杜思哲

（北方工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，北京 100144）

處于低洼的城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)地帶會(huì)受內(nèi)澇影響，造成經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重阻礙交通。本文探討如何防治雨洪災(zāi)害，災(zāi)害下如何保持交通暢通。

1 PRT系統(tǒng)簡述及特點(diǎn)

個(gè)人快速交通（personal rapid transit）簡稱PRT，是一種點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸模式的軌道交通系統(tǒng)，能夠滿足不同使用者的出行需求，車輛時(shí)刻待命。PRT系統(tǒng)組成一般包括特定的PRT車輛、軌道、支撐立柱、PRT站臺(tái)等。PRT軌道架設(shè)在地面上，車輛在專用軌道路網(wǎng)上行駛，擁有專屬的道路權(quán)限，每輛車可以乘坐1～6人，采用電能、太陽能等能源作為動(dòng)力來源，具備安全性、快速性、私密性等特點(diǎn)，與地面公路相比，PRT軌道建設(shè)速度快、施工周期短、投資少、抗山洪能力強(qiáng)，適合在城市或山區(qū)河谷搭建。

根據(jù)車輛與軌道的運(yùn)行關(guān)系，PRT已逐漸形成懸掛式PRT系統(tǒng)、跨座式PRT系統(tǒng)以及路面軌道兩用式PRT等三大類。其中，應(yīng)用最廣泛的是跨座式PRT。本文研究的PRT系統(tǒng)基于北方工業(yè)大學(xué)胡應(yīng)平教授的研究成果，得益于胡教授的固定式道岔[1]這項(xiàng)發(fā)明專利。固定式道岔與懸掛式PRT系統(tǒng)融合后，可以發(fā)揮PRT的各種優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)PRT車輛在行駛途中若要改變方向，需要提前改變軌道道岔的問題，使懸掛式PRT車輛能夠在軌道上自由的改變前進(jìn)方向，極大地提高運(yùn)行效率，降低傳統(tǒng)道岔變換軌道時(shí)產(chǎn)生的巨大能量消耗，使得PRT車輛能夠短間距甚至零間距并列行駛[2]。

2 雨洪災(zāi)害成因淺析

2.1 自然因素

全球變暖會(huì)造成雨洪災(zāi)害。氣溫升高導(dǎo)致海洋蒸騰更多的水汽，加快全球水文循環(huán)進(jìn)程。空氣中水分含量增加時(shí)，降水強(qiáng)度將增大，強(qiáng)降水頻率將提升。此外，地區(qū)的水文條件、土壤、地形地貌等地理因素對該地區(qū)的降水量及降水頻率存在一定影響。

2.2 人文因素

由城市化引起的城市熱島效應(yīng)能夠顯著增加城市的強(qiáng)降雨頻次，在大城市里尤為明顯。1959—2009年，城市化對廣州城市降雨量增長的貢獻(xiàn)率為44.7%[3]，1893—1999年，上海城區(qū)降雨增長率是城郊的1.5倍[4]。城市土地大面積硬化導(dǎo)致降雨時(shí)雨水難以滲入土壤，城市排水管網(wǎng)設(shè)施老舊、排水能力不足，導(dǎo)致路面極易形成內(nèi)澇。

3 PRT在江洲鎮(zhèn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

長江中下游地區(qū)為廣闊的沖積平原，河流寬展，河道內(nèi)分布約120余個(gè)江心洲。江心洲地勢平坦、土地肥沃，是長江中下游地區(qū)特有的土地資源[5]。江心島地理位置特殊，容易受洪澇災(zāi)害的影響。汛期時(shí)，長江水位上漲，安徽、江西等省市的江心島容易被江水淹沒。江西省九江市江洲鎮(zhèn)，是長江下游的一個(gè)大沖積洲，處于長江中心，四面環(huán)水，與九江市區(qū)一江之隔。全鎮(zhèn)總面積約108.38 km2，耕地面積4 580萬m2，總?cè)丝诩s3.6萬人，7 878戶，人均耕地面積約1 200 m2，下轄11個(gè)村委會(huì)與兩個(gè)場。洲內(nèi)海拔低于20 m，最低點(diǎn)海拔為14.5 m。境內(nèi)地勢平坦，自西向東平緩傾斜，全鎮(zhèn)村落布局較為分散，四周筑有圩堤，多為農(nóng)田與綠植覆蓋。鎮(zhèn)內(nèi)交通便利，除環(huán)堤公路外，全鎮(zhèn)建設(shè)約6 km、貫穿南北的主干道和約14 km、貫穿東西的公路以及村鎮(zhèn)之間的若干次干道。對外交通方面，鎮(zhèn)內(nèi)設(shè)有多個(gè)通向鎮(zhèn)外的渡口，主要渡口是位于鎮(zhèn)內(nèi)西南部的江新洲渡口，與鎮(zhèn)政府的直線距離約2.5 km。汛期來臨時(shí)，鄱陽湖倒灌入長江使長江水位上漲，江洲鎮(zhèn)容易被洪水淹沒，給當(dāng)?shù)鼐用駧砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。具體表現(xiàn)為雨洪災(zāi)害來臨時(shí)，鎮(zhèn)內(nèi)外出行不便、生活物資無法及時(shí)供給等。將PRT系統(tǒng)引入江洲鎮(zhèn)，在一定程度上能夠改善江洲鎮(zhèn)現(xiàn)有的交通模式，洪澇災(zāi)害時(shí)，能夠最大限度保障居民的日常生活及疏散撤離。

3.1 跨江橋梁

針對江洲鎮(zhèn)等江心島，需要解決對外交通問題。實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，江洲鎮(zhèn)的對外交通形式主要為輪渡，分為客渡與汽渡，輪渡每班次間隔時(shí)間約1.0～1.5 h，等待時(shí)間較長，遇到大風(fēng)大霧等天氣會(huì)出現(xiàn)斷航現(xiàn)象。

與傳統(tǒng)的輪渡相比，PRT擁有大風(fēng)大霧下運(yùn)行不受阻、隨叫隨到、架設(shè)經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。確定跨江橋梁起點(diǎn)時(shí)，綜合考慮跨江橋梁建造難度與造價(jià)，原洲頭渡口距離江洲鎮(zhèn)的直線距離約900 m，新港渡口距離江洲鎮(zhèn)的直線距離約1 km。為降低造價(jià)，跨江橋梁的設(shè)計(jì)路線優(yōu)先選擇距離九江市及江洲鎮(zhèn)間的最短路線。擬設(shè)計(jì)方案以原洲頭渡口為起點(diǎn)，架設(shè)一條長約1 km的PRT跨江橋。

PRT跨江橋概念如圖1所示。

圖1 PRT跨江橋概念

PRT跨江橋采用懸索式結(jié)構(gòu)，雙線設(shè)計(jì)，在江面兩側(cè)搭建立柱，使用橋塔、吊索、錨碇等結(jié)構(gòu)作為支撐。為保證不干擾航運(yùn)，參考九江長江大橋設(shè)計(jì)參數(shù)，擬設(shè)計(jì)PRT橋梁通航凈高為24 m，以利于PRT以及大型船只通行。

3.2 線路設(shè)想

江洲鎮(zhèn)境內(nèi)地勢平坦，有利于PRT軌道的架設(shè)。擬設(shè)計(jì)的江洲鎮(zhèn)PRT系統(tǒng)將基于現(xiàn)有交通條件分期進(jìn)行建設(shè)，使其逐步發(fā)展成除輪渡及地面交通外的新型公共交通系統(tǒng)，兼顧普通運(yùn)輸與旅游的功能。軌道架設(shè)高度應(yīng)高于鎮(zhèn)內(nèi)百年一遇洪水位，擬定高度（路面至軌道最高點(diǎn)）為9 m。線路可以分為三期建設(shè)，全為雙線軌道。

江洲鎮(zhèn)PRT線路設(shè)想如圖2所示。

圖2 江洲鎮(zhèn)PRT線路設(shè)想

（1）一期工程。

一期工程為首條PRT線路將沿江洲鎮(zhèn)以南布置，覆蓋鎮(zhèn)內(nèi)大部分地區(qū)。首條PRT路線以九江市洲頭渡口為起點(diǎn)，經(jīng)過跨江橋梁、洲頭小學(xué)、后埂村、江洲鎮(zhèn)政府、官場村、江心洲渡口等站點(diǎn)，最終返回洲頭渡口，形成環(huán)路。首條PRT線路為連接鎮(zhèn)內(nèi)外的重要交通要道，沿途約長28.3 km。九號(hào)村鎮(zhèn)政府周邊為江洲鎮(zhèn)中心地帶，線路途經(jīng)鎮(zhèn)內(nèi)大多數(shù)村落，擁有最密集的人流，將第一條PRT線路設(shè)計(jì)于此，能夠減輕道路壓力，有利于后期工程的發(fā)展。一期工程的PRT站臺(tái)沿線布置，線路人流量大，擬定每800～1 000 m設(shè)置一個(gè)PRT站臺(tái)，滿足公共交通的站距設(shè)置要求，也可以在后期根據(jù)人流量適當(dāng)開啟或關(guān)閉部分站臺(tái)并安排適量的懸掛式PRT車輛。

通過對系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測試說明本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判定出螺栓連接的健康狀態(tài)。與之前利用其它方法判斷螺栓松動(dòng)方法相比存在適用范圍更廣，實(shí)時(shí)性更高等特點(diǎn)，而以相位差作為判斷螺栓連接健康狀態(tài)的切入點(diǎn)相對于前面方法更為新穎，可對傳統(tǒng)成熟方法進(jìn)行補(bǔ)充與借鑒。

（2）二期工程。

二期工程則將連接更多的村落單元。鎮(zhèn)內(nèi)村落分布不均。為保證各村落居民均能夠便捷地出行，以一期PRT線路為基礎(chǔ)布置二期PRT線路。擬定二期PRT線路全長約21 km，呈環(huán)形布置，途經(jīng)綠島農(nóng)莊、江州村、團(tuán)洲村、老洲村等村落，將各村落之間相互連接，成為鎮(zhèn)內(nèi)的主要線路。線路設(shè)計(jì)根據(jù)主要村落的分布位置考慮，各村落間擁有大量的農(nóng)業(yè)用地，可以適當(dāng)延長站臺(tái)間距，具體可以根據(jù)實(shí)際情況在1～3 km內(nèi)設(shè)置站臺(tái)，項(xiàng)目完工后軌道網(wǎng)將基本布滿整個(gè)江洲鎮(zhèn)地區(qū)，鎮(zhèn)內(nèi)外交通將更加便利。

（3）三期工程。

三期工程將以前兩期工程為基礎(chǔ)，主要環(huán)江洲鎮(zhèn)四周進(jìn)行PRT路網(wǎng)的架設(shè)，與一、二期工程相連接。工程主要基于“出行+環(huán)島游”的思想進(jìn)行架設(shè)，經(jīng)過江洲沙灘、養(yǎng)殖場、老年人活動(dòng)中心等位置，全長約41 km。三期工程線路主要以游玩為主，出行為輔，為游客及鎮(zhèn)內(nèi)居民提供新型交通出行方式，在一定限度上對江洲鎮(zhèn)的旅游發(fā)展及經(jīng)濟(jì)發(fā)展有利。三期工程全部完工后，形成覆蓋全鎮(zhèn)的路網(wǎng)格局，PRT網(wǎng)絡(luò)將連接鎮(zhèn)域內(nèi)的各個(gè)村落、景點(diǎn)，甚至每家每戶，洪澇災(zāi)害來臨時(shí)，居民能夠依靠PRT系統(tǒng)正常出行及生活。

（4）PRT延長線。

后期擬設(shè)計(jì)一條連接匯口鎮(zhèn)的PRT延長線，線路全長約6.6 km，以向陽渠為起點(diǎn)，屬于一期工程的支線，與全部三期工程連接。線路的設(shè)計(jì)聯(lián)通匯口鎮(zhèn)與江洲鎮(zhèn)，極大地方便兩地間的交流。

3.3 造價(jià)淺析

3.4 基于PRT的物資運(yùn)輸

江洲鎮(zhèn)地理位置特殊，生活物資的供給主要通過水路運(yùn)輸進(jìn)行，汛期的運(yùn)輸效率較低，且存在一定危險(xiǎn)性。PRT軌道建設(shè)完成，可以在軌道一側(cè)設(shè)置多個(gè)PRT投遞站，循環(huán)進(jìn)行物資投遞。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為支撐，使用者可以提前利用網(wǎng)絡(luò)預(yù)約PRT投遞車，設(shè)置終點(diǎn)，前往指定投放點(diǎn)將貨物放進(jìn)PRT投遞車，由中央控制系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行線路，將物品準(zhǔn)時(shí)投遞至終點(diǎn)。在日常生活或?yàn)?zāi)害發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)均可以為鎮(zhèn)內(nèi)居民提供生活物資供給。

3.5 遠(yuǎn)期設(shè)想

PRT屬于綠色交通，不占用地面資源，可以提升土地利用率。PRT規(guī)劃時(shí)可以搭配建設(shè)步行系統(tǒng)，打造生態(tài)島，吸引周邊人口定居，供游客參觀游玩。PRT可以與底層架空建筑結(jié)合，形成新型的適用于低洼多澇地區(qū)的抗洪住宅，應(yīng)用于江洲鎮(zhèn)地區(qū)；可以單獨(dú)在建筑外部設(shè)置PRT支撐立柱，架設(shè)私人專有軌道，與主軌道相連，將建筑屋頂或陽臺(tái)作為私人PRT停車點(diǎn)，打造與PRT相結(jié)合的新型防洪建筑；可以在低洼河谷地區(qū)架設(shè)可抵抗洪水的PRT站臺(tái)（安全塔），洪水來臨時(shí)，居民可以及時(shí)（2～5 min）就近爬上附近的PRT站臺(tái)乘坐PRT迅速離開危險(xiǎn)區(qū)域。與主城區(qū)一江之隔的江洲鎮(zhèn)具有較好的區(qū)位優(yōu)勢，地處長江中心，風(fēng)能資源豐富，可以借助PRT打造特色環(huán)島游、油菜花觀光游、花海游，形成度假、農(nóng)家樂、觀光于一體的旅游模式；還可利用PRT發(fā)展農(nóng)業(yè)，自動(dòng)噴灑農(nóng)藥，自動(dòng)播種等。

4 結(jié)語

懸掛式PRT能夠不受天氣、地形的影響，全天候高效運(yùn)行。采用PRT交通能夠減少路面硬化，使雨水更容易滲入地下。在低洼多澇的城市中推廣PRT交通模式，有利于綠色生態(tài)城市和海綿城市的建設(shè)，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)發(fā)揮重要的作用，為低洼多澇地區(qū)應(yīng)對或減少洪澇災(zāi)害提供新的措施。