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新加坡海绵城市

发布日期: 2021-09-10 来源: 地球知识局

近年来,洪涝灾害对现代城市的负面影响日益明显,有关所谓的“海绵城市”的讨论热度也不断升高,良好的渗蓄能力成为了现代城市抵御洪涝灾害的关键。

作为降水量丰沛且城市化率达到100%的赤道岛国,新加坡一向是许多国家建设海绵城市的学习对象。然而在1965新加坡独立建国伊始,其治理洪涝的能力与现在相比,可谓是天差地别。

感谢Water Wally~

(新加坡公共事业局官方吉祥物,图:Facebook@PUBsg)▼

在季风季节,新加坡经常遭受暴雨袭击,建立在低洼地区的市中心损失惨重。而如今的新加坡早已摆脱了长期的洪水,其洪水多发区从1970年代的约3200公顷大幅减少到2016年的30.5公顷。无数人好奇,新加坡是如何在60年内实现进化的?

新加坡及周边的马来西亚、印尼

几乎完全为热带雨林气候区,降水量巨大

在雨水多或热带风暴经过的时候,排水是个大问题▼

拦水、排水、渗水

新加坡每年的降雨量约为2400毫米,为了更好地排水,新加坡采用了建设混凝土运河和河流网络将水引入水库和大海等传统方法。比如加冷河等大部分天然水道都被设计成u形混凝土通道,以提高运输能力,减少河岸侵蚀。

新加坡地势也低,一旦降雨造成海平面上升就糟糕了

滨海堤坝的九道铁闸就有这样的防范作用

(图:shutterstock)▼

随着城市化进程的不断推进和气候的变化,雨水径流量不断增加,排水渠需要不断扩大。由于新加坡全岛只有32条河流,且都非常短小,最长的加冷河也不过10公里,仅仅依靠天然水道进行排水显然不够。作为一个国土面积仅有728平方公里的岛国,新加坡也不能盲目扩大人工蓄水池与排水道的面积。

新加坡作为一个国家,功能需要五脏俱全

虽然土地很小,但还是给水库、胡泊、湿地留了较大空间

但光是这样确实还远远不够▼

因此,在传统蓄排水设施建设的基础上,新加坡公共事业委员会(PUB)于2006年发起了“活跃、美丽与清洁水项目”(Active Beautiful and Clean Waters Programme)。在这一项目中,新加坡创造性地提出要实行整体性雨水管理(Holistic stormwater management),建设真正的防洪网络,将新加坡的下水道、运河和水库网络改造成充满活力、美丽的小溪、河流和湖泊。

加冷河就这样从一条混凝土排水道

华丽蜕变成了一条充满生命力的天然河流

(图:iufm.cpami.gov.tw)▼

为此,新加坡提出了相当多建设策略促进ABC项目的发展,其中最著名的莫过于新加坡的空中花园雨水拦截技术。这些带有各式各样空中花园的绿色建筑,承载着表达美观和实现雨水拦截两大重要任务。

城市中建起了奢华的花园绿洲

(新加坡皮克林宾乐雅酒店,图:shutterstock)▼

雨水径流可以直接被屋顶花园的植被收集和净化,再通过单独的管网系统被单独引流至低层的各类水景。在无雨时,屋顶花园的浅储水层又可以给植被供水,为建筑内部或外表面实现垂直绿化提供了可能。

不过有些垂直绿化,看着也挺吓人的...

(新加坡Oasia酒店,图:Finbarr Fallon / Arcaid Images / arcaidimages / 图虫创意)▼

此外,净化后的水可以用于灌溉花盆和阳台上的植物,或用于清洗人行道和人行道。与没有大面积绿色屋顶的传统屋顶相比,屋顶的排水更少。除了节约用于灌溉的饮用水和改善空气质量,绿色屋顶还提供了一个可渗透和潮湿的层来遮挡阳光,从而降低了建筑的温度,并减少了“热岛”效应。

连公交车车顶也要种草,不知道车里会更凉快吗

(图:Twitter@urbangreenUP)▼

高层建筑有效拦截蓄水后,地面的渗蓄压力得以减轻,但新加坡并未放松对地表及地下渗蓄系统的建设,尤其是对硬质路面的改造。传统的道路多为混凝土全覆盖路面,水流大多是通过路面的垂直下渗口进行下渗,容易导致雨水下渗不及时、下渗口的下渗压力过大等问题。如若下渗口的盖子因下渗水流过大被掀翻,甚至会对行车安全和人身安全造成严重的威胁。

为了杜绝这些问题,新加坡建设了向马路边缘或中央花园倾斜的行车道,马路边缘和中央花园的边缘都是水流进口,雨水径流直接沿着道路倾斜角度通过进口进入排水沟和涵洞。这样的下渗速度,就远远快于传统道路依靠路面垂直下渗口的下渗速度,水流也得以分散,不会全部集中在少数的下渗口。

像这样流入排水渠,既能集水又能防洪

(图:shutterstock)▼

人工修建的排水沟和涵洞又与各类人工运河、蓄水池和天然河道等组成了新加坡的地下排水网络,及时将水排出。除此之外,居民楼与人行道旁有各类大大小小的水渠帮助排水,有效解决了居住区和人行道的积水问题。

居民区楼下的小水槽,不好看但是中用

(图:Xinghui18007 / 图虫创意)▼

蓄水问题

良好的渗水和排水能力只是海绵城市的一部分,蓄水能力也是衡量海绵城市建设质量的重要指标。

作为国土面积只有728平方公里的岛国,新加坡全岛没有天然湖泊,河流也非常短小,最长的加冷河也不过10公里,也无法在岛内大面积修建人工湖进行蓄水,“留不住水”曾是困扰新加坡发展的大难题。

新加坡所有的主要河流,全加起来也只有93公里长

对新加坡来说,最好的就是努力收集落在这里的每一滴水

(图:nasa)▼

在众人印象中降雨丰沛的新加坡,实际上是一个淡水资源非常缺乏的国家,人均水资源占有量居世界倒数第二位,且百分之五十以上的用水都来自于对岸的马来西亚。

新柔长堤是两国之间输水的通道

也是两国人民来往的桥梁

马来供水的不确定性更坚定了新加坡实现自给自足的决心

(图:wiki)▼

蓄水能力的先天弱势促使新加坡不得不改变思路,从点滴出发,把握每一滴水。其中最典型的例子,莫过于对小型和微型洼地的利用。

这些不起眼的小水坑,成为了新加坡提升蓄水能力的重要武器。洼地种类多样,主要有植被洼地和生物滞留洼地。被植被覆盖的洼地是天然的排水渠道,坡度不大,能够减慢水流下渗的速度,防止下游的水土流失,使得雨水能够更好地被沉降和净化,同时为居民提供景观欣赏价值。

这些植被丰富的砾石洼地

正是麦里芝蓄水池公园的亮点之一

小洼地,大贡献

(图:快门)▼

与植被洼地相比,生物滞留洼地则在沉降过滤功能上更胜一筹,其拥有更平缓的坡度和临时蓄水池。径流在向下渗透时得到净化,然后由穿孔的底土管道收集,并在现场重复使用或输送到下游水道。

除洼地外,新加坡又提出了更小尺度的“雨花园”(rain gardens):径流通过密集种植的地表植被过滤,然后通过规定的过滤介质(土层)过滤。与生物滞留洼地不同,它们不能输送雨水径流。只能通过沉淀、过滤和一些生物吸收(植物、细菌等)来去除杂质。

雨水花园可不是随便种下的花花草草哦

需要选择专用的土壤和特殊的植物

与传统草坪相比,它可以让渗入地下的水多出30%

(图:Flickr@Alaska Region U.S. Fish & Wildlife Service)▼

雨水花园可以安装在不同规模和形状的花盆中,也可以与街景融为一体。它们还可以在住宅区、公园、学校、停车场和其他发展项目中,作为“独立的”土壤过滤系统,能有效去除较细的颗粒和可溶污染物。虽然“迷你”,但雨花园也是实现初步净流过滤与提供观赏价值的好帮手。

随着滨海、榜鹅和实龙岗水库的建成

现在,新加坡集水区面积已经占陆地面积的三分之二

成为了新加坡的供水支柱

(榜鹅水道公园,图:wiki)▼

监测洪涝

洪涝监测系统也是建设海绵城市的关键,对径流的观测直接决定着城市能否及时有效地采取防洪防涝措施。为此,新加坡建设了覆盖全岛的洪涝感应系统。

水位传感器的密集程度足以让人放心

非常值得借鉴

(图:新加坡公共事业局www.pub.gov.sg)▼

目前,新加坡国家水务署在新加坡各地安装了300多个水位传感器,用于提供排水沟和运河的水位数据,有效增强了政府在暴雨和响应时间内实时监测现场情况的能力。新加坡市民还能收到来自水位警报系统的短信,了解山洪爆发的可能性。

同时街道上的监控里也会每五分钟更新一次信息

这些传感器和监控还可以帮助他们及时辟谣

(图:Facebook@PUBsg)▼

为了更好地抵御洪水,新加坡为建筑物增加结构措施,如驼峰和防洪屏障,以保护地下室免受洪水侵袭。他们还可以将地下停车场的水位传感器连接到他们的警报系统,以警告用户发生洪水。

新加坡多种的防洪屏障,而且还在不断改进

最新的屏障可以挡住高达68厘米的洪水

(图:Facebook@PUBsg)▼

在经过多年地不懈努力后,新加坡终于凭借后天努力提升了整个城市的渗蓄能力,拥有了48条水道及其蓄水区,并持续性地在水循环和海水净化技术上实现突破,真正实现了渗水、蓄水、净水和循环用水一体化。

在这样的基础上,新加坡成功拥有了第四个“水龙头”

那就是NEWater,新生水

(图:shutterstock)▼

自1965年建国以来,淡水资源的匮乏和过去频发的洪涝灾害迫使新加坡人民在发展的道路上不断寻找解决办法,困境促使着新加坡成为了探索海绵城市建设的探路者。在全球气候变暖的危机面前,新加坡始终保持高度警惕,谨慎利用着一切来之不易的淡水资源,努力创造一个可持续的韧性城市。


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