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[工程技术] 海绵城市是坏主意吗

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 楼主| 发表于 2023-10-5 01:19:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在郑州大水之后,海绵城市成了众矢之的。在北京、涿州大水后,海绵城市更是没人提了。有专家提出,海绵城市是欧美的舶来品,应该放弃,应该结合中国实际和历史,用内湖泄洪,在城市泄洪设计上应该道路优先,还应该用城区围墙补充堤坝的作用。
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好概念不管是不是舶来品,都要用。马克思主义和社会主义就是舶来品。中国实际和历史永远应该结合。这些其实不是海绵城市的问题。海绵城市的问题在于投资大,在大暴雨中容易击穿。
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厦门海沧新城的内湖是非常有用的好经验,但也是非常局限的。* c6 M  y  g4 S4 a0 M
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厦门海沧内湖是城市泄洪的成功经验,但应用受到地理局限$ m4 _) K- H" y4 W0 J
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海沧用海边围出来的内湖作为蓄水,在低潮时开通通向大海的阀门,降低水位,然后关闭;低潮和高潮的潮差水位正好用来在雨暴的时候蓄水。内湖的容量应该以大暴雨后的泄水量为准,在极端情况下,可以在堤岸上建造泵站,在低潮还没有到、不便放水,但内湖水位还在暴涨的时候,控制水位。7 c. {3 E: L, b8 J5 s) Z
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内湖显然是很好的人造景观,提高周边地产价值,利用自然潮差还大大降低泵站耗电,是个好主意。这特别适合超低海拔的海边平原城市,否则就要填土制造坡度才能确保泄水流向大海,那就费大事了。
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问题是,这只适合沿海潮差大的地方。离海岸线没多远,这样的潮差就没法利用了。换句话说,对于中国的大多数城市,尤其是当前饱受雨害的华北、东北城市,内湖概念没用。# c2 J2 R; g! q5 l3 S2 B6 @0 H3 j" I

' k, g7 v/ B6 A* B9 b) {专家还提出,以道路为防洪最优先考虑,确保洪涝期间交通畅通。或者用垫高的路基确保洪水向两侧居民区和下沉式绿地泄放,或者索性采用高架道路网络。
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常规思路:居民区优先,道路成为集水、排水的渠道
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新思路:道路优先,积水通过居民区向下沉式绿地排放,首先确保道路通畅和救灾、疏散
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厦门的BRT系统
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这是与常规的居民区优先的思路相反的。必须说,这是很有意思的思路。但有两个问题。% k$ S7 H' J/ X/ N( d6 r8 G
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1.     垫高道路的话,还是需要下沉式绿地,或者现成的河道、水潭。有这样的条件的话,道路优先还是居民区优先差别不大,瓶颈在于下沉式绿地、河道、水潭的蓄水容量。道路把雨水排向居民区,加重了居民区的排水负担,提前积水,容易引起居民和沿街商家的愤怒。) N9 A: U# Z' V6 S' i3 l1 ?2 z
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2.     高架道路与高架轻轨没有本质差别。高架轻轨建造成本比地铁低,但在世界各地都普遍推广不开。不管是在集中力量办大事的中国,还是拖拖拉拉的欧美,人们都舍近求远地造地铁。上海的1号线、2号线至少主体是地下的,3号线是全高架的,4号线有大段高架,但此后再也不造高架线了。原因很多。景观、噪声是一个问题,但高架两侧净空占地太大可能是最大的问题。地铁沿线两侧没有建筑间距问题,但高架走廊两侧必须留出足够距离。这在城市用地本来就很紧张的地方,是个大问题,更加不利于在已有街区建造。两侧间距也决定了车站与街区必然有可观距离,不便上下车。两侧空间也不便利用起来成为商业空间。
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0 a/ P& T2 k9 y. `) V, [2 O+ b* r地铁确实有大暴雨的时候容易被首先击穿的问题。这只有与极端气象管理相结合了。在大暴雨警告时,地铁停运,避免悲剧。但地铁对城市日常交通的作用无可置疑,因噎废食是不可取的。, F* p' j; K. V
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用城区围墙抵御洪水的想法也不新鲜,专家自己都说了,古人就筑城关门防洪。问题是,这只是防御过路洪水,对城区涝渍没有帮助。
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古典意义的城墙不再可行了。城市本身在快速扩张,城墙不可能一直往外建造。利用小区、街坊的围墙是一个思路。更好的办法是有系统地建造围堰,内部作为铺设管道和线缆的走廊,堰顶可在洪涝的时候作为灾民的逃生地。 # K" S8 M5 F/ w; f

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利用围堰挡水,利用池塘、河渠集水
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围墙作为挡水墙,墙顶作为洪涝时的逃生地
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问题是,这是把街道当作泄洪通道了,不仅与前述街道优先的概念是背道而驰,而且加剧了泄洪问题。街道本身不是蓄水池,积水最终还是要排放到什么地方去的。靠自流的地下排水系统的话,很难解决街道积水不从围堰另一侧下水口泛出来的问题,除非用两套不同的系统,那就成本大增了。
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这样的高墙深院与现代城市的开放设计不符合,封闭、逼仄、反人性。每一个街区都像壁垒森严的城堡一样,也不利于沿街商业化。从防止百年一遇的洪涝出发是需要的,但其余99年还是要过日子的。需要兼顾。
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3 X# F$ f( a( C' e6 ^过路洪水只是问题的一部分,街区内部也依然有排水问题。上海这样沿江沿海的城市没有太大的过路洪水问题,一下暴雨城区都会积水,街区积水本身也是大问题。
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最终都回到老问题:积水往哪里排?海绵城市要解决的正是水往哪里排的问题。
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- |' B4 y' U& y+ ~海绵城市示意图, W$ f/ B- y. |, x
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海绵城市的用意是把常见降水就地吸收,而不是排走。为此,各种绿化、沟渠、池塘、下沉式绿地需要综合考虑。7 u: i0 E+ {) E: H' x0 F9 G$ P: I

+ G9 {  C( c' K( H大片路面和停车场不利于雨水渗入地下,多孔的透水路面是一个办法,尤其适合小区停车场和通道路面。另一个办法是沿排水管向两侧伸出多孔塑料管,像壁面多孔的空心鱼骨一样,帮助雨水就地渗漏。埋设的时候,需要用卵石床包覆,减少泥土和草根进入排水管系统。
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下沉式绿地是个有意思的思路。在欧美有的街区中心,开辟一片下沉式绿地,大的相当于一两个足球场大小,周边是缓坡,坡面上是通往周围街区排水系统的出水口。平时这里就是下沉的草地,人们打球、歇息,暴雨的时候周边向这里排水,这里就成为池塘,以后随时间自然吸收。 还有的平时就小池塘,作为街区景观。
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平常就有水的话,是不错的小区景观,但要留出足够的缓冲容量
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有的平常是干的,可以在下面打球、歇息
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& }' c/ w1 p. m: z池塘作为蓄水池,本身是很好的景观,但要注意保持低水位,至少要在需要的时候可以提前降低水位。蓄水量是平时水位与高水位之差决定的。平时水平就齐地面,很好看,但没有多少蓄水作用。
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但是,海绵城市只能消解一般降雨,大暴雨是吸收不过来的。对海绵城市的误解正在于连大暴雨都要能就地消化。这是不可能的。
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各地的地质条件决定了土壤能吸收多少水份,还有一个吸收和扩散速度的问题。即使有容量,来不及吸收和扩散也依然要积水。这是没有办法的。地下水系既可以把本地的水疏解到外地去,也可能把外地的水吸引到本地来,使得水的吸收问题进一步复杂化。
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不管怎么说,在大暴雨面前,海绵城市不可能单靠就地吸收硬挺,还是需要一定的泄洪能力的。这方面,荷兰提供了有益的经验。
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2 J/ C& \; \3 x8 D8 c8 v' f( i荷兰号称低地国,很大一部分国土在海平面以下。海水倒灌、暴雨排涝是老问题了。荷兰有复杂的运河和polder系统,polder不知道怎么翻译。+ L$ R( V) O! q1 Z& X( D1 k, l

1 X0 I. s7 E  U/ O5 w这是在低洼地里开挖浅水渠,然后用风车或者水泵把过多的水排到“高架运河”,最后向大海排放。由于地下水位很高,这样的排水是常年进行的,才能保持一块块的土地相对干燥。
+ [7 o: x( ~  a* B
4 C! \3 U. \9 d* Z# f7 V, k3 N0 o由于低洼地低于海平面,运河必然是“悬空”的。河堤常常兼作公路,很多人家的住宅也造在河堤侧。/ |; T' A/ d2 a0 }

) e; s1 @; V4 u4 y; e这只是荷兰人防洪防涝的一部分。真的大水来的时候,利用分块、网格化的polder系统,有计划地放弃部分低地地块,保护其余低地地块,实行“弹性防御”。& s2 _( `6 D+ g- z0 H/ B4 T
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Polder系统示意图
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; s4 Z" Z1 c; p0 D1 v; B1 Z0 ]0 Y
在荷兰低地地区坐飞机飞过的话,很容易看到这样的情景。池塘面积大,但是不深,深了也没用,这里低于海平面,地下水位离地面只有一点点,差不多可看作土地“漂浮”在水上,深塘只是积聚更多的水而已,并不降低水位* m, N+ S, M  S, U4 q" l# S- d
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) x! L1 C+ P; p* {6 A' x4 p
9 Z; i& Z. m+ P9 n, C
人们习惯与水共存,这样的沟渠的景观作用是后来的,排水防涝才是原来的功能
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. s" S5 H) ^$ G8 R" i0 r1 _华北与平坦的荷兰不同,既有容易积聚洪水的山区,又有不易泄洪的平原。更糟糕的是,暴雨具有雨量大、时间短的特点,极大增加防洪排涝的难度。什么海绵城市都必须结合排涝设施。* @3 {% F4 J/ ]7 j* x5 w

1 u  F( V( Z9 W在山区,防御过路洪水是主要矛盾,围墙或许是有用的设施。说到底,这和河堤是一个意思,只是一个绕城建造,另一个沿河建造。6 c& c8 v7 d5 M4 G+ u5 {
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考虑到城市的不断扩大和乡间的不断开发,河堤或许是更加有用的防御。但依然要留出一定的泄洪区,按照百年一遇设计的河堤还是有可能遇到千年一遇的洪水,必须有弹性防御的后路。7 N  P7 K" u9 ]( @

/ ~6 }' u  ~/ q, p6 H9 D$ E必须抵御的误区是把泄洪区当作正常开发地区。这里是在特大洪水到来时准备牺牲的,在这里建设、使用必须有这个“觉悟”,到时候抱怨“牺牲我们、保护xx”是不管用的,“你们”这里本来就是泄洪区。除非上帝重造地球,这事只能这么办。' C# Q) G+ a/ M+ o( S( A
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在平原,可能需要某种polder系统。必要的时候,建造“悬河”。/ v0 f3 o, }( [8 ^: c1 i

7 {' d0 V+ ~$ V5 U! `这不是说像荷兰那样,将正常水位就提高到地面以上的高度,华北基本上没有地面低于海平面的问题。但华北平原上地势相对平坦,北京的海拔只有40多米;而泄洪距离比荷兰低地区要长得多,动辄上百甚至几百公里。北京的洪水要到天津才能入海,郑州更远。完全靠天然河流的话,坡度限制了泄洪速度,河床深度则限制了蓄水量,加高河堤起增大蓄水量的作用,对缓冲泄洪高峰有用。
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东北就不好办了,离海太远,可能只能利用地形,有计划地留出泄洪区。
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必要的时候,还是需要建造地下水库,吸纳超标雨水。东京离海不远,但就有这样的巨型地下水库。这也有助于解决华北易旱的问题。
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大量新建筑有地下室,现在普遍用作停车库。有些可以考虑改作地下水窖。在设计时就有所考虑的话,或者后面加以技术改造,大量地下停车库兼作地下水窖,提供了大量有用的地下蓄水容量。在暴雨天气到来前,清空这些地下车库、准备用做水窖就是抗灾准备的一部分。水窖需要在灾后有序清空,可能需要排淤。这比城市被淹还是很小的代价。4 L; k; l& @1 N) X
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同时,水是会流动的。从蓄水角度来说,单一巨大库容和多个小库容是等价的,这大大降低了地下水窖的建造成本。同时,分布式的地下水窖还可以通过管道和泵、阀连通,有效管理地下库容。在局部暴雨连本地地下库容都消纳不了的时候,泵到其他有余力的库容,增大有效容量。
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水火无情,防洪防涝必须成为城市建设的一部分,不能因为地价、房地产开发就随意填平沟渠、池塘,还需要有意识地规划新的沟渠、池塘。海绵城市不是种几棵树就完了,但海绵城市与有效的排涝设施相结合,是可以同时达到就地消化和超标排涝的作用的。至于投资大,与生态保护和保护水资源相结合,投资是值得的。1 K+ r3 X$ u- I7 Y) M3 Z' ]

. B3 _# `7 w# P$ ~1 T  Z内湖、街道优先、围堰都有作用,但不代替海绵城市,而是补充。

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 19:17
  • 签到天数: 1922 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2023-10-5 13:33:43 | 只看该作者
    海绵城市的主要功能和防洪防涝水利设施本就不能相互替代,只是推崇海绵城市的专家在推广之初,有意无意夸大了海绵城市的概念外延。国内刚有海绵城市的概念的时候,也是借着一场大雨的契机来宣传的,我忘了是哪场了。海绵城市的概念没有错,构建城市生态微循环,降低城市热岛效应,提升绿化景观,改善居住环境等等好处诸多,唯独抵御几十年一遇的洪水不是它的强项。  ^( J; N2 v0 d6 r* [
    最近我在网上看到新闻说,这次大雨拒马河河床部分地区下切6米,瞬间流量七千多立方每秒,仅次于63年8月的九千多立方每秒。面对这种毁天灭地的能量,恐怕只有大容量的水库和超前规划的河道可以起作用。; j& f; Z0 [/ O! y
    这次23·7京津冀特大暴雨,刚开始的时候网络上有个视频,底下很多门头沟的老百姓在感谢前一任门头沟老区长王洪钟的,说他在任时规划和修建了很多泄洪道,拆除了一些阻碍行洪的建筑房屋(不过这个人后来贪污进去了)。类似拓宽泄洪能力的,还有雄安新区,修了四公里宽的泄洪道,让过路的洪水直接进大清河,确保雄安。
    , T" P% b% Q3 q3 a6 O这次京津冀洪水,我感觉比较遗憾的是,很多水库泄洪腾库容都太晚,等到雨开始下了才开始泄洪。大概也是平时旱怕了,对气象局天气预报的信任度也不够高。2012年721大雨过后,北京动不动天气预报就报着有暴雨大雨,结果下下来只是中雨小雨。

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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2023-10-5 13:37:07 | 只看该作者
    蓦然回首 发表于 2023-10-4 23:33
    & u; b5 a; V, u3 B1 L- k# Q( e: A海绵城市的主要功能和防洪防涝水利设施本就不能相互替代,只是推崇海绵城市的专家在推广之初,有意无意夸大 ...

    9 B. a2 L$ }6 J8 R  m4 |是的,特大暴雨后把矛头指向海绵城市根本是瞎搞,本来就不是消纳特大暴雨的。
    5 l% M, v  d5 r- N
    % ?8 [- G2 I8 q9 R8 I) c( S气象局现在也是怕担责任,虚报顶多挨骂,误报就要追责了。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    地板
    发表于 2023-10-5 21:50:07 | 只看该作者
    道路优先,积水通过居民区向下沉式绿地排放,首先确保道路通畅和救灾、疏散
    " s. ?) p  U: @6 m! m
    这思路!? 古话讲 只有千日做贼,那有千日防贼?
    9 W: p& l, }( v" y. X7 F/ Z2 P
    + u6 ~! _* H) \( w3 S. V救灾是小概率,生活是日复一日的。为了一日救灾顺畅把居民区天天泡水里?
    $ m9 i" F8 S1 w; i9 `* ^6 t! K/ y2 u& H: E  _! ~2 D3 ^: R9 X
    城市频发水灾的问题在于气候变化导致的降水变化超出了原设计。
    4 b: k7 O0 c  e* c1 ?, ?# X, w$ k% ~
    + c1 \& Y5 W7 o2 j晨大,你发帖不能萝卜快了不洗泥啊。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2023-10-6 06:08:28 | 只看该作者
    本帖最后由 东湖珞珈 于 2023-10-7 01:17 编辑
    - G1 ^; o3 D( y8 v. c( c2 G2 ?7 l' f7 W
    白洋淀本来就是自然形成的华北平原上面的低洼蓄水池,现在要把那个大大缩小规模后的地方弄出来,搞“亲水城市”,不修堤坝,把房子自己修到水边,这个的背后,可不就是把水给挡住,有水也不让它流进来么?
    * h. H) w3 ^! h1 X, j( c1 q6 C! K3 L. g4 l* i$ S) c

    - F( P# G6 `2 V9 y3 X8 Shttp://www.xiongan.gov.cn/2021-07/30/c_1211262199.htm
    " q" W& k% V( l) X5 l
    0 j) j8 M* y) k" y: [9 Q- R/ r8 M- b! p我们猴子屯2017年遭遇千年一次的大暴雨,淹没了不少地方,从那次以后我才开始认真去看我们这郊区的水系是怎么设计的,我这里非常幸运,在最高一级,后院就在河边,但是那年的大雨也不淹水,像今年大旱也不见水位下降,那是因为我们这在最高一级台阶上,如果遭遇大水,下面去不到一公里,两个方向都是堰、坝、闸门系统,那时候就开闸放水,或者水自己漫过去。逐级往下游推。但是下游的就有点问题了,他们的正常位置就已经低于了外面的河道,所以完全是靠抽水机/排水站来把居民区里面的水抽出去。有一个区,那一年真是差一点被淹,关键时候抢修了一台例行维修的大型抽水机那个小区才被救了。再往下游推的区就没救了,那么大的豪宅一样被淹,老天爷一点不客气。
    & k1 D. c) A# e9 M4 B: R) z7 E( Q$ ^  `4 L: U
    说到水库,谁也没有上帝视角,在飓风带来的暴雨刚刚开始的前两天,工程兵控制的水库是蓄水慢慢放,这样可以避免冲击下游的猴子屯,但是这样却把上游的两岸给淹了;谁知道老天爷不长眼啊,继续狂降暴雨,最后工程兵部队负责人说了:我必须开闸泄洪了!不然大坝倒塌,那下游的猴子屯就不知道是啥样子了!(那上校当然就得上军事法庭了)谣言传了几天,真的通知就一天!坝下面去的水牛河沿岸是富人区,一天后开闸放水,水牛河两岸被淹惨了,基本上一层楼以下都被淹。所以是工程兵两头得罪人,先淹了上游,最后被迫放水,淹了下游。
    : x) V8 V5 B: Z' _8 m
    ! G" o! y) h. V2 t# k在这种百年/千年一遇的暴雨引起的洪山面前,大型城市没啥好对应的办法。
    - c# `  k: c: J( D$ k* Q5 r% u5 P3 l) A/ d0 N- f
    最后说回来:在白洋淀,水系的最低一级修亲水城市,那是脑子坏了

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    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2023-10-6 08:37:27 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2023-10-5 16:08% D3 h2 B9 Y4 B7 |( ?: U# D0 Q
    白洋淀本来就是自然形成的华北平原上面的低洼蓄水池,现在要把那个大大缩小规模后的地方弄出来,搞“亲水城 ...

    6 B, N' Z3 @& L3 }! E6 ]同意。中国现在围湖造地已经成为公害了,然后吃苦头的时候骂政府。不过政府在这里面也确实没有管好,规划就是政府负责的。
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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 21:49
  • 签到天数: 896 天

    [LV.10]大乘

    7#
    发表于 2023-10-6 20:14:27 | 只看该作者
    蓦然回首 发表于 2023-10-5 13:339 n6 B6 K4 m) l6 r; G7 p- `
    海绵城市的主要功能和防洪防涝水利设施本就不能相互替代,只是推崇海绵城市的专家在推广之初,有意无意夸大 ...
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    关于气象预报的信任度问题,其实也有难处。这几年极端天气多发,气象预报的的难度也大幅增加,尤其是台风带来的降雨走势更难预测。
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    比如现在正在东南海面上的台风“小犬”,在台湾兰屿气象站测得的最大风力是95.2米/秒,这是人类历史上测得的第三高风速。 之后兰屿气象站就没有数据了,原因不难想象  ( g! s5 O' w" T6 `# ?3 q5 S! d
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    这个台风的走势非常难以预测,广东广西海南福建浙江等地都有可能。    预案的准备,风险和成本的比例估算是最难的,尤其是遇到台风。   今年这个海葵,实在是太坑人了0 y; F, Q0 e1 ?  s0 p8 p
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    " F  h/ T! t" o这是人类目前的科技局限性制约了发展的可能性# D3 D! z$ S; Q; Z1 n
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