淺析超大型城市澇災(zāi)成因及對(duì)策

(上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，上海 200233)

近年來，城市洪澇水災(zāi)的現(xiàn)象相繼出現(xiàn)，如：武漢、深圳、廣州等城市強(qiáng)暴雨造成的“看?！钡膱?bào)道給人們留下了深刻的印象。2012年7月21日,北京普降暴雨形成洪澇災(zāi)害造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2013年10月8日,上海遭遇“菲特”臺(tái)風(fēng)，造成全市受災(zāi)人口12.40萬，直接經(jīng)濟(jì)損失約9.53億元。上海作為國(guó)際化大都市，超大型城市，如何應(yīng)對(duì)和防治洪澇水災(zāi)，提高防澇能力，減少水災(zāi)損失，降低水災(zāi)威脅，確保城市防汛安全，是十分重要而緊迫的現(xiàn)實(shí)問題。

1 澇災(zāi)成因分析

1.1 自然因素

上海市為沿海城市，自然地理區(qū)位、水文、氣象條件，決定了上海是易受臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪潮、澇災(zāi)威脅比較嚴(yán)重的地區(qū)。

1.1.1 地理區(qū)位因素

上海市位于長(zhǎng)江流域和太湖流域的最下游，瀕江臨海，是典型的江南水鄉(xiāng)，屬平原感潮河網(wǎng)地區(qū)，水網(wǎng)發(fā)育，全境地勢(shì)低平，平均地面高程4.00m左右，其中上海市西部地區(qū)地面高程一般在2.00～3.50m。上海四季分明，雨量充沛，常年平均降水量1191mm，汛期6—9月降雨量占全年的60%以上，平均每年影響上海的熱帶氣旋有2個(gè)。獨(dú)特的自然地理區(qū)位和發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件，往往遭受洪澇災(zāi)害損失特別嚴(yán)重。

1.1.2 臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降雨是引發(fā)澇災(zāi)的基本因素

上海市夏、秋兩季常受臺(tái)風(fēng)暴雨影響，臺(tái)風(fēng)暴雨往往降雨強(qiáng)度大且集中，并引起氣象潮增水，引發(fā)特大高潮和大浪，導(dǎo)致潮水漫堤，如適逢天文高潮和上游洪水下泄，往往造成更大災(zāi)害。在2013年10月8日“菲特”臺(tái)風(fēng)期間，降雨強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，全市普降大暴雨到特大暴雨，最大24h降雨達(dá)332mm，全市共有24個(gè)站累計(jì)雨量超300mm，274個(gè)站雨量超200mm，48h累計(jì)雨量為上海1999年梅雨季以來最大的一次。據(jù)氣象部門分析，24h雨量是本市52年來最大的一次，暴雨造成河水普遍上漲滿溢，嘉定、金山、青浦、松江及中心城區(qū)等地區(qū)大面積積水，受災(zāi)嚴(yán)重。

1.1.3 上游洪水下泄迅猛是引發(fā)澇災(zāi)的外在因素

由于上海地處太湖流域下游，是太湖流域泄洪通道地區(qū)，隨著治太一期骨干工程實(shí)施——太浦河、紅旗塘的開通、攔路港的擴(kuò)大，為太湖、杭嘉湖、陽澄淀泖地區(qū)洪水的下泄提供了直接的通道，加上受黃浦江下游潮汐的頂托，導(dǎo)致上游地區(qū)水位壅高，特別是在太湖流域發(fā)生大洪水時(shí)，不僅抬高黃浦江上游地區(qū)水位，而且使得黃浦江上下游水位差縮小，比降變平，河網(wǎng)水位迅速上漲。在“菲特”臺(tái)風(fēng)期間，受“菲特”帶來的特大暴雨影響，杭嘉湖地區(qū)及淀泖地區(qū)河道來水迅猛增加，太湖流域洪水下泄量大，上游地區(qū)河網(wǎng)水位快速上漲，致使黃浦江上游水位低潮潮位抬升，高潮潮位超高，最低潮位從10月8—10日連續(xù)3d超過3.00m，導(dǎo)致內(nèi)河水位持續(xù)高漲，嚴(yán)重影響區(qū)域排澇，發(fā)生局部漫堤甚至垮塌，因洪致澇。

1.1.4 沿海潮位頂托持續(xù)超警是致澇的疊加因素

“菲特”影響期間，恰逢天文大潮期，黃浦江干流、長(zhǎng)江口及杭州灣潮位站潮位較高，出現(xiàn)超警或超歷史潮位。8日吳淞口實(shí)測(cè)午潮潮位達(dá)5.15m，超過警戒線0.35m；蘇州河口實(shí)測(cè)潮位達(dá)5.17m，超過警戒線0.62m；松江米市渡實(shí)測(cè)潮位達(dá)4.61m，超警戒線1.11m，也超過歷史最高的4.38m，創(chuàng)歷史新紀(jì)錄；其中黃浦江上游米市渡潮位10月6—11日，超警12次，并創(chuàng)下4.61m的歷史最高潮位。松江、青浦、金山等11個(gè)站點(diǎn)的內(nèi)河水位也同時(shí)創(chuàng)出歷史新高，在臺(tái)風(fēng)、暴雨、天文高潮和上游洪水“四碰頭”的共同作用下，排水水閘外受高潮位頂托，外排不暢，加上河網(wǎng)調(diào)蓄量有限，承泄上游地區(qū)大量下泄洪水和本地區(qū)強(qiáng)降雨產(chǎn)生的徑流，造成河道水位全面超警，朱涇、楓涇、廊下街鎮(zhèn)內(nèi)澇嚴(yán)重，大量農(nóng)田受淹，部分堤防出險(xiǎn)漫溢，加大了災(zāi)害程度。

1.2 工程設(shè)施因素

1.2.1 區(qū)域除澇能力偏低，除澇工程建設(shè)滯后

上海市區(qū)域除澇能力總體為10—15年一遇，但抵御“菲特”臺(tái)風(fēng)仍有較大差距，主要原因：?在城市化進(jìn)程中，隨意填堵河道、不按規(guī)劃補(bǔ)償、先填后開、填后不開等現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，造成許多城市化地區(qū)水面率不斷降低，河道調(diào)蓄庫(kù)容減少，降低了河道的防澇能力；?水利片規(guī)劃外排水閘泵站尚待建設(shè)，尤其規(guī)劃排海水閘有待加快建設(shè)；?有些低洼區(qū)雖然水面率較高，但河道水位預(yù)降不到位，使得河道有效調(diào)蓄庫(kù)容驟減，影響河道的防澇能力。

1.2.2 城鎮(zhèn)排水標(biāo)準(zhǔn)偏低，排水系統(tǒng)不完善

?現(xiàn)狀排水系統(tǒng)排水標(biāo)準(zhǔn)偏低，與國(guó)家新要求有較大差距?！胺铺亍迸_(tái)風(fēng)發(fā)生時(shí)，中心城區(qū)320個(gè)雨水排水系統(tǒng)中，排水標(biāo)準(zhǔn)大部分為一年一遇及以下，管網(wǎng)普及率為76.52%，管網(wǎng)達(dá)標(biāo)率為84.96%，泵站配泵率75.77%；外環(huán)內(nèi)的228個(gè)雨水排水系統(tǒng)中，管網(wǎng)普及率為83.64%，管網(wǎng)達(dá)標(biāo)率為86.54%，泵站配泵率81.09%，均處于相對(duì)較低的水平，雨水排水系統(tǒng)性較差，且建設(shè)相對(duì)滯后。?城市化地區(qū)(特別是近年來開發(fā)的地區(qū))一方面地面徑流系數(shù)控制不夠，其實(shí)際徑流系數(shù)較設(shè)計(jì)值偏高，對(duì)城市防汛排澇安全帶來了不利影響；另一方面城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)存在不少隱患，特別是排水系統(tǒng)還有空白地區(qū)，民星南、報(bào)春、大定海、漢陽、江場(chǎng)、寶工北、施灣、廣肇、空港物流、大名、宜川東和永和南等雨水排水系統(tǒng)的泵站配泵率較低，泵站配套不完善。?城鎮(zhèn)排水和河道除澇相結(jié)合的排水防澇體系還有待進(jìn)一步完善，陸域排水與河道及外圍除澇能力的匹配是確保城市排水安全的重要條件，市域范圍內(nèi)的除澇設(shè)施達(dá)標(biāo)率僅為28%左右，城市排水與外圍防洪除澇設(shè)施能力的不匹配，是造成地區(qū)防汛壓力、形成積水隱患的重要因素之一。

1.3 管理因素

1.3.1 上游水情工情變化加劇了下游澇災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)

太湖流域上游地區(qū)從20世紀(jì)80年代起，城市建設(shè)發(fā)展加速，上海市界以西上游地區(qū)湖蕩圍墾和圩區(qū)建設(shè)，使上游調(diào)蓄庫(kù)容大大減少，增加了洪水下泄的強(qiáng)度，工情水情發(fā)生了變化，90年代以來，太浦河工程的建設(shè)和紅旗塘通道的開通，也使上游洪水進(jìn)入上海境內(nèi)的時(shí)間縮短，速度加快。同時(shí)，上海地區(qū)分片綜合治理工程逐步完善，西部圩區(qū)建設(shè)加快，城市雨水外排黃浦江能力增強(qiáng)，使黃浦江上游江段和西部地區(qū)河網(wǎng)受洪水與潮汐雙向作用現(xiàn)象日趨明顯。太湖流域的下墊面和雨情、水情、工情的變化，影響了流域下泄水量時(shí)空變化，導(dǎo)致上海西部地區(qū)河網(wǎng)洪水位抬升加快，一定程度上增加了下游澇災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3.2 城市化建設(shè)管理中與水爭(zhēng)地降低了地區(qū)防澇能力

近年來，上海市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得城市化速度越來越快，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，路面被混凝土、瀝青等不透水材料覆蓋，綠地變成了水泥地，由此造成了暴雨產(chǎn)匯流的下墊面發(fā)生了很大變化，這意味著雨水不能滲透到地下，而不得不進(jìn)入城市的排水管網(wǎng)被排走，增加了排水負(fù)荷。在遭遇同樣降雨情況下，產(chǎn)流更多，匯流更快；城市化過程中，在利益的驅(qū)動(dòng)下，部分地區(qū)出現(xiàn)了填河要地、斷河筑路等破壞自然水系的行為，與河水爭(zhēng)地的結(jié)果是削弱了河網(wǎng)的調(diào)蓄能力和排水能力；此外地面沉降也大大降低了地區(qū)的防洪能力，造成同樣水位，受淹范圍擴(kuò)大，受淹水深增加，災(zāi)害損失加重。

此外，防澇排水工程重建輕管等體制弊端也十分明顯，工程建成后，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)難以足額到位，管理各自為政，使得水利設(shè)施的減災(zāi)作用不能充分發(fā)揮。

2 超大型城市防澇對(duì)策思考

2.1 提高超大型城市的防澇標(biāo)準(zhǔn)

提高防澇標(biāo)準(zhǔn)，完善防澇規(guī)劃，是提高特大型城市防澇能力的頂層設(shè)計(jì)。針對(duì)上海市防汛排水設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)不高、能力不足等問題，市、區(qū)聯(lián)手，高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，從防澇治澇系統(tǒng)的角度，運(yùn)用現(xiàn)代海綿城市建設(shè)新理念和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，加強(qiáng)水陸整體防御，系統(tǒng)布局，城鎮(zhèn)排水標(biāo)準(zhǔn)提高到3—5年一遇(1h計(jì)降雨量)，區(qū)域除澇標(biāo)準(zhǔn)提高到20年一遇(24h計(jì)降雨量)，充分利用平原感潮河網(wǎng)自然特點(diǎn)，強(qiáng)化河網(wǎng)管網(wǎng)銜接，高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃排水系統(tǒng)、配套河道泵閘和流域防洪堤防等工程措施，實(shí)施海綿城市建設(shè)，通過增加暴雨下滲量減少?gòu)搅鳌⑼七M(jìn)低影響開發(fā)、雨水削峰調(diào)蓄、疏拓河道增加水面，以及控制豎向高程、布置地面應(yīng)急滯水區(qū)和調(diào)蓄管道功能拓展等措施，構(gòu)建“布局合理、蓄排結(jié)合、高效安全”、與上海國(guó)際化大都市相適應(yīng)的防澇保安體系。

2.2 加大防澇設(shè)施的建設(shè)和管理

建管并重，科學(xué)調(diào)度。加大防澇設(shè)施資金投入，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)城市排水系統(tǒng)、泵閘河網(wǎng)排水設(shè)施，提高防澇工程設(shè)施能力。加強(qiáng)排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)和監(jiān)管，及時(shí)消除道路、居民小區(qū)和工業(yè)園區(qū)排水管網(wǎng)堵頭、瓶頸、倒虹、河道及管網(wǎng)積泥等隱患，利用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，通過河網(wǎng)與管網(wǎng)模型分析預(yù)測(cè)，科學(xué)實(shí)施河道泵閘與排水泵站的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，統(tǒng)籌防澇設(shè)施聯(lián)合協(xié)同調(diào)度，確保在設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度下，河道水位不超過最高除澇水位，形成與雨水排水需求相適應(yīng)的河道水系和防澇安全保障體系，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)降雨的防澇能力，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

2.3 加強(qiáng)智能防澇系統(tǒng)建設(shè)

上海是超大型城市，應(yīng)加強(qiáng)智能防澇系統(tǒng)建設(shè)，提升預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警及應(yīng)急處置工作。結(jié)合上海自然地理?xiàng)l件，降雨、臺(tái)風(fēng)、上游洪水和潮汐對(duì)上海澇災(zāi)影響機(jī)理，加大對(duì)上海氣候、氣象、水文等大數(shù)據(jù)和規(guī)律的分析研究，制定全市防澇風(fēng)險(xiǎn)圖，做到精細(xì)化模擬、精準(zhǔn)化防治，提高預(yù)報(bào)預(yù)警的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，實(shí)施科學(xué)合理的應(yīng)急預(yù)案，完善市區(qū)預(yù)警銜接，細(xì)化流程，強(qiáng)化防汛、氣象、路政、交通等部門協(xié)同，落實(shí)責(zé)任，及時(shí)向社會(huì)公眾發(fā)布，動(dòng)員全市力量共同防澇，提高精細(xì)化、智能化防澇能力和水平。

2.4 發(fā)動(dòng)全社會(huì)參與防澇減災(zāi)

加強(qiáng)社會(huì)宣傳，充分發(fā)揮各種主流宣傳媒體和自媒體的作用，及時(shí)發(fā)布相關(guān)預(yù)警信息和防澇指令，及時(shí)向社會(huì)公眾發(fā)布安全提示。發(fā)動(dòng)全市街鎮(zhèn)、居委會(huì)、村委會(huì)等各基層組織，積極行動(dòng)，全民參與防澇減災(zāi)，監(jiān)督或參與有關(guān)部門疏通所屬地排水溝渠、下水道等，維護(hù)排澇泵閘等排水設(shè)施。在臺(tái)風(fēng)暴雨期間通知居民群眾減少戶外活動(dòng)，增強(qiáng)避險(xiǎn)自救意識(shí)。鼓勵(lì)通過購(gòu)買洪澇災(zāi)害保險(xiǎn)等金融手段，加大社會(huì)救助，減少澇災(zāi)損失。

3 結(jié) 語

上海市的防澇是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除考慮地勢(shì)、臺(tái)風(fēng)、暴雨、上游洪水、沿海天文高潮位以及城市防澇設(shè)施和管理運(yùn)行等因素外，還與超大型城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市發(fā)展歷史文化密切相關(guān)。城市河道和排水系統(tǒng)的建設(shè)改造還應(yīng)統(tǒng)籌城市水資源保護(hù)和利用、水環(huán)境改善、水文化傳承，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和智能化等新科技和治水新理念，遵循生態(tài)文明建設(shè)的要求，實(shí)現(xiàn)人水和諧，更好地服務(wù)城市可持續(xù)發(fā)展，保障城市安全。