万帆 易鹏
武汉市规划设计有限公司 湖北省武汉市 430014
摘要:“韧性”一词源于拉丁语“resilie”,其本意是“回到原始状态”,“韧性城市”在其基础内涵上进行延伸,指城市能够凭自身的能力抵御灾害,减轻灾害损失,并合理地调配资源以从灾害中快速恢复过来。风险识别是韧性城市规划建设的基础,构建方法主要包括空间控制、设施配置和管理优化三个方面内容。洪涝灾害一直是武汉市历史上的主要灾害之一,文章聚焦“城市水安全”,结合武汉市水系空间保护与城市排涝安全的相关经验,介绍构建“雨洪韧性城市”的武汉做法。
关键词:韧性城市;水空间保护;防洪防涝;
1武汉市基本情况
武汉地处江汉平原东部、长江中游,坐落于长江和汉江的交汇处,河湖水系密布,水系网络发达,有长江、汉江及其支流165条,大小湖泊166个,水库264座(其中大型水库3座、中型水库6座、小型水库255座),5个湿地自然保护区(包括沉湖、涨渡湖、草湖、武湖、上涉湖湿地保护区)和若干鱼塘、滩涂等。水域面积达2117.6平方公里,约占全市国土总面积的1/4,水面率居全国大城市之首。
作为滨江、滨湖的内陆城市,武汉地势平坦,城市建成区地面高程大部分介于21.00-24.00米之间(黄海高程),郊区农田及湖塘周边高程只有19.00-22.00米(黄海高程)。均低于长江多年年平均洪水水位23.87米(黄海高程)。为防止外洪威胁,建设了堤防,城区成为自然高地和堤防围合的盆地。汛期,城区雨水全部通过泵站抽排出江。武汉三镇由于不同的空间特征,呈现出不同的排涝特点:汉口地势平坦,湖泊较少,主要采取以排为主的模式,汛期雨水通过管道、泵站快抽快排,尽快出江;武昌、汉阳地势起伏较大,湖泊较多,主要采取蓄排结合的模式,汛期雨水优先入湖调蓄,之后通过明渠与泵站抽排出江。
武汉由于其特殊的地理位置和地势特征,一直以来饱受外洪与内涝的双重压力。历史上曾出现过四次洪水,受灾严重。在城市安全建设方面,武汉防洪排涝任务艰巨,提升城市应对洪涝灾害的“韧性”显得尤为重要。
2武汉市防洪排涝风险识别
洪涝灾害是由自然原因引起的风险,洪水是一个自然过程,如上所述武汉临水临湖而建,大部分地区低于常年洪水位,加上雨季与汛期同步,汛期必然面临洪水和内涝的双重风险。武汉市水安全风险点主要可归纳为以下三个方面:
2.1气候变暖导致极端降雨频次增多
近年来短历时超标准暴雨现象频繁发生,并呈逐年增加趋势,特别是在中心城区,由于受到“热岛效应”和“雨岛效应”的双重影响,城区小范围、突发性、短历时、高强度的局部大暴雨事件屡屡发生。
武汉市暴雨主要集中在4-9月,约占全年的70%, 1998年武汉遭遇两日降雨457毫米,2016年周降雨量达696.7毫米,2020年至8月份,城市大部分降雨量达到500-800毫米,局部地区800-1000毫米,是常年同期的2.4-3.7倍。由于暴雨易发季节与长江汛期同步,进一步增加城市的渍涝风险。2020年7月12日23时长江达到此轮洪水位峰值28.77米(吴淞高程),仅次于1954年、1998年、1999年,居历史第四位。
降雨成为内涝产生的直接自然因素之一,极端降雨天气频发使城市应对洪涝灾害的压力愈来愈大。
2.2大规模建设改变了原有自然地理格局
天然状态下雨水通过地表径流等方式组织排放,大规模城市化的建设改变了原有的水文条件和自然肌理,硬质化过程中不仅影响原有的水网格局同时也增大了地表径流,进而对城市抵御内涝灾害带来了极大的挑战。典型案例为光谷大道金融港地区,早期该地区为汤逊湖的入湖支流,城市建设过程中将此改造为城市主干道,原有河道变成地下暗涵,成为区域地势最低地段,导致暴雨期间该段城市道路成为泄洪通道,给周边金融港带来严重渍涝灾害,特别是2016年7月间武汉市遭遇百年来最大周降雨量,长达一周的积水造成较大经济损失。
2.3快速城市化扩张缩减了水囤蓄空间
对武汉市而言,城市内涝除了极端气候和城市地势低平外,一定程度上与水体填占有关。纵观武汉的城市建设历程和水系空间变化趋势,不难发现,二十世纪五十到七十年代,以减少血吸虫疫区和增加耕种土地为目的,开展了大规模的围湖垦地、驱水屯田、分湖围塘等人工干预措施,水系发生了更为剧烈的演变,这一时期湖泊水面减少约154平方公里;八九十年代起,城市建设大规模提速,“向湖泊要空间”,城市水空间规模大幅减少,水空间由破碎化到慢慢被蚕食。这都为后来严重的城市内涝埋下了“种子”。
3构建“雨洪韧性城市”的武汉实践
在科学分析洪涝风险点和不断总结抗洪治涝的实践经验和教训的基础之上,武汉市逐步认识到,对于防洪排涝风险点的防控应该重点从城市治理的角度去发展完善规划和实施工作。并从法治、规划、管理等方面开展构建“雨洪韧性城市”的创新与实践。
3.1法治保障,科学构建水空间规划管控体系
一是构建湖泊保护的法规保障体系。1999年,武汉市出台《武汉市保护城市自然山体湖泊办法》,正式拉开了湖泊保护的大幕。2002年颁布了《武汉市湖泊保护条例》,同年发布《武汉市湖泊保护名录》,对市域166个湖泊进行建档管理。2003年发布《关于加强中心城区湖边、山边、江边建筑规划管理的若干规定》(简称“三边管理规定”)。2005年发布《武汉市湖泊保护条例实施细则》,同年发布《武汉市湖泊保护条例(修正案)》,对湖泊保护提出了更高要求。2012年武汉市建立了“湖长制”并不断修正完善,由各区行政主要负责人担任所辖区湖泊“总湖长”。2014年,为保证辖区内的湖泊管理问题能第一时间发现、第一时间处置,166个湖泊“湖长”全部更换为沿湖周边所在地周边街(乡)的主任(乡长)担任。
二是构建全面覆盖的空间管控体系。1999年,武汉市编制了主城区27个湖泊的保护界定规划,探索了“蓝、绿、灰”三线控制模式。自2004年起,市规划局联合市水务部门、园林部门,编制完成了武汉市中心城区和远城区139个湖泊的“三线一路”保护规划(见图1),同步规划了环湖道路,从根本上锁定湖泊岸线、固定湖泊形态,充分保障湖泊生态维护和排涝调蓄功能。2018年,武汉市基本完成了《武汉市国土空间总体规划(2019-2035年)》编制工作,契合武汉特有的资源禀赋与空间特征,留足城市雨洪滞蓄空间,维护生态与城市水安全,从空间上管控和保障河道、堤防等重要防洪设施用地,切实将防洪空间和需求落到实处,确保武汉防洪安全(见图2、图3)。
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3.2规划引领,不断加强防涝工程建设力度
一是创新构建了城市排水防涝规划体系。2011年6月18日暴雨内涝之后,武汉在全国特大城市中率先启动和完成排水防涝专项规划编制工作,国内首次提出从单纯排水工程向综合防涝系统的转变理念,完善了城市排水防涝的理论体系,构建了涵盖源头径流控制、传统排水系统和超标径流引导的规划体系,提出了用地竖向控制、径流控制、管渠建设、湖泊调蓄与定点蓄水、深隧系统、智能调度等六大规划措施,并实施相应的防涝工程,推动实施了后湖四期、四新泵站(见图4)、江南泵站(见图5)、港西泵站、东风低排泵站等一批特大泵站工程和巡司河、黄孝河、机场河等大型排水通道工程建设,2020年底武汉排涝系统总抽排能力达到3545立方米/秒,中心城区抽排能力达到1964立方米/秒,是2016年的2倍,有力提升了武汉市的排水防涝能力。
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二是积极推进武汉海绵城市试点建设。武汉作为全国首批海绵城市建设试点城市,2016年在全国率先编制完成《武汉市海绵城市专项规划(2016-2030年)》,提出了“渗、滞、蓄、净、用、排”等综合措施,有效控制雨水径流,并制定了武汉市海绵城市建设指标体系,划分了176个海绵城市建设分区并提出建设指引。此后,武汉市在政策法规、技术标准、项目建设等方面进行了一系列探索和实践,先后完成了《武汉市海绵城市规划设计导则(试行)》、《基于面源污染控制的年径流总量控制率指标分解方法研究》等技术规范研究,有效指导了武昌青山和汉阳四新两个示范区的海绵城市建设(见图6、图7),极大程度降低了城市开发带来的地表径流增加。
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三是重点开展了流域治理规划编制工作。2016-2020年,武汉市分步启动开展了东湖、“三河三湖”等重要湖港的流域水环境综合治理规划,有效指导了全市大型流域的排水防涝、水污染治理、景观提升等工程的建设和实施。去年武汉特大暴雨,东湖成为巨大的“城市海绵体”,通过湖泊保护和水位控制等措施,多湖连通,扩大城区的雨水调蓄能力,减少了内涝灾害的发生。
3.3智慧管理,搭建仿真实验室排水防涝平台
2018年以来,武汉市启动了“武汉城市仿真实验室”建设(见图8),探索城市空间治理决策科技创新机制,目前已构建了城市级排水模拟系统,实现了对城市排水系统的监测、评估、预警和管理决策,为系统化、可追溯、精细化、一体化的城市排水系统提供技术支撑。“实验室”已构建形成全市1000平方公里范围的排水防涝高精度模型,包括排水管网5697公里、排水节点44.5万个、河道134.5公里、湖泊39个、泵站37个以及高精度地形、地表覆盖、建筑等数据。通过反复校核与调优,该平台具备了对主城区实际降雨进行提前模拟和预警的功能。2020年汛期,通过“武汉城市仿真实验室”的模拟,推演出了武汉市“蔡甸东湖、东沙湖和汤逊湖”三大水系的湖泊洪水位和渍水风险图,及时对存在的风险隐患区域进行应急处置和统筹调度,实现城市内涝的科学预警和智能决策。
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图8:武汉城市仿真实验室平台界面
4结语
2020年,武汉市梅雨期达到43天,经历了八轮强降雨,降雨总量超过了2016年同期,外江水位跃居历史第四,但此轮强降雨未对人民生活造成大的影响,城市整体运行平稳。武汉这座“江城”的发展史就是一部与水的“斗争史”,只有坚持“尊重自然,与水共生”的发展理念,将不断构建与升级“雨洪韧性城市”作为城市发展的一项重要目标,从空间控制、设施配置和管理优化等方面完善实践,才能提升城市抵御灾害,减轻灾害的能力,维护人民群众生命财产安全,为促进经济社会持续健康发展提供有力支撑。