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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。4 M$ e" P4 t2 s) o: l

( n" Z% q: A* g! o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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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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1 n6 a' E  F$ C. R* k3 ^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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% y+ }' @9 S3 V" k# z0 f8 R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。# H; v8 c1 n% X# f' b

5 y: h7 |0 c$ o! T1 ]5 g3 u3 f& ~* O7 b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。3 h: s8 Z' d/ c: N" C8 X
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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。   {, y0 M, H  i4 X5 H/ H

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常规思路:居民区优先,道路成为集水、排水的渠道 ; Y1 I8 _5 j6 N
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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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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。- Y0 M: t: V7 ~. `4 c# O
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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。
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/ F) Z  B9 h/ L2.     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。& ]) ^: G5 s# U8 I1 T9 [
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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。" z6 F" t. p7 ~8 ?+ w' E

" y! }/ a+ W) |9 v. [$ y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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: D2 g# C* z& B3 S4 U- t/ L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。
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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5 m% I/ m, Z. X
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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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! }. k4 Q7 _. K! V+ `; U. D' h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。* a7 E# l% K; P0 f

% s1 b9 P; T  M% @7 t2 Z* _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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0 I3 ?* A1 S- E3 f6 u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。* z3 C* L/ ?5 P. M
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8 l, Y, E  a; b2 S8 F! w& A海绵城市示意图! c; F- X8 a  `- \

% r- g7 j3 |. V' ^& W+ }6 C  |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。' b% v5 O3 R3 W, Q3 r) i
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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。/ s  c( D& B; h) V' {0 b( N

( y, L4 m! o- _: t' a$ Q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。* J: W' n) C9 c* j
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) L, t% M3 i) q# R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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5 @, {8 T5 C; W' m1 M* e9 p( g7 Y有的平常是干的,可以在下面打球、歇息
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8 U. T! F( A# Z. _2 Q- G1 K8 w( W9 V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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! j8 b( k( h: s8 R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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; o, H2 f5 m2 @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。6 l6 Q+ A+ h" R- L; J
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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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) o% T6 h; X, ?) B# 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。
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$ B! m6 i: h& ]7 k0 ~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。 ! k' S# Q$ r  M" O5 n

  i* l9 u: b7 N, C% s6 E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。) A& g$ ]/ P& Z, d- \
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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”。
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Polder系统示意图 ' c8 @9 B, s- o' Q' }/ S6 U
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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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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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; o" f8 Q4 ~! Y* c- B6 ~* D! c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。
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) p6 ^" X5 L1 e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。
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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。; O# ~, P; W5 F; h
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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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在平原,可能需要某种polder系统。必要的时候,建造“悬河”。
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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。- Q% h5 V, v2 y. }0 D. q! P

/ e% B5 h* ^: d) N$ S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。4 T- n9 F/ e" v

5 h( p& x5 Q4 A4 g& Z4 [& P) t) f6 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。
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2 n# h7 D3 o: u' y& a: `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。
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& V+ W% V: n* P+ ~& v. S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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本帖被以下淘专辑推荐:

  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-12 10:41
  • 签到天数: 1897 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。  g1 I4 c4 Y! e) ?
    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。
      b$ j( ?7 G+ v. f; T- m* N3 ^* w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。% e3 _7 z: ~( J% C
    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
    ! y3 `8 i" v6 T7 L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 ...

    / }( u8 X5 f7 `! U4 u3 I' {! s7 R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。
    3 ?- g/ j9 S  K: }* O: m" I2 t& g6 W1 d, ~+ a& D
    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
      z: n- N, T" Z# U
    这思路!? 古话讲 只有千日做贼,那有千日防贼?
    $ Y$ `" I9 [/ Y- ]4 _
    # l# B9 m# J3 U( 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?
    . S4 @9 w: P' ]
    5 q; K' B" u* x8 I+ ]. M" P1 K5 j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。
    ! _$ M% I! A/ G/ d/ Z
    : G' y  J+ O  n  w: ^" z" t6 r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 5 E: P3 g" s1 A/ A6 c, {% R
    8 ?4 Z" t7 J# \8 {  j/ \+ x7 T
    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?
      d6 C% ~+ _( J. u* ?% ~' b) M  n# m" r
    * d+ E& Q" e8 \9 n  {) Z
    http://www.xiongan.gov.cn/2021-07/30/c_1211262199.htm
    ) u  [+ K3 T/ B: f
    ) [* l" K4 B: S8 |, b/ L- 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。$ w7 t* C4 s, U0 e9 i, z

    + N# e& D6 j4 x! U: M0 h0 y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。5 |! B' w, z$ u8 k. z' V7 ^
    , x# }, V1 m2 P" p9 P2 o# p
    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。
    + w( K- }- R$ o' u4 D& ?( U2 }! z0 P5 g
    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 16:082 E" H$ J# z3 A
    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# {7 I3 M! E
    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
    1 小时前
  • 签到天数: 834 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
    1 O. ~$ v+ {1 a  ]% ^' f" h! L  D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 ...

    1 f$ _7 w8 l( r/ n- i6 f7 h2 O1 r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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    / y5 C7 C  |7 ?2 S! d3 o9 h0 k2 p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  0 ^/ U+ K* g3 A0 a9 D

    0 O) Y; _5 K7 w3 e  Y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
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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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