国际视野下大型城市洪涝灾害防范应对启示
——以英国伦敦为例
2023-02-02宫怡旭
宫怡旭
(北京市应急管理科学技术研究院 北京 101117)
0 引言
在全球突发极端气候变化大环境下,随着世界各地城市化进程的不断加快,洪水对人口稠密地区的影响越来越明显,且受人类活动及自然因素的共同影响,近年来,大型城市遭遇极端暴雨洪涝灾害的频次呈增长趋势,造成了重大人员伤亡和财产损失。据不完全统计,仅2023 年1 月至9 月期间,澳大利亚、新西兰、意大利、西班牙、英国、希腊、韩国、利比亚、中国等国家都遭遇了不同程度的洪涝灾害,对其国家整体水文生态系统及人民的生命财产带来不可估量的破坏和损失。面对洪水危险,各国政府和相关部门都积极采取了防范应对措施。他山之石,可以攻玉。本文主要通过文献调研,对英国伦敦洪涝灾害应急管理组织体系及洪涝灾害防范应对措施进行总结提炼,并结合我国国情,提出可为我国大型城市防洪排涝提供借鉴的启示。
1 伦敦气候条件及地理环境
伦敦是英国的首都,位于温带海洋性气候带,气候温和多雨,降水分布较为均匀;城市总面积约1 600 km2,人口总数约6 846 万人。该城市位于英格兰东南部泰晤士河口洪泛平原区,受到来自上游河流径流汇聚、海水倒灌、极端暴雨等多重灾害叠加威胁,在历史上曾经多次遭遇洪水袭击。其重要历史建筑物及关键性基础设施大多依河而建,建筑物地表环境主要以黏土及其他较难渗透水的土壤材质为主,曾经作为地表排水通道的河流也因城市发展需要被逐渐改成暗渠,与城市内外部完善的地下管网排水系统及防洪工程相接,形成良好的城市雨洪行泄通道。一旦遇到极端强降雨天气,可通过重力片状阀网络排水系统、泰晤士深邃管道(Thames Tideway Tunnel,TTT)工程系统、泵站及其他防洪排涝工程将雨水排入泰晤士河内,缓解城市行洪排涝压力[2-3]。
2 伦敦城市洪涝灾害应急管理组织体系概述
在英国,城市洪涝灾害应急管理主要分为国家和地方两个层级,国家层面上,主要有三个部门负责灾害应急管理:一是国家安全委员会(NSC),负责指导和审定全国整体自然灾害应急规划,并提供相关政策支持;二是国民紧急事务委员会(CCC),负责在灾害发生时协调各级政府、跨部门间的业务沟通与信息互通;三是国民紧急事务部秘书处(CCS),负责全面评估灾害风险、制定和审议灾害应急计划、灾害救援方案及恢复重建指导意见等文件,为上级决策提供技术支持。地方层面上,主要是由地方政府负责审定所管辖区内地方自然灾害应急规划,处理未波及到全国范围的、一般性的自然灾害事件。
伦敦属于地方层级,包含1 个大伦敦地区和32个其他区(如郡、教区、镇等区域),因其政治地位的特殊性,每个区都是一个独立的自治区,由伦敦市市政府综合管理。伦敦市政府牵头组建应急规划机构,建立“金、银、铜”三级自然灾害应急管理机制,金层级由专门政府人员组成,负责制定全市的自然灾害应急规划,指导重大防洪排涝工程建设、组织洪涝灾害风险评估,监督各自治区环境处、区域洪涝及海岸委员会、排水委员会等相关职能部门对日常气象水文数据监测、防洪排涝预案制定、泰晤士河防洪闸坝运行等工作的落实情况;银层级主要由各自治区管理人员组成,主要对金层制定的应急规划及其他洪涝灾害防范任务进行细化分工,解决“如何做、由谁做”的问题;铜级由区内各个镇、社区管理人员组成,主要落实银级的任务,如组织民众参与应急避险技能培训、对基础公共设施进行隐患排查等[4-5]。
3 伦敦城市洪涝灾害防范应对措施
通过文献调研,伦敦城市洪涝灾害防范应对措施,主要可以分为以下四种。
3.1 预防型措施
预防型洪涝灾害防范应对措施主要是从城市总体空间规划及土地利用方面进行适当调整,将整个城市按照发生洪涝灾害的可能性和危险性划分为四个区域,1 区为低概率洪涝灾害发生区,即常年不论降雨大小,不出现或很少出现灾情险情的区域;4 区为高风险洪泛区,即只要发生风暴潮、暴雨等强对流天气,就一定会出现洪涝灾情的区域;3 区、2 区依次为较高概率和一般概率洪涝灾害发生区,所发生的灾情险情与4 区相比依次减弱[6-7]。为提前预防洪涝灾害对城市居民人身安全及经济财产造成的威胁和损失,由市长牵头,与环境处、社区及社会其他各个组织进行协商合作,提前将高风险洪泛区内的产业移出到安全区域,对于不得不在洪泛区开发的产业项目,则必须采取最高防洪标准进行建设和管理,并制定专项应急预案,预先储备应急物资,与周边救援力量密切联系,尽可能降低洪涝冲击的风险并有利于灾后快速恢复。
3.2 抵挡型措施
抵挡型洪涝灾害防范应对措施主要包括泰晤士河防潮闸、防洪堤坝、防洪阻挡墙等水利工程,目的在于通过最直接的方式,将洪水和城市运行生活区隔离开,降低城市洪涝灾害发生的风险。受地理位置因素影响,伦敦抵挡型防洪措施主要依靠泰晤士河口防洪工程,其主要涵盖巴金河水闸坝(Barking Creek Barrier)、佛宾豪斯水闸坝(Fobbing Horse Barrier)、北海文水闸坝(East Haven Barrier)、本福力特水闸坝(Benfleet Barrier)、缇勃利防洪闸门(Tilbury Floodgate)、达特福德河水闸坝(Dartford Creek Barrier)、KGV 码头防洪闸门(KGV Dock Floodgate)及泰晤士河防潮闸坝(Thames Barrier)等44 个主要防洪闸坝与闸门,其间还有700 余个小型可移动工程结构[8-9]。该工程的设计理念是直到2030 年前,可以保护伦敦抵挡千年一遇的风暴潮和暴雨洪水冲击,减少水漫堤坝造成城市内涝的风险。此外,伦敦各自治区环境处、区域洪涝及海岸委员会、区排水委员会等职能部门会不定期对其管理范围内的防洪水利工程设备设施安全运行情况进行巡查排查,并在洪水来临时进行科学调度,确保城市平稳抵御洪涝灾害的侵袭。
3.3 缓冲型措施
缓冲型洪涝灾害防范应对措施主要是依据伦敦城市现有的河道沿海洪水风险图、城市内涝风险图以及水库闸坝洪水风险图,通过地下排水管网、截留、蓄滞等方式缓解洪水对城市造成的灾害性影响。除了现有的维多利亚时期雨污合流制下水道排水系统外,泰晤士深邃管道工程系统(TTT)和可持续排水系统(Sustainable Drainage Systems,SuDS)在防洪排涝中发挥着重要作用[10-12]。利用TTT 工程可将生活污水和雨水中的异物垃圾进行分离拦截,使雨水直接分流入泰晤士河,污水先输入到贝克顿污水处理厂(Beckton Sewage Treatment Works)进行处理再排进河中,在缓解城市内涝的同时,也减少了对泰晤士河的水体污染。SuDS 系统是通过科学的设计,利用下凹式绿地、雨水蓄滞塘、植物草沟、城市公园绿地等模拟雨水径流排放的自然方式,完善城市地表的渗、排功能,提高下渗雨水的能力进而减缓流速,改善城市水文环境,提高城市因洪涝灾害造成损失的后期恢复力。
3.4 响应型措施
响应型洪涝灾害防范应对措施主要包括利用洪水监测预警预报、自然语言处理灾情数据挖掘等技术手段,对洪涝灾害应急救援提供支持。伦敦非常重视高科技成果在洪涝灾害防范应对中的作用,俄块尔德(Aquaread)公司研发的LeveLine-EWS 防水灾远程报警系统可通过对水情、雨情的24 小时不间断监控,获取降雨量及水文等信息,并结合城市历史灾情数据,预判出城市排水系统工程的负荷和处理能力,为城市洪涝灾害应对提供科学决策;奥润格(FOHRINGER PERT CO.)团队研发了一款基于志愿者地理信息(Volunteered Geographic Information,VGI)数据平台的BERT 语言处理模型系统,该系统不仅可以高度识别并挖掘出洪涝灾害下常用语种(仅针对英国本土语系)的灾害感知语言文本信息,同时还能利用地理语义嵌入算法,将受灾区的积水位置、受灾范围等灾情进行预估,并形成包含气象、雨洪相关信息的可视化地图,为当地消防、警察及非政府救援组织提供技参考;该系统已经被小范围试运行到当地的应急救援工作中,在一定程度上提高了当地的救灾响应速度[13]。
4 对我国大型城市洪涝灾害防范应对的启示
近几年,受“莫兰蒂”“山竹”“利奇马”“烟花”“杜苏芮”等台风的影响,我国厦门、广州、上海、郑州、北京等部分大型城市遭遇到极端暴雨内涝和流域洪水叠加的洪涝灾害,致使城区地面塌陷、道路被堵、农田被淹……,无数家庭受灾,造成人员伤亡和财产损失不可估量。因此,通过对英国伦敦城市洪涝灾害应急管理组织体系及防范应对措施的梳理和研究,主要有以下五方面启示。
4.1 提前防范是降低大型城市洪涝灾害影响的核心
“宁可十防九空,不可万一失防”。在汛期来临前,紧密围绕水利工程、深基坑工程、高堆土工程、涉山涉河涉湖工程、危旧房屋、低洼院落、道路积水、山洪地灾隐患、地下空间、轨道交通、险村险户等重点工程或区域,采取拉网式排查、清单式整改等方式摸排防汛隐患并及时监督整改[14]。同时,可借鉴伦敦预防型措施中提前将高风险洪泛区内的产业移出到安全区域的方式,将易发生洪灾区域的居民提前转移到安全地带避险,并对其提供基本生活安置、健康隔离等公共基础设施,保证城市社会安全平稳。
4.2 科学调度是做好大型城市洪涝灾害抵御的先决条件
河道堤防、闸坝、蓄滞洪区、水库等流域防洪工程体系是抵御洪涝灾害威胁、保障流域防洪安全的第一道防线,关乎城市安全发展和人民群众生命财产安全。因此,在防洪排涝方面,应充分发挥水利工程拦、分、蓄、滞、排综合作用,就如伦敦泰晤士河口防洪工程体系一样,实行系统调度和流域管理,做好科学分析研判。同时,加强水库安全管理,推动病险水库的除险加固,科学分析来水情况,提前采取预泄、腾库等措施。及时汇总洪水调度、泄洪保障情况,全面及时掌握雨、水、工情信息,为调度指挥提供重要决策参考。
4.3 内涝防治是解决大型城市洪涝灾害的重要抓手
根据不同城市的发展规划,推进城区地下深层排水隧道工程规划及雨污合流制溢流调蓄设施的改造工程,持续开展积水点治理;可借鉴伦敦泰晤士深邃管道工程系统的运行方式,将生活污水和雨水中的异物垃圾进行分离拦截,将污水处理好后再排入河道中。此外,围绕城市排涝薄弱环节,深入研究下凹式立交桥雨水泵站、地铁、人防工程、地下室、地下通道、铁路下穿桥涵等基础排水设施全覆盖建设,推动城市重要节点防涝工程能力的提升[15]。
4.4 预报预警是大型城市洪涝灾害防御的关键步骤
精准超期的预报、快速直达的预警、主动防御、关口前移,是及时有效防范化解城市洪涝风险的基础支撑。可借鉴伦敦俄块尔德(Aquaread)公司研发的防水灾远程报警系统的预警预报功能,提升雨情水情监测预报预警能力,滚动开展洪水、山洪、内涝预报分析。此外,科学布局建设水文监测站网,形成气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测“三道防线”,建设互为备份补充的数据传输信道,同步提升水文监测自身防护能力。同时,充分利用手机客户端、短信、微博、微信、广播、电视、电子显示屏等渠道,用“看得明白、听得懂、用得上”的语言文字,及时发布天气预警信息和安全提示信息,增强信息的针对性、直白性、时效性和覆盖面。
4.5 凝聚合力是做好大型城市洪涝灾害救援的有力举措
洪涝灾害发生后,应急救援工作需要军地、区域、社会等多元主体协同参与。不同城市可根据灾情实际情况,动态调整消防救援队、武警部队、排水应急抢险队伍、社会应急志愿者队伍等应急救援抢险力量的布防安排,提升突发险情及时抢险处置的灵活性。同时,加强空中救援、水域救援等专业性抢险救援队伍的值守备勤力度,确保关键时刻能“拉得出、用得上”。