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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。7 D* d* g! J/ c6 [
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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。
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7 t4 S, h0 V/ f$ m! t; B- m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
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4 C  K; D$ z" `) N4 X( ~5 R5 Z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。
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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。2 H- R& R( s  i; u
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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。 0 O' S; V# y5 }6 q
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常规思路:居民区优先,道路成为集水、排水的渠道 ' i( ?* Q, n3 h6 P: s

2 t* O* Q0 [+ ~& q8 e/ v' S" d+ | * E8 W' }8 V; k

% t- Z) U3 ]+ H2 b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2 `( C* t3 y1 ^9 D# X: V" q( |
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, I6 X$ N" b" D$ |厦门的BRT系统. L$ _8 N/ s# w" Q
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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。
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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。& R' q& }# j3 q) [2 L
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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。+ S- S* ~4 K. E, L
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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。
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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。9 j  b6 i2 N! x5 F' d

! P& n8 l$ i+ _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。 ) Q: y3 J1 ?. }( L
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利用围堰挡水,利用池塘、河渠集水4 k0 z8 a& ~. [& f# a7 x4 H! l; Q; J

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围墙作为挡水墙,墙顶作为洪涝时的逃生地% ?/ o, h) q  `

/ w  ~% _0 V  B% ~& U/ d5 {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。: @. _5 N0 x# j9 U; _
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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。8 J" p4 r& M7 z4 F) h

: l, D. Z* l- n$ a" W- \2 a3 r9 |/ w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。" @2 _0 |1 P$ v* p" B
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海绵城市示意图0 Z$ m, D/ m# _! _

. _2 u6 B( a8 H3 F( {6 b( a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。
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6 T0 E  W1 a5 S  M& ~9 x# r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。9 a+ w5 k* [, X9 y! F
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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。% [- b7 l% _# j! t2 l+ R
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, S" ^6 I* ~, b, w/ K7 F+ ~  x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. S( ?$ `$ g( W: l9 ~

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; [$ _8 f/ V5 ]. |! n% \. {
9 ~! h7 E8 x3 E4 Y9 s3 V- `有的平常是干的,可以在下面打球、歇息: M& Y/ o: Y. o9 {
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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。; @% o! @: C; J+ T

3 Q+ U$ n0 j1 Y  N2 I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。# t6 i% A4 Y, o3 _7 Y& g: g

) u- N7 H% K0 _; ^. p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。2 D6 S% W9 H* {! L

9 [3 Z! Q: s) v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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- A& j; Y$ w9 R# X  ^0 t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。9 p4 r$ o: n( ~8 I0 m: N  Z3 M; Z
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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。 $ U4 [! s1 M( f2 O( L. h8 J

3 j' m- G+ S: ?1 n5 d0 ?3 {" N( @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。
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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”。* o8 t2 Z  ~- T1 M( [: @0 \  w6 k  P

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" C, ~3 W- H9 z; k' S: S3 p# VPolder系统示意图
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5 \1 r% N) W" e4 S9 O  v
- A4 H" o0 T( Q1 _6 @4 W  p, q0 l
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
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* w0 B  q' z5 Q2 x# g7 r! Y  K
- o5 H  T4 [! ]: y; R! O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. G1 h3 t; V0 v2 h
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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。* D0 w7 c- l5 f/ W( m; d+ y

" z9 f( _, v) A$ O- a2 g, l2 Z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。
0 M4 a6 l( ], |6 }$ Y8 R" F. W+ P1 m  X& @5 b* s' J
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。
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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。
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8 u4 k' u  I" {1 p. i6 r$ i( ]+ V在平原,可能需要某种polder系统。必要的时候,建造“悬河”。% C9 I5 z+ ~: A
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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。1 G* Z" m, p, A9 Q# Y6 t$ a# U
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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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/ w- x) t/ k$ G- A% ~: `- K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。7 ~6 c# Z8 Q6 w: F/ L' X$ g
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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。9 F" l- q, \4 \2 E% }5 F  i+ J

4 W8 I  I* [( J0 z( w4 C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。- u5 O: e/ [& b9 e
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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
    前天 20:50
  • 签到天数: 1921 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。
    / E3 q! j9 _  a: G4 l  v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。8 N' G6 ]+ N9 T+ ?
    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。1 w4 A0 r0 s5 k/ g1 q# I
    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
    2 h9 f/ \, l2 y' e" ^, ~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 ...

    4 k2 O! D- r+ j3 L& c' P+ i! h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 k9 [$ l  A4 q
    - C+ C; h4 Q6 _, p0 _; 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

    : f# W) w) H' \$ f+ K8 x) G8 o这思路!? 古话讲 只有千日做贼,那有千日防贼?
    : ^* Z+ e; D. m- z. V% y  R( X4 p; V& M+ a4 P3 |
    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?
    % z" T2 R+ c$ s8 n
    6 j  }* d9 X- I, d" r, k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。
    $ o* X' L  s7 j& n! D; y1 j( N0 t6 c" A. k- t
    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
    $ f( L8 k' E& Y$ v; i3 o+ D
    + [* A" x8 e4 o  F6 |" o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?
    % N  Y; u+ V/ B+ h* n0 L; u
    , N! Y# z- b3 A, |: o1 F' p5 o
    2 f$ o+ T) E* Z& ^! @/ Chttp://www.xiongan.gov.cn/2021-07/30/c_1211262199.htm/ S+ c% ~3 o2 [8 r9 L1 ~, a6 y

    - t) j! b! L2 _6 h( P1 T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。
    8 }4 z" P$ ]" h+ z$ G, m$ U& |$ T: h' X# v' o
    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。
    1 e. y2 d, y* X
    $ g5 z; A9 }2 l1 \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。
    . f0 y3 D) T: |& A7 E. F+ @5 ^
    $ B. e9 w* Y1 n% x; |+ Z1 X2 d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
    2 C6 O4 I! s2 D5 O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 ...

    ' u* T5 e6 r1 z4 j, V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
    3 天前
  • 签到天数: 894 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 13:33
    : Q: c& \& `1 x( }  o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 ...

    " K* t8 ]7 @' D6 O8 Q+ V! {3 A& o$ h% @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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    2 M6 {/ C' ?3 s# X+ I% H( V7 @: }# o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  1 {; I7 N3 g/ r' i

    * i: ?0 d' C8 n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 q& r9 X8 V5 b; v% j; A

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    这是人类目前的科技局限性制约了发展的可能性
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