为什么东京极易引发洪涝,却很少被水淹?

为什么东京极易引发洪涝,却很少被水淹?

6-7月以来,伴随着北半球大范围持续高温热浪,中国、日本、韩国、美国、印度等国极端暴雨频发,导致严重城市内涝、河流洪水、山洪滑坡等多灾并发。

那么,对于都市区而言,如何在极端暴雨来临时,让城市及其居民免遭灾害/降低受灾损失。日本东京都市圈建设大型防洪系统的经验值得学习。

来源:人文经济学堂、国家地理中文网、地道风物

详见下文

01 日本东京都市圈为什么要建设大型防洪系统?

东京都市圈地区,地形类似盆地, 地势较低,有5个湍急河系、数十条单支河流流经此地,一到雨季就容易积水 。再加上高度城市化、快速工业化、不合理的水资源开采导致东京部分地区 地表沉降,使得排水系统的坡度和流动路径发生变化,一旦降雨过多时,地面无法做到迅速排水 。

1947年,台风凯瑟琳袭击东京,摧毁了约31,000座房屋,造成1,100人死亡、853人失踪。10年后,台风狩野川 (又名台风艾黛) 来袭,一周内的降水多达400毫米,街道、房屋和商铺都被淹没。自此,日本政府加大了对防灾的财政支持。

日本东京地形图,大片城区位于低洼地带,极易遭受水涝灾害

02 世界最大分洪设施简介:首都圈外郭放水路+街头基础排水设施

至2006年,日本建成了当今世界最大的防洪系统。其中,“首都圈外郭放水路”是东京排水系统的“主动脉”,街头基础排水设施是“毛细血管”。‍按照50mm/h的降水标准,首都圈外郭放水路系统可以解决40mm/h的降水 。

十多年来,这套排水系统已经展开防洪130多次 (平均每年7-8次),周边地区发生浸水的土地面积和房屋户数大幅减少,很大程度上摆脱了长期以来的洪水威胁。

(一)东京防洪系统的“主动脉”:日本首都圈外郭放水路

该工程位于东京北部,耗资20亿美元,历时13年于2006年竣工。其主要作用是 在 中川、仓松川、大落古利根川、第18号水路、幸松川等 中小规模的河流泛滥时,先将一部分溢出的河水引入 一个个高达70米的 巨型排水竖井,再经由 6.3公里的 地下排水管网一路向西流向河道较宽的江户川 (当水 快要到达江户河时,调压水槽会减少流量,然后用泵把水注入江户河) ,以防止河水泛滥。

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日本首都圈外郭放水路,由隧道、竖井、调压水槽、排水泵房等组成。

隧道 全长6.3公里,位于地下50米,内部直径大约10米,足可容纳一座3层小楼。

排水道 共有5座竖井,用于引入河水,每座竖井70米深,内部直径约30米。每个竖井大到可以容纳一台航天飞机或者自由女神像。

调压水槽 是一座巨型蓄水池,位于22米深的地底,长177米、宽78米,由59根高18米、重500吨的柱子支撑,其作用是减弱河水从地下隧道流入时的冲击力,使水流更加顺畅地排入江户川。

排水泵站 的地下机房安装有4台功率高达14000马力的大型水泵,这些水泵的动力装置由飞机燃气涡轮机改造而成。每台水泵每秒可泵送50吨水,当4台同时工作时,每秒可泵送200吨,只需要两三秒钟就能把一个小学常规游泳池的水全部抽空。

(二)东京防洪系统的“毛细血管”:遍布街头的基础排水设施

防止雨水在城市形成洪涝,就是要减慢雨水汇集的时间,为排水争取时间。 东京采取了“雨水流出抑制”对策 (包括透水铺砖、绿色屋顶、蓄水模块、渗井、透水沥青、透水混凝土等) ,最大程度减缓雨水汇集。在神田川等流域,开发建设用地必须采取措施控制600m/ha (立方米/每公顷) 的雨水,也就是要控制、调蓄或渗透60mm的径流深。

东京发布的雨水流出抑制的渗透设置

东京也十分重视排水管网和调蓄池的建设。 简单来说就是,排水管网与调蓄池相通, 将雨水及时储存在地下 。东京利用一些公园和运动场,建设了不少“兼职”的调蓄池。比如和田堀第六号调节池,调蓄能力达到4.8万立方米,日常是作为棒球场来使用。

田堀3号调节池日常是一个对墙打网球的练习场

03 全球气候变化持续加剧,我国要加快地下排水系统建设

近年来,中国郑州 (2021年) 以及长三角与京津冀多地 (2023年) 遭遇短时局地暴雨被淹、英国伦敦 (2021年) 和温彻斯特 (2022年) 等城市严重内涝、美国纽约 (2021年) 和杰克逊市 (2022年) 等城市被淹等极端事件,无不显示 全球气候变化引起的极端短时暴雨将越发频繁和难以预测。

对今天的大都市来讲 , 地下排水系统就像人的呼吸系统,当它正常发挥作用的时候,我们不会感觉到它的存在,而当它不能发挥作用时,我们才惊觉它的重要性。

相信以今天中国的经济体量,以及“基建狂魔”的实力,很多大、中、小城市都有能力新建或扩建地下排水系统,让人们远离洪涝灾害。

附件:北京、河北今年为何成为暴雨重灾区?

北京城位于华北平原最北端,三面环山、一面开敞,被称为“北平湾” (Bay of Peking)。 受季风气候的影响,北京地区降水的季节分配极不均匀。 全年降水量的70%-75%集中在夏季 (6-8月) , 其中每年 7、8月的暴雨受副热带高压主导 。

本次 (2023年7-8月间)极端天气的形成相对特殊,北抬的副热带高压 (降水也同时向北移动)与北侧大陆高压、东侧副热带高压连通在了一起,如同修建了一个“虚无”的高压大坝,使得台风杜苏芮的残余低压涡旋,被挡住去路,滞留华北。

一方面 , 急流输 水、东南暖湿气流、“杜苏芮”残余环流以及“卡努”的加速,为华北地区的持续降水提供充足的“原材料”。 另一方面 , 加上太行山、燕山等特殊地形的抬升,则使被堵截的气流更加“勤奋”地做抬升运动。 这种情形下,一遇到冷空气活动,有利于水汽凝结成雨,为强降雨助上一臂之力。

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