打造“會呼吸”的城鎮(zhèn)路面景觀
——記中國水文青年研究專家、長安大學教授羅平平

◎ 文/王 倩

長安大學教授、博士生導師羅平平多年來致力于“海綿城市”建設(shè)和洪水風險管理方面的研究與實踐，帶領(lǐng)團隊取得了多項創(chuàng)新性成果，為提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災害的發(fā)生做出了積極貢獻。

提出三項創(chuàng)新理論

羅平平教授2008年至2012年相繼在日本岡山大學和京都大學開展城市流域歷史土地利用的水文模型研究。2016年進入長安大學環(huán)境科學與工程學院工作，主要從事水文水資源方向的研究。

隨著研究的不斷深入，他提出了結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性以及傳統(tǒng)和現(xiàn)代化相結(jié)合的綜合治水政策，針對現(xiàn)代城市提出了增加綠色空間、雨水收集系統(tǒng)以及脆弱區(qū)域的地下蓄水空間相結(jié)合的治水措施。主張上游森林和下游泛濫平原的保護或恢復，減少和延緩洪水流量的排放，提倡一種高效的政府、當?shù)赜嘘P(guān)部門以及與市民相互結(jié)合、共同管理的治水理念。

此外，他還通過使用基于物理意義的分布式水文模型的數(shù)值模擬方法，探索極端降雨類型的洪水響應機制，創(chuàng)立了針對不同極端降雨類型和不同流域面積對洪水演進機制的改良原理，解決了降雨類型對洪水演進機制的難題，成功地解析了城市流域的洪水形成原因，為今后的“海綿城市”建設(shè)和洪水風險管理提供了科學依據(jù)。

同時，他自主創(chuàng)新開發(fā)了歷史土地利用的再現(xiàn)（PLUR）技術(shù)，實現(xiàn)特定歷史資料定量化和數(shù)字化，突破了從古至今的土地利用數(shù)值化的關(guān)鍵，使古水文學的解析變得清晰便捷，一目了然。

這將為我國將來城市防洪及“海綿城市”的改造升級指明了方向。

研發(fā)“匯水內(nèi)嵌管式人行道地磚結(jié)構(gòu)”專利技術(shù)

針對“海綿城市”改造的核心任務中“滲”的難題，羅平平與團隊研發(fā)了一種名為“匯水內(nèi)嵌管式人行道地磚結(jié)構(gòu)”的專利技術(shù)，通過內(nèi)嵌管式路緣和內(nèi)嵌管式地磚層的設(shè)置，在降雨初期能對所施工人行道地表雨水進行匯集引流，使雨水從內(nèi)嵌管式地磚層和內(nèi)嵌管式路緣內(nèi)進入地下排水系統(tǒng)，從而有效避免城市地表水流量過大影響市民通行。同時，在降雨后期，如果出現(xiàn)極端降雨天氣，城市現(xiàn)有的雨水排水系統(tǒng)，排水能效達到飽和，形成小面積內(nèi)澇時，內(nèi)嵌管式路緣和內(nèi)嵌管式地磚層內(nèi)能積蓄一定量的雨水，降低內(nèi)澇的危險程度。

眾所周知，由于我國改革開放前期的“粗放式”經(jīng)濟發(fā)展影響，城鎮(zhèn)化建設(shè)讓許多城市的綠化和自然環(huán)境遭到破壞，水源涵養(yǎng)水平下降，城市“海綿體”受損，一旦出現(xiàn)大規(guī)模降水天氣，市內(nèi)極易發(fā)生“內(nèi)澇”等自然災害。“匯水內(nèi)嵌管式人行道地磚結(jié)構(gòu)”專利技術(shù)的推出，為城市開辟出了一條恢復自然“海綿體”之外的捷徑，借助城市人工“海綿體”的打造，拓寬了“海綿城市”改造的途徑。

為政府基礎(chǔ)設(shè)施改造升級助力

陜西省西安市是我國極易形成“內(nèi)澇”的城市之一。頻繁的內(nèi)澇嚴重影響了市民生活，而作為市民日常生活基礎(chǔ)保障之一的地鐵，一旦發(fā)生內(nèi)澇，將出現(xiàn)不可估量的生命和財產(chǎn)損失。

為研究和論證西安地鐵一號線三期各站點的防澇排澇能力，羅平平帶隊進行了多項技術(shù)分析及應用。他指出，城市河流在氣候變化、強烈人類活動干擾的影響下，水循環(huán)、產(chǎn)水量、洪峰和洪澇持續(xù)時間都將發(fā)生變化，這會導致洪澇災害的發(fā)生頻率及量級發(fā)生重大變化，嚴重威脅城市流域的生態(tài)安全。

為了更好地改善西安市地鐵一號線的水文環(huán)境，羅平平曾多次赴現(xiàn)場實地考察，在確定出各站點防澇風險等級的基礎(chǔ)上，結(jié)合西安市地鐵設(shè)計的雨水重現(xiàn)期標準和西安市本身的城市規(guī)劃要求，以及西安市排水工程規(guī)劃和防洪總體規(guī)劃，對各站點進行了防澇風險等級評價，對不同降雨重現(xiàn)期下的站口進行風險分析并提出了每個站點的具體預防對策。

此外，他還積極響應西安市花園城市建設(shè)，參與了西安市灃西新城總部經(jīng)濟園廊橋項目的壘土產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)，與陜西某生態(tài)建設(shè)公司合作推動了壘土在海綿城市建設(shè)中的應用。壘土產(chǎn)品的應用令“海綿城市”表現(xiàn)出了優(yōu)秀的滲水、抗壓、耐磨、防滑以及環(huán)保美觀多彩、舒適易維護和吸音減噪等特點，形成了“會呼吸”的城鎮(zhèn)景觀路面，有效緩解了城市熱島效應。

潛心打造水文研究“國家隊”

羅平平于2016年入選陜西省“百人計劃”，是長安大學“百人計劃”的特聘教授，這些年先后在國際核心期刊上發(fā)表40篇高水平的研究論文，著書（分擔）4部，并被HESS, Sci.Total.Environ.等領(lǐng)域知名雜志期刊予以引用和高度評價。同時擔任《人民珠江》和另外三個國際期刊的編委，并擔任ERL、Scientific reports等三十多個國際期刊的審稿人。主持或參與的研究項目主要包括：科技部重點研發(fā)項目（2018YFE0103800）；日本京都大學防災研究所國際合作項目（2019W-02）；中央高校基本科研業(yè)務經(jīng)費人才專項資金項目“半干旱區(qū)流域生態(tài)水文模型與可持續(xù)水環(huán)境治理”；日本國際合作項目“水和土的相互作用”等。通過這些具體的項目，羅平平教授集成了技術(shù)，培養(yǎng)了人才，服務了社會。

為滿足國內(nèi)“海綿城市”的改造需要，培養(yǎng)中國水文水資源研究人才，羅平平依靠長安大學的產(chǎn)學研合作優(yōu)勢，組建了一支以水文水資源、生態(tài)水文、水污染防治為主要研究內(nèi)容的可持續(xù)水與環(huán)境科研團隊。他表示，該團隊旨在建立生態(tài)水文的理論研究路線，構(gòu)建干旱半干旱區(qū)流域生態(tài)水文模型，并通過對古環(huán)境的重建、相關(guān)的歷史資料的統(tǒng)計分析和整理，運用實地調(diào)查、文獻分析和地理信息的方法，開發(fā)適用于我國干旱半干旱區(qū)流域的歷史土地利用重建模型，建設(shè)虛實互動的虛擬仿真研究中心。目前，該團隊已初步建成擁有環(huán)境監(jiān)測、水文水質(zhì)檢測、流域與城市生態(tài)環(huán)境模擬功能的現(xiàn)代化實驗室。