2023关于构建城市内涝应对系统措施思考

下面是小编为大家整理的2023关于构建城市内涝应对系统措施思考,供大家参考。

2021年7月20日，河南省遭遇极端强降雨，郑州等地受灾严重。降雨引发的内涝导致多条城市道路成为行洪通道，郑州地铁5号线沙口站至海滩寺站附近区间的隧道遭洪水倒灌致使列车和乘客被困，造成了重大人员伤亡。

本次暴雨灾害主要由内涝引起，降雨是内涝产生的首要原因，而不当的人地关系，即城镇选址（例如洪泛区城镇建设、生态绿地开发等）和建成环境改造（例如填河、填湖、高密度高强度开发等），是促成内涝的重要原因。从灾害学的角度出发，可从孕灾环境、致灾因子和承载体三个维度来理解内涝的影响因素与作用过程，本文则着重从城市内涝应对的系统措施加以阐述。

一、工程性防灾措施

工程性防灾措施是以历史灾情数据的统计分析作为预测未来灾害发生概率的基础，并据此确定工程防灾的建设标准，例如防洪堤100年一遇标准、排水管网5年一遇标准等。工程性防灾措施可在设定的防灾标准内保障工程自身的安全，且正常发挥防灾工程的保护功能，但是却无法应对超过工程设防标准的等级灾害。在此次暴雨灾害中，地下空间所遭受的伤亡、损失最大。如何在最大程度上预防此种情况的发生？我们以马来西亚“聪明隧道”工程为例，介绍深层隧道与地下道路结构建设的布局方式和防涝运行过程。

马来西亚位于热带地区，暴雨天气频繁且猛烈。其首都吉隆坡经常受到内河泛滥和内涝的影响，吉隆坡市中心的南北向道路饱和，交通拥堵。为了解决以上两个问题，该城市采用地下隧道工程，跨流域调配暴雨洪水，将市中心克朗河和安宠河汇合处的易洪地区的上游水储入蓄水池，并使其流经隧道进入TamanDesa水库，再排放到市区南侧的Keray-ong河中。同时，地下交通使得SungaiBesi的200万人到吉隆坡市中心的出行时间从30min缩短到5min。

聪明隧道竖向共分三层：地下一、二层设置为双向四车道公路隧道，上层交通向南，下层交通向北；
地下三层为防洪隧道，可截取上游河水并分流，以防止市中心两河交叉处洪水内涝，阻止溢水。

该工程有三种工况：（1）在没有暴雨或降雨量少于70m3s时，不需要通过隧道排水；
（2）当雨量大于70m3s且小于150m3s时，洪水被分流到防洪隧道，公路隧道正常使用；
（3）当雨量大于150m3s时，公路隧道全面关闭，并在自动水密性闸门开启让洪水流入之前，允许最后一辆车驶出隧道。此时，整个隧道全部用于排洪，以疏导洪水至蓄水池。此时，该隧道可以抵御百年一遇的洪水。

以上案例给我们以重要启示，在应对水灾内涝方面，地下空间的平时使用与防灾利用结合可发挥重要作用，在地势低洼的易受灾地区开发、建设地下空间，平时作为停车、地下车道等只需配置较少设施便可正常使用的功能区，一旦发生极端内涝灾情，则可通过管理手段提前预警，快速清空地下空间内的人员和车辆物资，作为雨水调蓄池。险情过后排出滞水，转换为平时使用功能。

二、空间对策

空间对策是城乡规划学的核心手段，例如用地布局调整、用地功能置换、开发强度控制等，它们可有效地降低超常规灾害的损失。

1.未来的土地利用。未来的土地利用规划图必须与城市综合防灾风险控制图相吻合，以确定主要的发展方向、合理的开发用地、合适的开发密度以及确保必要的公共安全。开发密度应该与“灾害应急疏散计划”相适应。如果已建成地区位于高风险区，还应制定政策将高风险地区的人口引导至安全的地方生产生活。

2.保护自然生态系统服务功能。保护湿地、河口沼泽地、洪泛平原地区等具有容灾、减灾功能的生态用地。不同的生态用地具有不同的生态服务功能，例如保护沿河的生态廊道，不仅给动物提供了生活空间，且保护了环境，同时也限制了洪水易发地区的建设发展；
保护陡坡上的自然植被，不仅减少了滑坡发生的可能，同时限制了山坡上的开发，有助于减少森林火灾对建成环境的影响。

3.公共服务设施。防灾的公共设施和市政设施是必不可少的。如保护自然的雨水收集排放系统是非常重要的。同时，要在安全地域范围内开发公共服务设施。例如，如果城市计划阻止在洪泛区的发展，那么公共设施和市政设施就不应该建在这些地区或者对这些地区进行服务。公共设施和市政设施应该选址在安全地区，并且要实现高标准建设。供水设施、雨水设施、污水设施和固体废弃物处理设施等均需要谨慎合理地安排选址，避免灾害发生后由于以上设施遭受严重破坏而导致的次生灾害，尤其是处理废弃物的存储、堆放等。

另外一些公共服务设施，如消防站、派出所、应急管理中心、市政府、图书馆、学校、社区中心等要选址在安全的地方，因为其中的许多设施将作为应急避难场所，应急指挥场所等发挥临灾、灾后的紧急应对功能，我们需要保证这类设施的绝对安全。

4.交通系统。土地利用与交通的耦合关系决定了特定的土地利用必须要有与之相匹配的公共交通模式。所以，交通首先围绕土地利用模型的达成而展开，而这又与可持续发展、防灾减灾是紧密联系的。交通系统不能妨碍疏散避难，应根据道路交通的服务水平确定其应急疏散能力，特别是对于海岛型交通来说，这一点尤其重要。同时，交通系统不能增加地区的易损性，例如，如果城市决定阻止在洪泛区的发展，那么公共交通站点、线路以及高速公路就不应该建设在洪泛区内或紧邻其建设。设计危险品运输路线，则需在公共安全与商业、企业利益之间寻找平衡。

5.住区。住房受到灾害的破坏，可能是由于建筑质量不达标，但更多的是来源于住房选址的问题。住房的防灾涉及居住区的选址、开发密度、建筑标准，以及如何对既有的房屋进行加固以满足防灾的要求等。

6.经济发展。经济的可持续发展是防灾的目标之一。在那些本就不适合高强度开发的危险地段，发展休闲娱乐与旅游是非常好的选择。例如，在洪泛区发展休闲旅游，则此地将不必进行大规模的经济发展与开发，这样就会降低周围地区的洪灾风险。同时，如果在这些地方开发得宜，将吸引游客到此地观光，这对当地经济将非常有帮助，可称之为双赢策略。例如，滑雪小径，自行车专用道，徒步小路等，经过精心开发设计，将会对当地经济非常有利。

沿海用地也是同样的道理，沿海地区易受海水的侵蚀，发生自然灾害事件。如果将沿海的大片用地作为私有开发，地方政府只能获得少量出让费，同时必须承担部分灾害救援支出；
但如果将其作为公共用地进行旅游开发，则会吸引大量的游客，收入将远远大于出让费，且灾时亦不会产生严重后果。7.娱乐设施和开放空间。保留娱乐空间和开放空间，可与土地利用和自然生态保护协同考虑，作为灾时的容灾空间，例如沿海、沿江的低地、湿地等。

8．财政资助。由国家、政府投资地方新建的公共设施、基础设施，首先应该考虑公共投资项目的选址安全；
其次应该将是否减少、消除了灾害作为评价资金资助项目的重要标准；
最后需尽可能地投资一些防灾减灾的项目。

三、应急管理

应急管理和临灾疏散是降低人员伤亡的重要对策，依赖城市自上而下的管理水平和自下而上的治理能力。城市自上而下的应急管理，受制于监测、预警、事件分类分级、责任认定、信息发布、处置能力等各个环节的衔接效率、工作人员的业务水平及科学素养等，环节越多往往越容易贻误战机；
自下而上的城市治理则是第一时间监测并感知，第一时间采取行动进行先期处置的重要举措。

本次郑州暴雨事件，居民利用自媒体，如微信朋友圈、微博、抖音等手机app发布所在地的实时灾情，构成了网络众包大数据，对居民疏散避难、居民自救与互救、官方及民间救援队伍的投入等起到了非常重要的引导作用。然而依赖手机和网络自下而上的组织模式却受制于城市基本的通讯网络的供给和供电网络的保障，即城市生命线网络发挥正常的服务能力。可见，供电系统和通讯系统已经成为城市治理的重要支撑网络。

笔者认为，确定性工程措施是防御未来一定范围内确定性灾害的有效措施，是城市防灾的刚性底线；
城市空间对策与应急管理等则是应对超常规灾害的必要手段。三者最为综合应对办法，彼此互相做冗余备份，不可强调其中之一。

城市水灾，“海绵城市”和排水系统不该“背锅”

今年7月17日以来，郑州持续多日遭受暴雨袭击，尤其是20日16时至17时，雨量即达到201.9毫米，相当于1小时下了以往一年13的降水量。这也是全球大中城市的小时雨强的最大记录。根据初步分析，小时降水、日降水的概率、重现期，均堪称“千年一遇”。千万级人口的大城市遭受极端暴雨袭击，损失惨重令人惋惜。

洪水灾害自古以来都是全球最严重的自然灾害之一，洪水、干旱、地震和滑坡等4种自然灾害中，洪水灾害发生次数、造成影响的人数和经济损失都是高居首位的，死亡人数仅次于最具破坏性的地震灾害。尤其是受全球气候变化和人类活动的影响，极端暴雨事件的发生更加频繁，洪水灾害也对城市的威胁越来越大。

假如遇到千年一遇的水灾，xx如何应对城市水灾？7月24日，记者采访了xx大学土木工程学院水利系教授、xx市水利学会防汛专委会主任xx。

“海绵城市”应该“背锅”吗？

当特大暴雨来临，“海绵城市”为什么屡屡失灵？“海绵城市”该为城市水灾“背锅”吗？xx认为，为城市水灾“背锅”，这是对“海绵城市”的苛责。

所谓“海绵城市”，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时能及时吸水、蓄水、渗水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

首先，从目的来说，“海绵城市”本身就不是为应对郑州这样百年一遇、千年一遇的特大暴雨建设的。“海绵城市”的建设，可以解决中小雨的径流蓄滞问题，可以缓解两年一遇或五年一遇的暴雨，但无法解决高强度暴雨所造成的内涝。“就像一块海绵，可以吸收一定程度的水，但如果远超标准，它也吸收不了。”

更重要是的，应对强降雨不是“海绵城市”的唯一目的。“雨水也是一种重要资源。”xx说，城市道路、建筑、空地多是硬化地面，降雨之后，雨水会留在地面洼处或顺管道排走，这对内陆或北方缺水城市来说，降低了雨水资源的利用。

“海绵城市”建设后，通过渗、滞、蓄、净、用、排等技术，部分水就可以渗到地下，减少洪水总量、延迟洪峰行程时间和防洪除涝的同时，还有利于城市雨水利用和地下水补给，同时还能帮助初雨污染净化。

“所以，从顶层设计考虑，大力推行建设‘海绵城市’，是为了科学、全面、综合地解决城市地区的水问题。”xx认为，要客观认识“海绵城市”的作用，不能寄希望于其应对特大暴雨。

一、没有排水系统可应对千年一遇的暴雨

当特大暴雨来临，马路成游泳池，车辆被淹没，地铁、隧道灌水为什么一个现代城市的排水系统无法应对？

事实上，对于城市型水灾害，尤其当暴雨洪涝达到超标准的规模，完全依靠工程措施来控制是很难的。

俗话说，“有多大脚，穿多大鞋”。城市排水系统的设计也是因地制宜的，每座城市的地理气候条件不同，因此排水系统建设标准也不一样。如果强行让内陆城市按照沿海城市的标准建设排水系统，显然是“大材小用”。

“没有城市的排水系统可以应对千年一遇的特大暴雨。”xx表示，无论从经济角度，还是从自然条件，都不能要求一座城市为了备战千年一遇的特大暴雨，去修一条几十年甚至几百年都用不上的下水道。如何平衡未来风险和当下利益，这也是一个非常复杂的社会问题。

而城市大范围的防洪，主要针对发生概率较小的大型洪水，以超标准排放系统来实现，如xx地区的xx等。xx认为，随着全球气候变暖，极端气候频发，xx这座超大型世界级城市也要考虑典型台风、暴雨、高潮位和上游下泄洪水多碰头的极端情况。

他建议，在总结目前深隧试验段的基础上，制定深隧建设的规划。深隧，就是埋设在深层地下空间的大型储水排水隧道。暴雨来临时，多余的水可以流进“深隧”暂时储存起来，暴雨过后，开启地下泵站，将“深隧”里的水排走，循环利用于河道、湖泊和地下水的补给，或作为城市绿化灌溉、路面和公共卫生设施的冲洗等。

最典型的就是日本东京深邃工程——东京“地下神殿”，工程按照“五至十年一遇”（以国内标准可达百年一遇）的排水标准建设，最大排洪流量可达200立方米每秒。历时15年，于2007年建成。

二、当工程措施“失灵”

类似郑州这样极端暴雨的灾难规模，已远超出了防洪排涝工程的调控能力。“现代智慧城市的防洪排涝设施体系建设是一个较为复杂的过程。”xx表示，除了运用工程措施以外，非工程措施的建设也非常重要，如编制洪水风险图，利用云计算、大数据、物联网等新技术，建立城市防汛智能监测系统、城市智能型防洪减灾决策支持系统、城市防洪智能调度系统等，大力发展适应时代的智慧防洪排涝设施体系。

首先，以调查为基础、评估为支撑，客观认识当前全市和各区水旱灾害、海洋灾害致灾风险水平、承灾体脆弱性水平及风险水平、防灾减灾救灾能力，以便科学预判。

“编制洪水风险图，掌握不同频率暴雨风暴潮及其组合下的城市高风险点和重点隐患地区，深度剖析城市自身的防洪能力非常重要。”洪水风险图，是对可能发生的超标准洪水的演进路线、到达时间、淹没水深、淹没范围及洪水流速等洪水特征进行预测，以标识受洪水威胁区域各处危险程度的一种地图，还包含逃生区域和逃生路线等避难信息。

其次，实现水灾的实时监测和预报预警。现代智慧城市的防洪排涝设施体系建设，需要利用大数据、云计算、遥感等现代化技术，努力实现实时监测、精准预报、精准预警、精准调度、精准处置。

“除技术层面外，多部门协作配合非常重要。”xx提醒说，城市防洪涉及多个部门，如水利部门、气象部门、住建部、应急管理部等，利用城市智能化管理平台，建立科学有效的现代智慧城市防洪排涝设施体系。

“城市防洪不单单是政府或某些部门的工作，更需要全民普及防洪知识，提高全民防汛意识。只有政府、社会协同，全民参与，才能最大限度地降低洪灾损失。”xx说。

城市如何应对极端降雨事件？从人民群众生命安全角度重新审视城市建设标准

郑州暴雨给城市建设提出了一个非常严峻的问题，城市如何应对极端降雨事件？

黄河勘测规划设计研究院有限公司董事长、黄河水沙调控和重大水利工程设计学术带头人xx告诉科技日报记者：“必须从确保人民群众生命财产安全的角度，重新审视城市建设标准！”

xx认为，首先要从保障国家安全的底线思维来重新审视城市重大基础设施建设。郑州市是国家中心城市，地处西南山前丘陵和东部黄河冲积平原的过渡地带，地理和气候条件复杂，洪涝灾害频发，是全国31个防汛重点城市之一。目前，包括郑州在内，城市大量的配电设施包括强电和弱电均布置在地下空间，一旦遭遇超标准洪水，地下空间进水，城市电力、通信等重大基础设施都将中断，甚至导致整个城市瘫痪，应从保障国家安全的底线思维来审视城市基础设施建设，重要的基础设施应能防范化解“黑天鹅”事件带来的重大风险。

“其次，要从确保人民群众生命安全的角度重新审视城市建设标准，应分级分类建立相应标准。”xx说，近年来，我国极端气象事件总体增多增强趋势明显，由极端气象事件引起的多灾并发特征十分明显，对经济社会影响十分复杂。城市规划建设除按照国家标准要求，除防洪排涝体系要达到相应的标准外，对城市地铁、住宅小区、大型办公楼、地铁、地下车库等各类建筑物应该建立分级分类防洪安全设计标准，以确保人民群众生命安全。同时，城市地铁、住宅小区、大型办公楼、地铁、地下车库等规划建设应该由相关管理部门开展洪涝风险安全评价，做到以低成本的规划建设换取高的防洪效益。

其三，应区分“海绵城市”建设和城市防洪之间的概念。xx表示，“海绵城市”是指城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，是低影响开发城市雨水系统构建。“海绵城市”在应对雨水带来的内涝灾害方面具有良好的弹性，但是，再好的“海绵城市”建设也无法还原天然下垫面的吸存能力，因此，“海绵城市”并不能包打天下，若遇远超标准洪水也无法吸收，城市依然会发生洪涝灾害。因此，应高度重视城市防洪规划和设计建设，对郑州这样的国家中心城市的防洪问题，既要重视“排”，也要重视水系联通对水量的消纳和平衡，更加要重视“蓄”，应结合“海绵城市”建设，在郊外低洼地区开辟湿地公园和城市防洪相结合的引蓄（导引滞蓄）洪水工程。

xx表示，还应对城市上游水库进行彻底加固改造。在郑州市内河上游共有水库12座，

其中中型水库7座，小型水库5座，多为建成年代较早土坝。土坝坝身散粒体结构，遭遇超标准洪水极易溃决，对郑州城市安全影响巨大。因此，对溃坝风险影响城市安全的大中小型水库，应进行彻底改造，提高工程韧性，遭遇极端自然灾害大坝缓溃甚至不溃，最大程度减轻自然灾害风险和损失。

最后，还应加强市民避险意识和非工程预警建设。应通过各种途径向市民深入宣传内涝风险、风险区域及相关防灾减灾避险措施，使各种加大洪涝风险和防洪压力的社会行为得到控制，加强市民的防灾避险意识。应强化集内涝监测、预测预警、调度决策、灾情宣传发布于一体的城市内涝实时监测预警系统建设，结合预报降雨资料进行预测预警，并建议建立城市重大自然灾害警报机制，及时有效地提醒市民进行紧急避险。