如何减轻洪水对地铁系统的风险?

a subway service notice explains to travellers that the service is suspended due to flooding
Subway stations in New York were recently inundated with water following heavy rain.Image: REUTERS/Jonathan Oatis
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  • 纽约的地铁站在一场大雨后近期被积水淹没。

  • 今年,其他主要城市也出现了类似情况,包括伦敦和中国郑州。

  • 地球物理学家兼洪水专家克劳斯·汉斯·雅各布阐述了沿海地下交通系统面临的洪水风险,以及城市规划者可以采取的措施。

纽约的地铁站曾被积水淹没,原因是暴雨(2021年9月1日)。但纽约并非孤例——在过去一年里,我们在其他主要城市也看到了类似的景象,包括伦敦和中国郑州。

我们采访了克劳斯·汉斯·雅各布,他是一位地球物理学家兼洪水专家,曾分析纽约地铁系统在2012年飓风“桑迪”前后的情况。他就沿海地下交通系统持续且日益加剧的洪水风险,以及城市规划者应如何做好准备与防护进行了讲述。

大型地铁水灾是否在增多?如果是,原因何在?

在纽约,过去一个多月里我们遭遇了三次地铁水灾——先是因一场暴雨,接着是热带风暴“亨利”,如今则是飓风“艾达”。与此同时,美国各地城市及世界其他地区也出现了类似的水灾。美国各城市及世界各地。

我认为现在信息已经相当清楚:气候变化并非未来之事,其影响正在当下发生。海水变暖意味着大气中水汽增多,而当这些水汽遇到冷空气时,便会倾盆而下,像俗话说的“倾盆大雨”一样落在城市上。

这未必只是沿海城市的问题。例如,艾达飓风横扫了美国东部的整个内陆地区,造成严重破坏。但当然,许多整个内陆地区。不过,许多主要大都市——从伦敦到阿姆斯特丹、从马赛到纽约——都建在主要河流旁或海岸边。这使它们易受因潮汐上涨或暴雨造成的过量积水影响。此次纽约的情况是降雨从天而降,而“桑迪”飓风引发的洪水则来自沿海风暴潮。

部分地铁系统的年代久远会如何影响洪水风险?

地铁最初于1904年在纽约开始修建时,没有人考虑过海平面上升或暴雨。因此,地下系统的基本设计并未将这些现象纳入考量。

现在我们已经有了更深的认识。过去20年来,人们已清楚地看到,更严重的风暴是人为气候变化的必然结果。

尽管已有二十年左右的时间来应对,我们仍处于被动应对的状态,而非主动防范。实质上,城市官员是在风暴过后清理残局,而不是采取诸如迁移或防护基础设施之类的措施。

那么,城市可以采取哪些措施来更好地保护老化的地铁系统?

对于较老的地铁系统,我们不能指望在未来几十年内将其迁移。因此,我们需要对其进行修复。

说来或许令人意外,水本身并不是问题。问题在于我们所见的降雨量与地铁系统中开口的位置不相匹配——不仅包括人们进出的入口,还包括空气进出的通风栅格,以及电缆进入系统的位置。所有这些开口都会让地面积水流入地铁。

这些都是已知且可以解决的工程问题。在纽约,大都会运输署(Metropolitan Transportation Authority)已解决了很大一部分因沿海风暴潮造成的问题,方法是安装闸门和屏障等设施——其中一些为永久性安装,另一些则需在洪水来临前临时放置到位。这些设施可防止水进入地铁系统。若按设计正常运行,据我的计算,沿海洪水风险可降低98%。

但这些措施只对沿海洪水有效。我们在2021年9月1日所遇到的问题,源于街道径流雨水进入系统。在沿海风暴潮的情况下,水只会在较低的水位进入地铁系统——也许是在仅高出海平面几英尺的入口处。而降雨则不同,即使在城市的较高海拔地区,地铁也可能被淹。

你们如何应对这种街道径流雨水问题?

需要从两个方面入手:首先避免街道积水,其次保护地铁入口。

避免街道积水可以通过提高街道排水沟和下水道系统吸纳街道径流雨水的能力来实现。这可以通过拓宽或增设排水沟来完成,也可以通过在道路下铺设更大直径的下水管道来实现。

此外,还可以通过以下方式提高地面的吸水能力:在街道上多种树木并铺设透水路面。例如,不要修建混凝土停车场,而是铺设砾石,这种透水材料能让地面吸收雨水。

如果业主拥有平屋顶或近似平屋顶,个人业主可以在屋顶上建造花园,而不是安装排水沟。绿色屋顶可以吸收从天而降的雨水;而集水井(即收集雨水的装置)则可以将雨水在数天内缓慢释放,每户均可配置。这有助于确保下水道系统不会不堪重负。这些措施在独栋住宅较多的地区效果最佳。

街道上的垃圾会堵塞排水系统,从而加剧问题,但它并非根本性问题,只是让糟糕的情况更加恶化。

在保护现有地铁入口方面,可以在每个入口处建造数英尺高的护堤——即小型堤坝或抬高的堤岸。但这会给残障人士带来更多不便,因此还需要改造电梯,以便载送乘客下至地铁。

这一切只需要良好的工程技术,并无神秘之处。当然,这既是工程问题,也需要政治意愿和资金投入。

我们是否在较新的地铁系统中看到了这类工程措施?

这些并非新问题;水往低处流的道理自人类诞生之初便已为人所知。但较新的地下系统在应对这一问题上做得更好。东京应对洪水问题、台北同样如此。它们过去也曾遇到问题,但适应速度更快。例如,东京的交通管理部门在地下通道中安装了滑动门,这些门能够承受风暴洪水带来的压力,即便洪水深达15米。能够承受压力,即便洪水深达15米。

与周边环境相比,较新的地铁系统入口往往位于较高处。关键在于从一开始就避免水在入口附近积聚,因此不应将地铁入口设在街道的低洼处。

你提到了政治意愿和资金……

这并不便宜。要有效保护城市地铁系统免受洪水侵袭,需要耗资数百亿美元。但在极端事件发生之前解决问题,比在损失造成之后再去修复要便宜得多。

遗憾的是,目前正在国会审议的万亿美元基础设施法案中,为地铁分配的资金严重不足——与此相比,约1100亿美元将用于桥梁和道路,而公共交通方式预计仅获得约390亿美元。

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