我們預(yù)測到大雨主要落到上海浦東，那就可以提前把青浦、閔行的應(yīng)急力量調(diào)過去。”他表示，這種從“廣域防御”到“精準(zhǔn)響應(yīng)”的轉(zhuǎn)變，正是技術(shù)賦予城市的“智慧韌性”。
聯(lián)動發(fā)力，讓城市更美好 憑借貫通規(guī)劃咨詢、工程設(shè)計(jì)到運(yùn)維數(shù)據(jù)積累的全鏈條能力，隧道股份城建設(shè)計(jì)集團(tuán)已成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的“全周期”實(shí)踐者。而在這背后，離不開中國城市規(guī)劃學(xué)會的深層支撐。
就像一座橋梁，中國城市規(guī)劃學(xué)會構(gòu)建出了全學(xué)科領(lǐng)域高質(zhì)量學(xué)術(shù)交流平臺，通過組織，將分散在高校、設(shè)計(jì)院、施工方、運(yùn)營單位與政府管理部門的力量，編織成一張推動城市進(jìn)步的知識網(wǎng)絡(luò)。
浙江嘉善縣伍子塘流域綜合整治工程后海晏河清的景象。
每年，中國城市規(guī)劃學(xué)會將組織開展一系列大型綜合性學(xué)術(shù)活動和小型專題交流活動。在這些活動中，住建部領(lǐng)導(dǎo)、院士專家、總規(guī)劃師、高校學(xué)者與一線工程師齊聚一堂、暢所欲言。“我們在這里發(fā)布上海的經(jīng)驗(yàn)，也學(xué)習(xí)北京、深圳的做法。很多好點(diǎn)子，往往就在一場茶歇的交談中誕生。”蔣應(yīng)紅說道。
在技術(shù)層面，中國城市規(guī)劃協(xié)會還致力于推動團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)逐步轉(zhuǎn)向宏觀指導(dǎo)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)技術(shù)引領(lǐng)的新力量。
“學(xué)會根據(jù)城市發(fā)展需求發(fā)布編制指南，再由成員單位‘揭榜掛帥’，牽頭組織編寫。”蔣應(yīng)紅強(qiáng)調(diào)，這一過程絕非閉門造車，而是典型的“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同——高校提供理論支撐，設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)技術(shù)轉(zhuǎn)化，建設(shè)單位確保可行性，運(yùn)營方反饋使用痛點(diǎn)。“正是在這種多方共議、反復(fù)打磨中，制定出的標(biāo)準(zhǔn)才真正具備生命力與普適性。”
這一體系之上，中國科協(xié)則開展了更廣泛的統(tǒng)籌與推動。蔣應(yīng)紅表示，每當(dāng)面臨復(fù)雜挑戰(zhàn)，急需專業(yè)力量介入時，中國科協(xié)便會從其智庫網(wǎng)絡(luò)中遴選專家，組成“技術(shù)智囊團(tuán)”提供解決方案。
蔣應(yīng)紅及其團(tuán)隊(duì)在內(nèi)的業(yè)內(nèi)頂尖人才是這一智庫網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。“我們院有3000多名員工，其中80%以上擁有中高級職稱，”他說，“這意味著我們不僅承擔(dān)著工程實(shí)踐的使命，更有義務(wù)為國家的科技決策貢獻(xiàn)專業(yè)知識與一線經(jīng)驗(yàn)。”
通過這樣的探索和實(shí)踐，我們究竟在建造怎樣的城市？
蔣應(yīng)紅深情地表示，理想的城市應(yīng)是宜居、美麗、韌性、文明與智慧的統(tǒng)一體。“真正的韌性，不在于高樓有多密，道路有多寬，而在于當(dāng)暴雨傾盆時，城市能像海綿一樣從容吸納，當(dāng)久旱不雨時，又能將積蓄的資源悄然釋放。打造一座懂得呼吸、能夠自愈、與自然共生的城市，這才是我們所追尋的未來。”
來源：中國科學(xué)報(bào)
京公網(wǎng)安備 11010802021286號