什么是“海绵城市”?它们如何防范洪涝?

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  • 一项基于人工智能的新研究将城市的树木和湖泊与其混凝土覆盖面积进行比较,以评估城市应对气候冲击的能力。

  • “海绵城市”是指拥有大量树木、湖泊和公园等自然空间,或其他旨在吸收雨水、防止洪涝的良好设计的城市地区。

  • 专家表示,随着越来越多的城市地区因气候变化而遭受毁灭性洪涝,城市设计需要将这一点纳入考虑。

研究人员表示,随着气候变化带来日益增加的洪涝威胁,城市需要像巨型海绵一样进行设计,使水能够安全排走。

一项首创性研究运用人工智能,依据七个主要城市的“海绵度”进行排名。在此,“海绵度”指城市拥有的、能够轻松吸收雨水的自然空间数量。

以下是海绵城市的含义及其重要性:

什么是“海绵城市”?

“海绵城市”一词用于描述拥有大量树木、湖泊和公园等自然空间,或其他旨在吸收雨水、防止洪涝的良好设计的城市地区。

近年来,利用自然——或采用“基于自然的解决方案”——应对气候冲击的兴趣日益增长。

各具特色的城市,如上海、纽约和卡迪夫正通过市区花园、改善河流排水系统以及种植植物的人行道来发挥其“海绵度”优势。

为什么海绵城市很重要?

随着气候变化带来更多强降雨和日益增加的洪涝风险,越来越多的城市地区正遭受毁灭性洪涝。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)近期的一份报告指出,已有7亿人生活在降雨极端事件增加的地区,且随着全球气温上升,这一人数预计还将增长。

2016年,内罗毕的山洪使街道被淹没、树木被连根拔起、建筑物倒塌成堆;2021年,热带风暴“埃尔萨”淹没了纽约。这两场风暴都扰乱了民众生计,并导致数十人死亡。

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海绵城市的另一项同等益处在于,它们能够在河流、绿地和土壤中留住更多水分,而不是使其蒸发流失,因此对干旱的抵御能力更强。

据全球设计公司Arup与世界经济论坛此前的研究,利用自然方式吸收城市雨水的成本比人工解决方案低约50%,而成效高出28%。

如何衡量“海绵度”?

研究人员来自Arup。他们测算了七个主要城市中被“蓝绿基础设施”(包括草地、树木、池塘和湖泊)覆盖的比例,以及被“灰色基础设施”(如混凝土、路面和建筑物)覆盖的比例。

Arup还研究了城市土壤的类型和质地,以评估其持水能力,并考察植被覆盖情况,因为植被有助于蓄留雨水、减少径流。

他们运用卫星影像、人工智能和机器学习进行计算。Arup表示,其人工智能数字测绘工具Terrain的测绘速度比人工测绘城市地貌快80%。

研究结果如何?

所分析的七个城市分别为纽约、伦敦、新加坡、孟买、奥克兰、上海和内罗毕。

每个城市均获得一个1%至100%的“海绵度”百分比。评分越高的城市,在降雨期间能够吸收的水量越多。

新西兰的奥克兰以35%的海绵度评分位居榜首,这主要得益于其雨水排放系统、众多高尔夫球场、绿色公园以及面积较大的住宅花园。

紧随其后的是内罗毕,海绵度为34%;纽约、孟买和新加坡并列第三,均为30%;上海以28%的海绵城市评分位列第四。伦敦排名垫底,为22%,主要原因是其混凝土覆盖率高、土壤吸水性差。

城市如何成为“海绵城市”?

城市的“海绵度”并非一成不变。增加公园、树木、其他绿化或自然排水设施,可以提升城市的吸水能力,使其更能抵御洪涝和干旱。

许多城市正在增加绿地,以提高“海绵度”,并带来其他益处,从改善空气质量到为野生动物提供栖息地,再到为市民提供避暑场所。

例如,曾遭受山体滑坡重创的塞拉利昂首都弗里敦正在植树,以助力预防未来的灾害;而阿尔巴尼亚的地拉那则在建设环城森林,以净化空气并遏制城市无序扩张。

数字测绘工具可以帮助城市快速评估其可用空间的最佳利用方式——从雨水收集到池塘和市区花园——以及不这样做所面临的风险。

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