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院士分享 | 美国城市洪涝治理的挑战与得失

时间:2018-09-29 10:51

来源:景观设计学

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导读:9月13日晚,美国国家工程院院士、马里兰大学土木与环境工程系格伦·马丁学院工程学教授吉拉德·盖洛威(Gerald E. Galloway)博士在北京大学英杰交流中心阳光厅进行了题为《美国可持续性城市水管理的经验与挑战》的主旨演讲。其核心内容回应了五个方面的问题,涉及国情差异、成灾机理、预防措施、灾后救助与工程设计等城市洪涝治理的基本方面,将带你快速了解美国城市面对气候变化作出的响应。

主讲人简介

吉拉德·盖洛威

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美国国家工程院院士、马里兰大学土木与环境工程系格伦·马丁学院工程学教授,德克萨斯农工大学哈格勒研究院研究员,教学及研究领域集中在水资源政策、韧性,以及气候变化下的灾害风险管理。担任多家国际、联邦、州及非政府机构的咨询顾问,参与过美国、欧洲、亚洲及南美的多个水项目。

讲座内容分享

中美两国在洪涝应对中有哪些显著差异?

目前,美国只有9个城市的人口在100万以上,最大的城市纽约也只有830万人口;在52个都会区中,最大的纽约都会区总人口不过2000万;全国大小城市共有19522个,其中90%的人口居住在规模25000人以下的市镇。因此,在美国的洪涝及其他一切自然灾害事件中,受灾对象都可看作无数小型社区;而中国城市人口更多、发展速度更快,洪涝受灾对象的规模明显超过美国。

美国的城市洪涝灾害有多严重?

美国联邦应急管理局(Federal Emergency Management Agency,简称FEMA)对“城市洪涝”的定义为:“发生在建成环境(尤其是人口稠密地区)中,由于不透水表面增加和持续性降水造成排水系统超负荷,进而导致的财产被淹的现象。未开发地区和农业区发生的洪水不属于城市洪涝。洪水从门窗涌入、通过管道倒灌和透过墙壁与地板渗入建筑的情况则均包括在内。”

以此为标准,近年来美国几次大规模城市洪涝造成的损失分别统计如下:2017年飓风“哈维”过境后,德克萨斯州哈里斯郡被淹的家庭达15.4万个,其中46%的家庭遭遇的洪水强度相当于500年一遇;2014年,全美最严重的城市洪涝发生在密歇根州的底特律,共有75000户人家与商铺被淹,经济损失达到15亿美元;2018年,爱荷华州得梅因市的艾肯尼地区在6小时内降下221mm暴雨,2000户人家被淹。

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© Harris County Housing and Community Resource Center

值得注意的是:理论上“100年一遇”或“500年一遇”的大型洪涝,在现实中却可能每隔十年或五年就发生一次,这说明此前对洪灾强度与频率的描述标准已经逐渐不适用于现在的情况,必须不断扩充与更新。灾难不会为人类的损失而停下脚步,反而可能由于人类的疏忽和侥幸心理而更加肆虐。

美国城市受洪灾困扰的原因究竟是什么?

首先是降雨量的持续增加。在1950~2014年间,全国的强降雨事件发生天数(即降雨量高于50mm的天数)持续增加。除夏威夷州以外,其他各州的降雨量最低增幅约为5%,主要分布于本土的西南地区;东北地区的一些州增幅竟然高达71%!位于密西西比河流域内、气候较湿润的州降雨量增加普遍比较明显,这无疑会直接提高因暴雨导致的洪涝风险。

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© Climate Central

此外,墨西哥湾的海洋性气流也会深入内陆,影响一些相对干旱的州(如德克萨斯州),这些地区对飓风、台风等带来的强降雨抵抗力也较弱。位于河道、湖泊堤道等水道之间,地势相对低洼的城市(例如在2005年飓风“卡特里娜”中受灾严重的新奥尔良)则由于更难以快速排涝而同样面临较高的内涝风险。

其三是海平面持续上升的影响。增高的水位会带来更高的潮位,使沿海地区洪涝发生的概率也相应地提高——例如原本每60~90天发生一次的洪水可能逐渐变为每月发生一次。目前,这种影响已经逐步在美国东海岸地区的诺芬、哈姆特、维吉尼亚等城市显露出来,临港商业、海上运输业及沿海军事活动都会因此受到干扰。

美国城市如何应对越来越多的洪涝灾害?

首先是灾后经济救助。美国政府不仅向业主、租户与企业提供国家洪水保险(National Flood Insurance Policy,简称NFIP),也会向无力购买保险的低收入受灾人群提供一定的经济补助。这种举措非常必要,因为社会地位与收入较低、缺乏基本生活保障的弱势人群往往最缺乏对自然灾害的抵抗力。据美国国家海洋气象局统计,在1993~2017年间,为城市洪涝灾后赔偿支付的金额约有5亿美元。然而,目前一些洪灾造成的实际损失仍会被低估。如果灾害被认为没有达到“国家级”的严重程度,受灾者就只能获得州层面的政府救助,但这种补助往往不足以真正改善他们的困境。

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接受国家洪水保险赔偿额度最高的8个州。© cyclonevalves.com

第二是更新城市排水基础设施。在美国,城市排水设备或设施超期服役的现象并不罕见,例如在华盛顿特区的一些地方,目前使用的还是150年前建造的排水系统。在美国土木工程师协会(American Society of Civil Engineers)于2017年发布的《基础设施报告卡》(2017 Infrastructure Report Card)中,与城市排水功能密切相关的4类基础设施评级分别为:“水坝”D、“饮用水”D、“堤坝”D、“废水”D+(评级由高到低分A、B、C、D、F共5级),总体现状为“较差且面临风险”(Poor, at risk)。修整这些基础设施的费用则从2013年的3.6万亿美元增加到了2017年的4.59万亿美元。由于排水基础设施往往是灾后居民向政府问责的重点,因此这笔高昂的花费仍然十分必要。

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编辑:赵凡

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