零碳共创 | 应对气候变化为城市打造更具韧性的基础设施-建筑档案

据世界气象组织预测，厄尔尼诺现象在2023年下半年持续的可能性达到90%。来自海洋和大气观测的综合结果显示，热带太平洋地区七年来首次出现形成厄尔尼诺现象的条件，这可能会引发全球气温飙升以及极端天气，警示各国政府应做好应对相关气候事件的准备。

近年来，极端天气气候事件的频率和强度正在持续增加。陆地和海洋出现的极端高温、强降水引发的洪水及内涝、干旱和火灾天气等，已对生态系统、人类、居住地和基础设施造成了广泛而普遍的影响，为城市带来前所未有的严峻考验。

气候变化影响市民生活的方方面面，甚至威胁人们的健康和生命。我们亟须结合气候变化的科学分析对城市进行韧性升级改造。如何提升基础设施应对极端气候风险的韧性，如何系统评估韧性投入可能带来的效益，已成为城市基础设施建设项目的重中之重。

案例1

香港重要基础设施在气候变化和极端天气影响下的策略研究

作为香港气候变化和基础设施韧性研究的先驱项目，奥雅纳于2017年受香港土木工程拓展署委托，提出一系列工作框架建议，帮助政府从超过4000个基础设施中识别并评估可能受到气候变化和极端天气影响的关键基础设施，包含建筑物、码头、沿海设施、排水、供水、道路等共350项高风险设施。

通过评估基础设施在气候压力影响下的脆弱性，并进一步确定相关风险的影响程度，我们提出相应的适应和应变措施。我们提供韧性提升计划，并采取策略性方法确定所需提升的工程范围，提高基础设施在气候变化及极端天气影响下的抗逆能力。

我们亦参与到各项设计标准的更新工作中，其中包括《海港工程设计手册》、《建筑物风力守则》、《公路设计手册》及《雨水排放设计手册》等。

与水相关的基础设施气候风险设计

从广泛的基础设施气候变化策略研究成果中可见，水是各类气候风险中的一个至关重要的因素。健康、韧性的城市水系统可大大提升城市应对气候变化的能力。

奥雅纳参与了一系列与水相关的基础设施韧性提升项目，使城市水系统可有效应对干旱、洪水、风暴潮、海平面上升以及突发公共灾害等不确定性事件并从中恢复，且充分缓解冲击和压力对城市的影响。

气候变化中的水循环

我们将供水，洪水和污水视为一个完整的水循环体系。清洁健康的供水系统、经济有效的防洪系统及高效生态的污水处理系统相互协同，将为城市带来诸多综合效益。

经济：与水相关的基础设施投资带来潜在的直接经济效益，并将为土地所有权价值带来间接影响，吸引投资及提升劳动生产力。

气候变化：带有水元素的设计有助于缓解和适应气候变化。通过增加城市绿化及开放式水体，有助于提升微气候和应对水资源匮乏的弹性适应能力。

能源与碳排放：海绵城市设计有利于去除和吸收温室气体，水电及废弃物的制造可产生再生新能源。

健康和福祉：与水相关的绿色基础设施能够吸收空气中的污染物，提升微气候，创造适宜的居住环境。

案例2

气候变化影响下香港热带气旋诱发极端台风的预测

2020年，香港土木工程拓展署委托奥雅纳开展热带气旋和耦合波浪气候研究，推算在全港1115平方公里范围内，热带气旋引致的极端风力及超强台风正面袭港带来的影响。

我们科学测算了因气候变化而引起的热带气旋特性变化，考虑海平面上升、热带气旋、特大暴雨、风暴潮和耦合波浪等综合因素，评估当遭遇最严重的超级台风时，香港公共基础设施可能受到的直接影响。

▲ 典型海岸线防洪截面图

我们的主要任务包括建构一组基于物理学的高分辨率动态模型，采用随机风力工程方法产生10,000年的合成热带气旋，通过耦合波浪气候和排水模型以确定潜在的沿海灾害并模拟基础设施水浸情况。据此，土木工程拓展署可预先安排相关的抗灾害措施，以提升沿海地区的弹性适应能力。

案例3

改善香港渠务署基础设施以应对气候变化及恶劣天气

受香港渠务署委托，奥雅纳于2021年针对香港新界和离岛区域开展雨污基础设施研究。研究针对渠务署308个排水及污水基础设施气候适应能力展开调研，其中包括主要污水处理厂、雨水及污水泵房等设施，涵盖全香港60%的区域面积。

我们绘制了气候变化情况下的基础设施远期水浸分布图，审查并评估渠务署基础设施对气候变化引起危害的恢复能力，编制危害风险等级，提出近、中、远期的改善规划。

▲ 奥雅纳提出检测山体滑坡的方法

通过测量、实地视察及相关调查，我们协助渠务署制定和设计相关抗逆和应变措施，包括硬件和软件升级方案。

案例4

香港国际机场排水系统可持续发展研究

香港机管局于2019年委托奥雅纳对香港国际机场展开可持续排水研究，全面检讨现有及计划中的排水及污水系统，以降低水浸风险、改善污水问题。通过制定总体规划，旨在加强和改善排水基础设施的气候适应能力，并提升基础设施遭遇危害后的恢复能力。

▲ 针对机场提出的扩建计划

▲ 跑道物理模型现场图片

我们协助机管局和天文台，分析在气候变化情况下，跑道路面的排水功能是否足够，并研究降雨和风速对跑道水膜厚度的影响。据此，以便发展跑道管理系统，降低因强降雨和风速导致飞机打滑的风险，保障机上乘客安全。

同时，我们提出相关建议，以帮助实现排水资产数据管理的长远愿景。

罗颖

奥雅纳副董事

东亚区水业务技术负责人

气候变化正为人类的未来生存带来前所未有的威胁，其影响主要体现在整个水循环中。长期以来，奥雅纳作为这一领域的思想领袖，展开卓有成效的实践，并积累了丰富经验。未来，我们将继续与世界各地的客户携手，共同开发更加创新和实用的方法，进一步管理这些影响。

业务垂询，请联络：

曹序婕

奥雅纳副总工程师

中国区基础设施业务发展负责人

Xu-jie.Cao@arup.com

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