超大城市的崛起需要更好的基础设施抵御能力

如果你喜欢热的，就不要去海滩。到城里去。几年前，耶鲁大学的研究人员发现，伦敦等城市的混凝土丛林形成了“城市热岛”。城市内部的温度明显比它自己的绿化带要高——建筑物白天吸收热量，晚上慢慢释放出来。然而，当你审视这座城市抵御大规模洪水的能力时，这种灰色基础设施也为未来埋下了隐患。

混凝土不仅会以不可取的方式储存热量，还会阻止水轻易流失。洪水成为一个主要的危险，正如纽约和新泽西州附近的城市如霍博肯在本世纪初发现的那样。2012年，超级风暴桑迪(Sandy)重创了这些城市，城市规划者们已经开始重新考虑如何建造防御设施。

纽约和哈德逊河沿岸其他城市面临的问题并不是孤立的。联合国估计，到2030年，全球60%的人口将居住在城市。在发展中国家，许多新居民将居住在现有城市的新延伸区。德里的人口可能会从今天的不到2000万激增到下一个十年结束时的3500多万。与巴黎、墨西哥城和莫斯科一样，德里是一个相对罕见的大型内陆城市。许多新兴特大城市，如雅加达、孟买和深圳，地处沿海，容易遭受风暴潮引发的大规模洪水。

在今年2月举行的优质基础设施投资会议上，世界银行首席灾害风险管理专家Jolanta krysping - watson解释说:“随着城市化速度非常快，我们看到了资产的集中。我们看到城市正以非常快的速度变成超大城市。然而，资产迅速集中在经常发生灾害的地方，增加了自然灾害的风险。所有这些都是气候变化造成的。”

有一件事越来越清楚:我们不能让它们看起来像科幻反乌托邦“德雷德法官”(Judge Dredd)中的大都市。

去年底，在伦敦举行的劳埃德登记基金会(Lloyds Register Foundation)会议上，工程公司奥雅纳(Arup)专注于复原力的项目主管南希•凯特(Nancy Kete)表示:“未来与过去大不相同。”此前不久，该基金会表示将向奥雅纳项目提供1000万英镑资金。“未来永远不像过去，但它曾经是开始思考工程设计的一个很好的方式。当然，经济学家在思考全球经济将会发生什么时，会从过去开始。我们相信的是，从预测的角度来看，过去的趋势和你从观察最近的事情中获得的知识越来越不可靠。对过去发生的事情进行回归分析是有误导性的。”

凯特补充说:“人口增长、城市化和全球化的趋势不仅很大。现在它们占主导地位，并且在加速。我们这些从韧性角度思考的人认为这是现在不同的地方。地球上的人口一直在增加。它一直都在城市化。几十年来，全球化一直是主导趋势。然而，规模正在扩大。”

控制城市温度只是城市工程变革的一小部分。规划师们已经开始推动绿色屋顶的建设，这种屋顶可以平滑昼夜温度的高峰和低谷，并减少城市变暖的影响，但绿色基础设施在帮助保护居民免受更极端天气的影响方面可以做得更多。

Kete解释说:“在我们的领域，我们开始讨论在海啸或其他洪水发生时将蓄水的公园土地。我们把这些称为有好处的护堤。就弹性而言，如果任何东西只做一件事，就不要投资:考虑你还需要哪些其他类型的服务。”

各国政府已经开始采取行动。今年9月，中国政府批准开发16个“城市海绵”，即重新设计的排水系统，将暴雨雨水引导到集水池中，以便日后重复利用。

城市规划者正在考虑的设计类型的一个例子是位于中国上海西南部金华的燕尾洲公园的湿地。建筑咨询公司Turenscape由推崇城市海绵的余宗坚(Jongkian Yu)领导，拆除了用于围堵三江交汇处水域的混凝土防洪墙。这堵墙破坏了湿地，集中了洪水。重新设计拆除了城墙，建造了可以吸收一些水的梯田土堤。游客可以在湿地上修建的起伏高架小路上漫步。

新加坡四面环水，易受强降雨影响，因此选择了城市海绵模式，作为其“积极、美丽和清洁”(ABC)项目的一部分——在整个岛屿城市创建绿色空间来吸收水分。

荷兰，一个在几个世纪前就具备抵御洪水能力的国家，一直在重新设计下水道系统，并建造容纳雨水的水广场。

在一个私有化和放松监管已经站稳脚跟的世界里，融资弹性可能很困难。凯特的前雇主洛克菲勒基金会(Rockefeller Foundation)为一个名为“100座韧性城市”(100 Resilient Cities)的项目提供了资金，该项目鼓励创建首席韧性官，监督规划工作。日本在地震引发动荡方面的经验，或许可以为如何鼓励市场调整韧性提供指导。

Kete指出了好的建筑设计带来的不同:“智利和海地同时发生了地震。智利遭受的损失比海地小得多，因为他们准备充分。他们有建筑规范，大多数建筑都是按照规范建造的。”

Kryspin-Watson指出:“正如一位结构工程师同事所说:地震不会致人死亡，但会致人死亡的是建筑。”

世界银行基础设施融资和公私合作(PPP)部门负责人Cledan mandrii - perrot说，世行正在考虑将韧性测试纳入其投资项目融资(IPF)政策的一部分。该方法将比较灾后重建的成本和在一开始就在设计中增加弹性的成本，以及项目如何与环境相结合。

曼德里-佩罗特补充说:“我们必须停止规划和建设基础设施，好像基础设施是一种排外的东西，对周围环境没有影响。网络效应和弹性的概念必须结合在一起。”

政府在日本使用的一个选择是将弹性纳入PPP合同。在最近的几份合同中，私营建筑公司在一定程度上承担了地震风险，政府承担了灾难性地震发生时的补救费用。这使得私营建筑和运营商承担了他们可以购买保险的风险。

普华永道咨询(PwC Advisory)基础设施和PPP主管野田由美子(Yumiko Noda)表示:“公共部门和私营部门之间的对话非常重要。公共部门需要了解私营部门可以承担什么样的风险。”

然而，如果合同没有预见到灾难性失败的后果及其潜在的连锁反应，就会存在风险。凯特解释了超级风暴桑迪如何暴露了纽约处理污水方式的一个关键缺陷:“纽约市长岛和郊区的许多污水处理厂都建得非常靠近海平面。他们以丑陋的方式后退。他们退到周围环境的人们的房子里。在这种情况下，提供垃圾处理服务的基础设施在发生规模超出其设计范围的事件时失灵了。”

除了承包商和投资者，城市居民也必须同意这些计划。这远非一个简单的过程。在哈德逊河的另一边，新泽西州的小城霍博肯已经准备好了应对桑迪过后洪水的计划。这项耗资2.3亿美元的工程围绕洪水的四种应对措施展开:抵抗、延迟、储存和排放。如果建成，该计划将包括防洪屏障，以防止洪水涌动，并将开放空间(包括一个前化工厂的场地)转变为公园，可以同时作为蓄水池，容纳数十万加仑的多余水，直到将其泵入河流。

然而，居住在霍博肯风景如画的海滨昂贵房产中的居民对五份不同级别的防御和建设方案的意见存在分歧。“人们从不同的地方来到这里。有些人被洪水淹没了，不希望这种事情再次发生。其他人则担心房地产价值，”齐默在附近哥伦比亚大学举行的城市韧性研讨会上解释说。

居民们在公共集会上抗议，并开始了反对运动。一位居民总结道:“很难相信有人会提出一个在霍博肯周围筑墙的计划，更别说是五个了。霍博肯以水景闻名。”

市政府没有支持一项能够保护98%的城市免受百年难得一遇的洪水侵袭的计划，而是决定支持一项成本更低的计划，它能提供85%的保护，但也不那么侵扰。该方案将部分防洪屏障移到一条小巷中，而不是沿着海滨的墙和门，将其隐藏起来。在需要筑墙的地方，可以用花坛、灯具和家具来装饰，这样就可以当桌子用了。

2012年袭击美国东海岸的超级风暴展示了另一种趋势的有效性:本地化发电。普林斯顿等大学之所以能继续运行，是因为它们有自己的热电联产工厂，现在正在用可再生能源和存储设备补充这些工厂，并整合到本地化的微电网中[E&T 2017年5月]。虽然校园运营商不打算共享资源，但他们迅速采取行动支持紧急服务。

普林斯顿大学能源工厂经理特德·博尔说:“因为我们能够保持照明，第一批急救人员能够在这里集合，给无线电充电，并得到一顿热饭。即使靠近微电网也对人们有用。”

工程师们现在面临的任务是找出如何最好地处理城市系统的分布式控制，使它们能够协同工作，不仅是在一切顺利的时候，而且在它们面临巨大压力的时候。

Kete总结道:“韧性的挑战在于，它需要对复杂性以及支撑现代生活的系统和服务之间的相互依赖有一定的理解和考虑。它几乎是在恳求跨学科合作。”