作者 | 藍字

原創首發 | 藍字計劃

2020年10月25日凌晨4點，一只皮毛發亮、眼睛圓圓的小物種閃現在深圳福田紅樹林生態公園，后經專家對紅外相機拍攝的影像分析和現場痕跡采集，確定為國家二級保護動物歐亞水獺。

在此之前，這一物種已經在深圳消失了十年。水獺作為淡水生態系統的頂級捕食者，對棲息地破壞和污染十分敏感。水獺的“歸來”意味著，紅樹林已經重新建立起一個完整而健康的濕地生態系統。

紅樹林基金會發布紅外監控視頻中發現的水獺 （圖：深圳晚報）

這背后，海綿城市的建設功不可沒——這個概念來源于2012年4月的低碳城市與區域發展科技論壇，指綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術措施，使城市能夠像“海綿”一樣，在適應環境變化、抵御自然災害等方面具有良好的“彈性”

過去，38公頃的福田紅樹林生態公園里，只有海水，沒有淡水。而淡水，對這里動物的生存至關重要。

為此，生態公園進行了改植被、修建緩沖帶、加裝雨水管、鋪設透水磚等各類海綿建設，最終成功將雨水匯集到藍云湖。通過對自然雨水的利用，海綿項目每年可以為公園補給40萬立方的淡水。

現在，這一成功經驗被整合到了深圳的智慧水利項目中，借助大數據、物聯網等新技術，推廣到其它海綿項目中。

智慧水利系統帶來的改變，正在逐步展露。

當然，目前的智慧水利還很稚嫩，需要更多的數據積累和發展完善，也需要更長久的時間進行生長。

2014年5月11日，深圳遭遇了2008年以來最強的特大暴雨襲擊。

早上6點到中午11點，深圳全市降雨量達到136毫米。暴雨期間，2500輛汽車被淹，約50處片區發生內澇。

一夜之間，深圳成了威尼斯，市民出行得用橡皮艇。

如果把時間拉長，整個2014年，深圳下了16場暴雨，數十人喪生，損耗不計其數。“暴雨致澇”的輿論之火，炙烤著這座年輕的現代化城市。

深圳內澇不斷，有自然的原因。廣東省氣象局的專家就曾指出，這些年來極端天氣出現的頻率走高，動不動百年一遇、千年一遇，城市管網系統很難應付。

但問題還在更深處。作為改革開放的前沿，深圳極其注重效率，“三天一層樓”的深圳速度曾讓世界驚嘆。在城市快速發展的同時，深圳卻忽視了對防洪排澇體系的建設。

用當時深圳市水務局排水管理處調研員陳筱云的話來說：

“這是撤銷深圳市水電局9年多來的教訓和代價，也是未重視防洪排澇而大規模開發建設10年后暴雨對城市的警示和報復。”

2014年深圳大雨新聞圖片

這也暴露出，在當時的城市建設過程中，“重地上、輕地下”“重面子、輕里子”的問題普遍存在。

上世紀80年代，深圳建市初期采用了蘇聯的城市建設理念。由于蘇聯降雨較少，排水管道標準較低，這導致深圳排水管道的建設沒有充分考慮未來城市發展。盡管在30多年的時間里，深圳陸續修建了13700多公里的下水道，但遇到特大暴雨，這些管道仍舊不能及時將雨水排出。

排水設計標準偏低和城市排水能力不足，是當時深圳暴雨內澇的重要原因。

在連續的內澇風波和輿論壓力之下，深圳開始探索新的解決路徑，海綿城市就是其中之一。

2016年，深圳成為國家第二批海綿城市建設試點城市，在構想中，深圳要打造一個“會呼吸”的城市，讓城市可以像“海綿”一樣吸收和釋放雨水，彈性地適應環境變化，順應自然環境、尊重自然環境，達到“小雨不積水，大雨不內澇，水體不黑臭”，緩解城市的“熱島效應”。

“海綿城市”的建設，在深圳搞得風生水起。與此同時，另一個問題卻隨之出現：今天的深圳，有大約4000個海綿項目，涉及江河湖海、山嶺、公園，種類復雜、涉及單位廣、時間周期長，難以統籌管理。

轉變的契機，出現于2019年。

這年12月11日，廣東粵海珠三角供水公司、深圳市科榮軟件股份有限公司，聯合騰訊云簽署了《珠江三角洲水資源配置工程調度監控中心一期項目合同》，騰訊云成為首家涉入水務行業的云廠商。

根據協議，未來五年騰訊云將參與珠江三角洲水資源配置工程調度監控中心一期項目建設，推動該項目智能化、標準化、示范化建設，通過建設生態智慧水利工程，解決廣州市南沙區、深圳市和東莞市經濟發展的缺水矛盾，為粵港澳大灣區其他城市提供應急備用水源。

在這個項目當中，深圳是一塊難啃的硬骨頭，也是重中之重。

2020年6月，深圳市智慧海綿管理系統正式上線，這個系統由深圳市海綿城市建設辦公室牽頭建設，騰訊云同樣參與其中，提供技術支持。

技術給深圳海綿城市帶來了更多的可能，騰訊云在這個項目中整合了平臺產品CityBase、智能物聯網和大數據等新技術，打通氣候、水文、規劃等不同部門的數據后，海綿城市真切改變著這座城市的水利條件。

在深圳，雨水花園是最常用的海綿設施。下雨的時候，它們能匯聚和吸收雨水，并通過花園里植物和沙土的綜合作用凈化雨水，使之逐漸滲入土壤，涵養地下水。

而智慧海綿管理系統可以在方案設計之初就介入，為建設方提供具體的建議。甚至雨水花園里的植物種類和種植密度，或者周邊的徑流組、鋪設的透水磚需要選用哪種表層材質和厚度等，都可以提前規劃。

這套系統可以模擬計算出不同降雨條件下，各個海綿項目可以達到的年徑流總量控制率，以及項目區域的排水管道、雨水口等匯流情況，以此來預測該片區的海綿設施是否達標，以及可能遭遇的水浸問題、地面徑流情況等。

另外，系統還融合了海綿城市建設項目全過程數據、海綿達標片區績效監測、易澇點情況、水體水質等海量數據，形成了“海綿建設一張圖”，方便政府管理部門能夠直觀、全面地掌控海綿建設情況。還能對海綿設施的設計、施工、運維全過程進行智慧監管。

光明區海綿城市規劃

就在幾年前，對“一雨成澇”的深圳來說，這些都是不可想象的。而隨著接入的數據越來越豐富，大數據分析模塊不斷進化，路面積水、城市內澇的治理能力將不斷提升。

如今，深圳市智慧海綿管理系統已經覆蓋了深圳的福田新洲河片區、光明鳳凰城等多個重點片區，為深圳的海綿城市建設提供智慧化評估分析報告，輔助城市管理者進行科學管控。

一個事實是，隨著經濟的發展和技術的進步，中國的抗洪能力已經有了質的飛躍，在某些地方甚至超越了西方國家。

在中國互聯網上，一直流傳著這樣一種說法：

“德國占領青島17年間，沒修別墅，沒蓋大樓，沒搞布滿噴泉鮮花和七彩燈光的廣場，卻費九牛二虎之力把下水道修了。100年以后，全中國都看見了一個從來不被水淹的青島。”

實際上，青島“不怕淹”的背后，大部分是中國人自己的功勞。新華社曾做過實地探訪，得到的真相是，青島下水道，“德國制造”的管網如今的占比不到千分之一。

之所以極少發生嚴重城市內澇，除了特殊的自然地理環境、溫和的氣候水文條件之外，更在于排水系統的日益完善。

城市排水管網系統建設方面，青島的投入力度以及建設標準和密度，都在國內處于較高水平。

青島也引進了海綿城市建設。和鄭州、深圳一樣，青島也在國家海綿城市建設試點行列，獲得了中央財政補助資金12億元。在規劃中，到2025年，青島50％的城市建成區要變身“海綿城市”。

但海綿城市并不是萬能的。

9個月前，在某問答類社群上，一名鄭州的地理博主回答了“鄭州會發洪水嗎？”這個問題：

“不會，現在河南許多河流水量相比10年前大大減少，芷江的一些河流已經切斷了它們的流道，主渠已經廢棄，又變成了農田。”

在中原大地，洪水是一個很遙遠的詞，網上的這個問題也一度被看成是“杞人憂天”。

但誰也沒有料到，一天之內，不可能變成了現實。千里之外的洋面上，今年第6號臺風“煙花”，將太平洋的水汽，源源不斷送往中國北方。豐沛的水汽遇山成雨，鄭州一夜成海。

7月20日16時~17時，鄭州一個小時的降雨量達到201.9mm。

很多人對這個數字沒有概念，當時有媒體做了一個比喻：150個西湖，在1小時內全部倒進了鄭州。7月17日到20日，鄭州三天的過程降雨量達到617.1mm，這幾乎相當于鄭州過去一年的雨量。

從氣候學的角度來看，無論是小時降水、日降水的概率，都是超千年一遇的。

“一場暴雨似乎打破了這個神話。”

這是BBC在報道鄭州暴雨新聞時，針對“鄭州曾投入逾500億元人民幣建設海綿城市”，附上的評論。

5年前，鄭州成為海綿城市建設試點城市，3年前當地提出投入534.8億元。但面對如今的特大暴雨，海綿城市似乎“失靈”了。

鄭州大雨救災現場（圖：騰訊公益）

圍繞著“海綿城市”是否有用，一場中國“治水”能力的大討論再次被掀起，但在陳前虎看來，這樣的大雨面前，對“海綿城市”的質疑顯得有些苛刻。

作為浙江工業大學海綿城市研究中心主任，他非常清楚，此次河南遭遇的大雨災害極為罕見，不是海綿城市能解決的。

鄭州在2016年入選河南省海綿城市建設省級試點，當時，鄭州對其城區的內澇防治設計重現期為50年一遇，其他規劃區為20年一遇。換句話說，面對這種“千年一遇”的大雨，哪怕鄭州的海綿城市完全建成，也無濟于事。

“海綿城市”并不是第一次遭到質疑。

2016年汛期，30個海綿城市的試點城市中有19個出現內澇，有人因此認為海綿城市試點失敗了。

當時住建部官網就發文指出，海綿城市建設不會立竿見影、一蹴而就。從技術層面來說，海綿城市解決的是中小雨的徑流蓄滯問題，以促進城市地表徑流的就地下滲和雨水可持續循環，陳前虎指出，“海綿城市不解決暴雨（引起的內澇）問題，這是天災不是人禍。”

換句話說，海綿城市在設計之初，主要功能就不是“排水”，而是吸收雨水，改善污水。

中國水利學會減災專業委員會特聘專家、華南理工大學水利工程系教授黃國如，把我國的海綿城市建設體系拆分為四個步驟：

源頭控制系統、管網建設、調蓄設施和水利防洪設施。

其中的第一步——源頭控制系統，主要包括下凹式綠地、透水鋪磚、綠色屋頂等，是狹義上的海綿城市。這套系統是為了凈化水質，而不是為了解決內澇問題，只能緩解兩年一遇或五年一遇的暴雨。

但實際上，就算是四步全部完成，海綿城市也僅能應對30年、50年甚至100年一遇的暴雨。

我們不得不面對的一個事實是，在特大自然災害面前，人類依然很渺小。

但即使渺小，人類也一直在對抗著災害前行。

與洪水的抗爭，貫穿了中國文明史。

當印度洋的西南季風、太平洋的東南季風，與廣袤中國的地貌、水系一結合，洪水就成了常客。在世界范圍內，印度恒河流域、中國長江流域、越南湄公河流域，同為當今全球洪水泛濫風險最高的地區。

以黃河為例，兩千年來有記錄的水災就達1500多次，重要改道達26次之多。長江流域1300多年來，僅有記錄的水災就達200多次。

在與洪水的搏斗過程中，治水經驗也在不斷豐富。

公元前256年，秦國派出的蜀郡太守李冰，通過修建都江堰，成功制服了岷江，把成都平原從過去的洪澇高發地帶，治理成一個物產豐饒的天府之國。

李冰成功馴服岷江之后十年左右，也就是秦王嬴政的執政元年，韓國為了消耗秦國國力，派出水利專家鄭國，游說秦國西引涇水東注洛水，修建長達 300 余里的超級水利工程。

最后，這個浩大工程得以修筑。先秦時期難以控制的涇水，成為灌溉、造福整個關中平原的福音。這個工程也被后世稱為“鄭國渠”。

某種程度上，秦國之所以能崛起并實現統一，和突出的洪水治理能力密不可分。

在中國古代，每一次大水災，都能讓無數民眾流離失所，帶來的摧毀不亞于一場大型戰爭。哪怕到了近現代，洪水的威力依舊堪稱恐怖。

1887年，黃河爆發春季特大洪災，洪水所到之處，城池遭到水淹，官署、廟宇和居民房舍全部倒塌。有學者測算，最保守的死亡人數，也達到150萬。

而1931年的長江大洪水，則被認為是人類歷史上最嚴重的自然災害之一。那場洪水，受災范圍南到珠江流域，北至長城關外，東起江蘇北部，西至四川盆地。中下游淹沒農田5000多萬畝，淹死14.5萬人。疊加饑荒和瘟疫，死傷更是不計其數。

1931年大洪水資料圖

時至今日，這種量級的洪災已經成為歷史。

國泰君安證券研究所曾對中國自1998年以來的五次大洪災做過分析，研究顯示，歷次洪災造成的直接經濟損失占當年GDP比重在3%以下，隨著經濟體量以及防汛能力的提升，到2016年，洪災對全年的經濟影響已不足0.5%，因災死亡人數也得到明顯控制。

抗洪能力的提升，本質是認知和技術的進步。

2003年，黃河水利科學研究院的一號科研樓里，成立了一支神秘的特殊小隊，和過往以水利專家為主導的部門不同，這支由年輕人組成的16人小組，出現了程序員和數學系高才生的身影。

在“以我為主，博采眾長”的口號下，他們搭建出一條具有自主知識產權的數字黃河，黃科院辦公樓的黃河超級計算中心機房里，治黃現代化所必需的黃土高原土壤侵蝕模型、水庫調度模型、黃河下游河道水沙演進模型、河口模型等一系列數學模擬系統的建設緊鑼密鼓推進著。

這條數字黃河，實現了黃河下游二維模型等空間大尺度模型的并行計算，通過“黃河超級計算中心”，為黃河流域中尺度數值天氣預報和二維/三維水沙模型計算提供了高效能計算環境。

當數字建構的大河在服務器里流淌，人類再一次向黃河發起挑戰。

2009 年12 月，芬蘭赫爾辛基大學Matti教授在黃委現場使用黃河數學模擬系統后，忍不住驚嘆出聲：“你們利用數年時間完成了歐美國家耗時幾十年才完成的數學模擬系統，真了不起！”

那時的他沒有想到，短短四年后，這班年輕的中國人又開始推進一個更復雜的項目——把數字黃河全面升級，引入智慧化治水模式。

那時，黃河水利委員會提出到2020年，要基本實現治黃水利工作信息化，基本實現水沙情勢可感知、資源配置可模擬、工程運行可掌控、調度指揮可協同。簡單來說，在虛擬空間塑造一條奔涌的大河只是開端，他們還要讓這條大河“活”起來。

這不是一個小工程。

中國工程院院士、河南省時空大數據產業技術研究院院長王家耀，從小喝著黃河水長大，參與過數字黃河的規劃，也培養了一大批從事黃河流域研究和保護的學生。作為數字黃河到智慧黃河重大蛻變的見證人，他把這套系統稱作“黃河的大腦”：

“參照人腦的機理，黃河大腦也有感知系統、存儲系統和操作系統。”

這套系統將通過天空地海一體的智能感知傳感器網絡獲取信息感知黃河，資源池里存儲管理著包括基礎地理時空數據、各部門行業數據和科技咨詢信息數據在內的時空大數據資源，通過時空大數據平臺“動腦”、思考和決策。

在啟動智慧黃河項目之初，第一個難關是人才。按照“智慧黃河”的建設需求，除了水利專業和IT專業的成員，團隊還需要引進經濟、化學、生態、生物等方面的人才。

數字黃河對河段的局部監測

時任黃委主任陳小江那時提出，團隊需要什么樣的人才，就要提供和培養什么樣的人才，在引進新人才的時候，一定要通過和國內外深度合作，調整現有人員的知識結構。

從熟悉的領域進入到不熟悉的領域，是對于這個團隊最大的挑戰。

接入社會力量，是解決人才問題的路徑之一。在智慧黃河建設過程中，除了黃委會自身的專家團隊，來自企業的技術支持，也為這個意義深遠的項目帶來了推力。

在物聯網、大數據、云計算、人工智能、互聯網數據服務等領域，靠原有的團隊重新造輪子，無疑浪費時間和人力成本，但在這些方面，科技企業已經具備了足夠的經驗積累，以及現成的技術框架，可以直接拿過來“為我所用”。

比如和黃委會達成合作的騰訊云，就帶著大數據實時可視交互系統 （RayData）數據實時渲染技術入場，實現云數據實時圖形可視化、場景化以及實時交互，讓相關工作人員更加方便地進行數據管理與使用。

除此之外，針對疫情期間的安全需要，騰訊還為黃委會開發了健康上報、遠程考勤打卡等應用功能模塊,并通過政務微信、視頻會議等遠程辦公技術為黃委構建出專用的協同辦公系統。

截至今年6月，智慧黃河信息平臺基本框架已經建成，信息化管理系統已經覆蓋黃河干流，距離馴服這條奔涌千萬年的大河，人類又往前走了一步。

僅僅依靠現在的智慧水利系統，要完全抵抗極端天氣，還為時尚早。但對于現代化城市來說，這套系統不可或缺。

這一點，在很多國家都得到了驗證。

英國為了解決水資源短缺問題，鼓勵在居民家中、社區和商業建筑設立雨水收集利用系統，時至今日，在倫敦地區年均600毫米降水量情況下，每所房屋每年可回收5.4萬升雨水。與此同時，大型設施和社區建立自身規模的雨水收集系統后，社區應對突發降水的能力有可能提升至30年一遇的水平。

而水循環系統堪稱世界典范的巴黎，早在1852年，著名設計師奧斯曼就主持改造了基本沿用至今的水循環系統，避免了巴黎市在暴雨時的地表徑流量大幅增加，緩解瞬時某一地域的排水壓力，被視為海綿城市的早期雛形。

在亞洲，韓國首爾，為提升土地自身的蓄水能力，建造了城市水循環改善系統。變化顯而易見，1962年首爾市的地表不透水率僅為7.8%，而到了2010年，這一比率已經高達47.7%。

相比之下，國內的海綿城市建設起步晚，也還處于早期發展階段，現下的效用并不直觀。但隨著越來越多的中國城市變得和深圳、青島一樣，擁有完善的智慧水利系統，以及更加發達的排水網絡，預防、對抗災害的能力，只會越來越強。

技術進步，是人類在變幻無常的自然偉力面前，唯一可以依靠的后盾。

特別鳴謝：Suy對本文亦有貢獻。