极端暴雨情况下，地下空间如何防护

蔡晙雯

汩鸿（上海）环保工程设备有限公司（下简称汩鸿环保）是由德国水泰和水科技有限公司（Steinhardt GmbH）联合深圳中投控股集团投资兴建的一家中德合资企业，致力于海绵城市建设、雨洪管理相关工艺研发与设备制造。汩鸿环保的工艺技术和设备已广泛应用在北京、上海、广东、江苏、浙江、江西、湖南、湖北、安徽、云南等省市，成功實施了近200个项目，先后参与上海世博园调蓄池、池州海绵城市建设、福州海绵城市建设、南京江北新区长江流域治理以及嘉兴、无锡中德政府重大水专项合作等行业标杆项目。

2021年7月20日，郑州市发生特大暴雨，20日16—17时，一个小时的降雨量达到了201.9mm；19日20时到20日20时，单日降雨量552.5mm。其中小时降水，单日降水均已突破自1951年郑州建市以来60年的历史记录。

该暴雨事件导致了严重的洪涝灾害，造成了严重的人员伤亡和财产损失。汛情发生后，各方力量驰援河南，配合当地政府全力抢险救援。7月20日晚，由于雨势过大、进水过多，郑州地铁5号线站内积水严重，500多名乘客在地铁内被困超过3个小时。最终造成12人死亡、5人受伤，令人扼腕叹息。

这并不是国内第一次地下空间遭受洪水灾害的案例。北京2011年“6.23”、2012年“7.21”暴雨灾害；广州2020年“5.21”特大暴雨，均出现了地下商场、地下车库、下沉通道等区域的内涝事件，造成了人民生命财产的威胁和损失。

随着气候变化的加剧，国内大规模降雨的现象显著增多，洪水灾害的防治工作越来越成为市政工作中不可或缺的一项，地下空间安全性的规划和防护必须提上议程。

为什么地下空间的安全性如此重要？其实，不同于地上空间，地下空间遭受洪水灾害后主要有以下几个特征：一是疏散线路有限。当洪水倒灌进入地下空间时，地下人员疏散出口与水流入口必然重合，人员逆水流疏解时难度极大，且极易发生危险。二是灾害发生迅速、反应时间短。由于地下空间与地上空间隔绝，处在地下空间的人员对地面情况掌握较少，在主观判断上容易出现迟缓。一旦出现出入口被淹的情况，地下空间会迅速被淹没。此时如果水深超过一定水平，还会存在因水压差别造成无法开门的情况。三是浸水停电导致各种设备停运的可能性极高。地铁机电设备往往设在地下，浸水后电力系统会遭到破坏，这就会造成运行的列车停运（且位置极有可能在隧道而非站台内）、地下空间能见度降低、自动门无法开启、防水门无法关闭、排风换气系统瘫痪而导致人员窒息等多种问题，给人员疏散带来了极大困难。

在日本，根据《水防法》及《消防法》，地下空间所有者必须制定避难和防水的措施计划，并按要求安装挡水设施，避免水流进入地下空间，确保发生洪水时人员可以迅速逃离。

一般除了在地铁出入口设置台阶外，还会针对不同类型的地上地下连通口，常备了不同的防水措施，通过多种方式协同发挥作用。

目前，常用的出入口的挡水设施有三大类：一是可移动型的，如沙袋、水袋、挡水板、片式伸缩门等，主要用于应对常规水量；二是固定型的，如固定挡水板、防水门等，其中防水门可封闭地下空间，用于阻挡较大水量；三是防水结构体，这种结构通常和站体一体打造，几乎可以做到完全防水。

德国水泰和防洪设备主要分为防洪挡板及闸门，适用于所有防洪工程、水利工程，在充分考虑周边环境下，可进行临时性或持续性防洪，已在全球范围内被证明有效。 水泰和防洪挡板由预制箱型防水铝材EN-AW AlMgSi-6060 T66制成，既可以设计为固定式也可以设计为移动式安装。主要应用场所包括：地下空间入口处、阻隔间、河道等。

HydroBeam？系统中，由堆砌的铝制空心框组成挡板，安装在不锈钢支撑柱之间。坝梁挡板的长度根据实际情况而定，最长可达7米。设备可以迅速搭建安装，采用了对称设计（比如两侧都有密封支撑架，底部密封可以插接每个坝梁），即使是未经培训的人员也可以快速安全地搭建移动式防洪挡板。特殊的PU密封设计，即使在不平坦的地面（落差约15mm）也可以达到密封标准，不锈钢支撑杆承受水压，且可以与现有景观结合。

同时，也可以在地下空间入口处设置电动式防洪挡板，不需要人工操作，通过电机或液压驱动短时间内自动上升，不占用其他空间，适应于新老建筑。同时能够和预警系统联动，自动运行、自动报警。

除了在一般地下空间内，在管道内也可以设置水泰和易拆卸式管道叠梁闸，控制管道断面过流，也可以抵抗回水。设备表面可以加赠覆盖防爆涂层或抗化学腐蚀的涂层，以减少长期污水侵蚀的影响。叠梁闸门也可设计为管道的形状。

在有河湖水倒灌风险的管道排水口处，也应该设置防洪闸门，以保证在极端暴雨情况下不会发生河湖水倒灌进入管网系统的事件。

目前，这些设备已由水泰和在中国的合资企业——汩鸿（上海）环保工程设备有限公司全面铺开生产制造，在保证产品德国精工品质的同时，汩鸿环保还研发升级了产品，以便更加适合中国城市的防洪和水利工程。

在全球气候变化，极端天气频发出现的今天，中外都需要应对相似的问题。德国环境部负责人Dirk Messner表示：“依赖短期效应并不是应对全球环境危机的最佳策略。自然状态不会在短期内恢复，实现长期的环境目标至关重要。”

德国科教部部长Anja Karliczek在2021年3月22日世界水日宣布推出时长五年、价值3.5 亿欧元的跨部门跨学科的“Wasser：N-可持续性研究和创新”计划。Wasser：N”计划的主题包括清洁水、完整生态系统、城市水基础设施、资源节约型水循环、极端雨洪事件及水管理优化。

城市水基础设施及极端雨洪事件的应对必须作为日后的建设重点，一方面，在城市规划和开发建设中，给水留出足够的空间修复自然水生态空间，结合海绵城市、泵站调蓄等措施，提升城市排水防涝能力；另一方面，面对极端暴雨情况，启动应急预案、综合地面行泄等方式人民群众生命财产安全，合理采用不同工艺的防洪挡板、防洪闸门等，确保地下空间的安全性，减少灾害损失。