城市化背景下洪澇災(zāi)害新特點(diǎn)及其形成機(jī)理

李超超，程曉陶，申若竹，劉祺超

(1.寧夏大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038；3. 北京首創(chuàng)股份有限公司，北京 100044)

由于城建區(qū)域擴(kuò)張，不透水面積增加，排水系統(tǒng)建設(shè)等原因，城市化地區(qū)水文特征發(fā)生了顯著變化。隨著人口資產(chǎn)密度提高，同等規(guī)模受淹條件下，災(zāi)害損失顯著上升。城市對(duì)生命線系統(tǒng)依賴性不斷增強(qiáng)，洪災(zāi)受影響范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出受淹范圍。為了保障防洪安全，人們努力構(gòu)建起綜合性的防洪工程體系，提高防洪工程防御標(biāo)準(zhǔn)，使防洪標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的洪澇災(zāi)害損失得以有效減輕。然而，一旦發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害，又會(huì)出現(xiàn)水災(zāi)損失急劇上升的惡劣現(xiàn)象。

近些年，極端氣象事件增多，城市暴雨內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，汛期城市“看海”幾成常態(tài)。根據(jù)2006-2016年中國(guó)水旱災(zāi)害公報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2006年以來(lái)，我國(guó)每年受淹城市都在100座以上(圖1)，其中2010年受淹城市為258座，2012年為184座，2013年為234座。在快速城市化背景下，我國(guó)城市洪澇愈演愈烈。住建部對(duì)351個(gè)城市進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)研，2008-2010年全國(guó)有62%的城市發(fā)生過(guò)內(nèi)澇，超過(guò)3次以上的有137個(gè)，其中有57個(gè)城市的最大淹沒(méi)時(shí)間超過(guò)12 h。城市洪澇災(zāi)害成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

圖1 受淹城市數(shù)的統(tǒng)計(jì)

1 洪澇災(zāi)害一般性特點(diǎn)

1.1 突發(fā)性

大多數(shù)洪澇災(zāi)害具有突發(fā)性特點(diǎn)，特別是強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的局地暴雨、山洪暴發(fā)、江河決堤與水庫(kù)垮壩，而持續(xù)陰雨形成的瀝澇則視為累積型災(zāi)害。由于城市地區(qū)氣溫高、空氣中粉塵大, 形成“雨島效應(yīng)”[1]。2007年7月17日山城重慶遭受了一場(chǎng)特大暴雨，主城區(qū)沙坪壩平均日降雨266.6 mm 。2007年7月18日濟(jì)南全市平均降雨74 mm，市區(qū)是暴雨中心，最大一小時(shí)降雨量達(dá)151 mm。城市化地區(qū)不透水面積增加，排水管網(wǎng)建設(shè)，更多的雨水更快地進(jìn)入河道，使河道洪峰流量成倍增加，洪峰出現(xiàn)時(shí)間提前，已有堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)降低[2]。濟(jì)南“7.18”洪水漲水歷時(shí)僅4 h，市區(qū)各水文站均出現(xiàn)了最高洪峰水位。

1.2 社會(huì)性

洪澇災(zāi)害，不僅會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失，而且還可能引起居民不同程度的心理動(dòng)蕩及社會(huì)動(dòng)蕩。2013 年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“海燕”引了發(fā)菲律賓中南部多起洪水、山洪、山體滑坡、泥石流等災(zāi)害，交通和通訊系統(tǒng)遭到了嚴(yán)重破壞。由于災(zāi)后恢復(fù)能力較弱，生命線系統(tǒng)沒(méi)有得到及時(shí)修復(fù)，造成物資短缺，災(zāi)區(qū)發(fā)生多次災(zāi)民哄搶劫掠救災(zāi)物資事件。洪水災(zāi)害的社會(huì)性主要與一個(gè)國(guó)家的社會(huì)制度、災(zāi)害管理體制與法制、保險(xiǎn)、救護(hù)、救濟(jì)以及防災(zāi)教育和道德風(fēng)尚等因素有關(guān)?？焖俚臑?zāi)后恢復(fù)能夠避免或減輕社會(huì)動(dòng)亂等衍生災(zāi)害帶來(lái)的損失。

1.3 可防御性

洪澇災(zāi)害受自然與人為因素共同影響，隨著城市化與防洪工程體系不斷完善，人為因素對(duì)洪澇災(zāi)害的影響逐漸加重，滲透于洪災(zāi)形成的各個(gè)環(huán)節(jié)(圖2)[3]。

圖2 洪水管理的環(huán)節(jié)

通過(guò)洪水風(fēng)險(xiǎn)管理體系的建設(shè)，可以在一定程度上防御洪水，縮小其影響程度和范圍?？煞烙灾饕闈碁?zāi)害預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，防洪減災(zāi)機(jī)構(gòu)的設(shè)置、防洪減災(zāi)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)與可靠度，防洪減災(zāi)系統(tǒng)的整體性，防洪減災(zāi)投入及其有效性等因素。防御措施可分為工程措施與非工程措施。防洪工程通過(guò)科學(xué)調(diào)度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水在一定范圍內(nèi)的控制，比如通過(guò)水庫(kù)的蓄滯作用削減洪峰流量。由于防洪工程未達(dá)標(biāo)造成重大經(jīng)濟(jì)損失的案例有許多，例如，新奧爾良市由長(zhǎng)達(dá)563 km的防潮堤與防洪墻保護(hù)，而這一關(guān)系城市安危的防洪工程預(yù)期1978年完成，被延期至2015年才完成。由于防洪工程未達(dá)標(biāo)，在2005年卡特里娜颶風(fēng)來(lái)襲時(shí)，新奧爾良市防洪堤多處潰決，幾乎全城被淹，付出了巨大的代價(jià)[4]。通過(guò)防洪預(yù)警、避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移等非工程措施可以縮小洪澇災(zāi)害的影響程度和范圍。例如，2012年“桑迪”颶風(fēng)，紐約市疏散37.5萬(wàn)人，康涅狄格州疏散36萬(wàn)人，新澤西州疏散了沿海地區(qū)的11.6萬(wàn)人，特拉華州疏散了5萬(wàn)人。通過(guò)有效預(yù)警預(yù)報(bào)和避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移，避免了“卡特里娜”式的災(zāi)難性后果，有效地減少了洪澇災(zāi)害造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.4 利害兩重性

雨洪具有利害兩重性，利在于雨洪可作為水資源用于保障城市用水，害在于高強(qiáng)度的降雨會(huì)積水成災(zāi)造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。在城市防洪排澇體系建設(shè)中可以追求化害為利。國(guó)外已有較先進(jìn)的雨水利用技術(shù)，包括屋頂集水技術(shù)、下凹式綠地、滲透設(shè)施等，這些措施也被吸收利用于我國(guó)海綿城市建設(shè)中。一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將雨洪收集利用寫入了法律法規(guī)中。例如，美國(guó)立法強(qiáng)制推行雨洪利用進(jìn)程，德國(guó)發(fā)布了雨水利用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)于1990年開(kāi)始對(duì)城市雨洪資源化進(jìn)行研究，在北京、上海、大連、西安等城市先后開(kāi)展了雨洪利用示范研究。

認(rèn)清洪澇災(zāi)害的特點(diǎn)，可為有針對(duì)性地組織好相關(guān)部門間的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)提供參考。針對(duì)洪澇災(zāi)害的突發(fā)性，需要做好應(yīng)對(duì)極端事件的準(zhǔn)備工作：提高預(yù)報(bào)調(diào)度現(xiàn)代化程度，健全預(yù)警體系，建設(shè)避難系統(tǒng)等。針對(duì)洪澇災(zāi)害的社會(huì)性，需要認(rèn)識(shí)防洪減災(zāi)對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要性，加強(qiáng)全民參與和防洪減災(zāi)社會(huì)化。針對(duì)洪澇災(zāi)害的可防御性，需要把握適度，制定合理的防洪排澇工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)洪澇災(zāi)害的利害兩重性，需要考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)多方面綜合效益，化害為利，實(shí)現(xiàn)雨洪資源化。

2 城市化背景下洪澇災(zāi)害新特點(diǎn)及其形成機(jī)理

與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會(huì)相比較，城市化地區(qū)的洪澇災(zāi)害成因、風(fēng)險(xiǎn)源、發(fā)生頻率、發(fā)生時(shí)間、損失構(gòu)成、影響等特征都發(fā)生了顯著變化，見(jiàn)表1。筆者將這些變化歸納總結(jié)為洪澇災(zāi)害的水文特征的變異性、洪澇災(zāi)害的連鎖性與洪災(zāi)損失的突變性[5]。

表1 農(nóng)業(yè)社會(huì)與城鎮(zhèn)型洪澇災(zāi)害對(duì)比

2.1 水文特征變異性及其形成機(jī)理

水文特征的變異性是指全球氣候變化與快速城鎮(zhèn)化背景下，城市化地區(qū)水文、水力特征序列的分布形式或參數(shù)在整個(gè)序列時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生了顯著變化。涉及到降雨強(qiáng)度、頻次與分布的變化，暴雨徑流量與產(chǎn)匯流過(guò)程的變化，以及排水系統(tǒng)與河湖水系水動(dòng)力過(guò)程及相互作用關(guān)系的變化等。國(guó)外從1960年代就開(kāi)始關(guān)注城鎮(zhèn)化對(duì)水文過(guò)程的影響。Konrad[6]研究顯示，城鎮(zhèn)化導(dǎo)致2年、10年、100年一遇的洪峰分別增加100%～600%，20%～300%，10%～250%。Houghton[7]等人指出，隨著全球氣候變化，許多地區(qū)發(fā)生暴雨洪水災(zāi)害事件頻率增加。Groisman[8]等的研究表明，強(qiáng)降水事件在美國(guó)、中國(guó)、澳大利亞、加拿大、挪威和墨西哥、波蘭等國(guó)家均有所增加。郭生練[9]探討了北京地區(qū)的降雨與氣溫升高對(duì)洪峰流量及洪水頻率的影響。張建云[10]等人研究表明全球氣候變化會(huì)導(dǎo)致極端事件如臺(tái)風(fēng)、暴雨的頻率和強(qiáng)度都有所增加。隨著城市的不斷擴(kuò)張，城鎮(zhèn)水災(zāi)的孕災(zāi)環(huán)境發(fā)生顯著的改變 。以北京市兩次降雨為例，1959年8月6日的一場(chǎng)降雨，降雨總雨量103.3 mm，最大1 h降雨39.4 mm，洪峰流量202 m3/s。1983年8月4日的一場(chǎng)降雨，降雨總雨量97.0 mm，最大1 h降雨38.4 mm，洪峰流量398 m3/s。兩次降雨的總雨量接近，雨型相似，但是1980年代由于城市化程度提高，洪峰流量增大了近1倍。以上海黃浦江為例，1921-2007年上海市地面平均沉降1.98 m，黃浦江黃浦公園站1950年代高潮位平均為4.38 m，2000年以后的平均高潮位為4.95 m[11]，潮位抬升了13.0%。上海地區(qū)地面沉降與高潮位疊加，使得黃浦江的現(xiàn)狀防御標(biāo)準(zhǔn)低于1984年1 000年一遇設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)。

城市化過(guò)程中，水文特征的變異性形成機(jī)理如圖3所示。城市地區(qū)的“熱島效應(yīng)”引發(fā)“雨島效應(yīng)”，導(dǎo)致城鎮(zhèn)地區(qū)更易發(fā)生極端降雨事件。城鎮(zhèn)地區(qū)人口密度大，用水需求大，導(dǎo)致水資源短缺問(wèn)題。部分地區(qū)超采地下水導(dǎo)致地面沉降，城鎮(zhèn)低洼易澇區(qū)域增加，洪澇風(fēng)險(xiǎn)加大。同時(shí)，廢水量的增加會(huì)引發(fā)水污染控制問(wèn)題，一些城鎮(zhèn)內(nèi)澇點(diǎn)的產(chǎn)生與城鎮(zhèn)雨污分流系統(tǒng)建設(shè)不完善相關(guān)。

圖3 變異性形成機(jī)理

隨著城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積的增長(zhǎng)，排水管道的長(zhǎng)度也不斷增長(zhǎng)[12]，兩者成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.96(圖4)。城鎮(zhèn)地區(qū)建筑物密集，不透水面積增加，使得徑流形成規(guī)律發(fā)生變化。排水管網(wǎng)建設(shè)，使得雨水更快向河流匯集。河道水位漲速加快，洪峰流量倍增，峰現(xiàn)時(shí)間提前，加大了洪水控制的難度，為此國(guó)內(nèi)外都加強(qiáng)了城市化進(jìn)程中雨洪綜合管理的量化研究[13]。

圖4 我國(guó)城市建設(shè)用地面積與排水管道長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)

2.2 洪澇災(zāi)害連鎖性及其形成機(jī)理

洪澇災(zāi)害連鎖性是指生命線系統(tǒng)在關(guān)鍵點(diǎn)或面上因洪澇而遭受損害，系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)間形成連鎖反應(yīng)，出現(xiàn)災(zāi)害影響范圍與災(zāi)情急劇擴(kuò)展的現(xiàn)象。城市化地區(qū)洪澇災(zāi)害的連鎖性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是較大洪峰過(guò)程可使沿線城鎮(zhèn)依次受災(zāi)；二是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)涉及很多部門和行業(yè)，特別是城市生命線系統(tǒng)因洪澇受損容易引發(fā)多米諾效應(yīng)。生命線即使發(fā)生短暫的中斷或堵塞，對(duì)于城市居民和各個(gè)產(chǎn)業(yè)與行業(yè)，也是一場(chǎng)巨大的災(zāi)害。比如2011年泰國(guó)發(fā)生半個(gè)世紀(jì)以來(lái)最嚴(yán)重的洪災(zāi)，400多家日資企業(yè)受淹，涉及食品、冰箱、電飯鍋、電子產(chǎn)品以及汽車零部件生產(chǎn)工廠。泰國(guó)洪水令“3.11”地震海嘯后的日本汽車制造業(yè)禍不單行，甚至波及全球IT產(chǎn)業(yè)和亞洲經(jīng)濟(jì)。

當(dāng)城市系統(tǒng)暴露在暴雨洪澇災(zāi)害中，各個(gè)子系統(tǒng)之間和系統(tǒng)內(nèi)部，由于相互依存，就會(huì)形成一張復(fù)雜的網(wǎng)結(jié)構(gòu)，洪澇災(zāi)害連鎖性網(wǎng)絡(luò)演化結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。洪澇災(zāi)害發(fā)生后，引發(fā)生命線系統(tǒng)設(shè)施破壞，當(dāng)破壞達(dá)到一定臨界條件后，引起事故爆發(fā)，并逐一按照某種條件傳遞。

圖5 洪澇災(zāi)害連鎖性網(wǎng)絡(luò)演化結(jié)構(gòu)圖

洪澇災(zāi)害連鎖性演化鏈分為3類：直鏈?zhǔn)健l(fā)散集中式和自循環(huán)式[14]。以下將對(duì)連鎖性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行具體分析，從而辨識(shí)出洪澇災(zāi)害連鎖性的演化規(guī)律，提高暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控能力[15-16]。

直鏈?zhǔn)绞呛闈碁?zāi)害中最常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，圖6給出了3個(gè)元素的直鏈結(jié)構(gòu)。洪澇災(zāi)害爆發(fā)-建筑物倒塌-人員傷亡是一個(gè)具有長(zhǎng)效的影響過(guò)程，隨著城市化程度的加深，構(gòu)成元素會(huì)有所增加，直鏈會(huì)隨之加長(zhǎng)。直鏈演化結(jié)構(gòu)造成的后果往往會(huì)隨時(shí)間不斷累積，如不及時(shí)加以控制，其影響范圍和影響程度將會(huì)擴(kuò)大。因此，對(duì)這類鏈結(jié)構(gòu)應(yīng)該在洪澇災(zāi)害事件發(fā)生前就采取措施以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，如人員撤離、疏散。

圖6 直鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)

圖7給出了發(fā)散集中式鏈結(jié)構(gòu)。發(fā)散式結(jié)構(gòu)是一種因素導(dǎo)致多種后果，如：斷電會(huì)引發(fā)交通事故、客運(yùn)與貨運(yùn)停止、通訊中斷、工商企業(yè)停工停產(chǎn)、供水供電設(shè)備停電等。由此可見(jiàn)電力系統(tǒng)是災(zāi)害演化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵系統(tǒng)，以此為中心洪澇災(zāi)害的影響范圍輻射擴(kuò)散。增設(shè)備用或者替代方案，對(duì)控制影響范圍與減少經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。集中式鏈結(jié)構(gòu)，與發(fā)散式鏈結(jié)構(gòu)相反，是多種因素會(huì)導(dǎo)致同一后果。如斷電、交通事故、地下軌道進(jìn)水、道路積水等都會(huì)導(dǎo)致客運(yùn)貨運(yùn)停止。交通運(yùn)輸系統(tǒng)是洪澇災(zāi)害網(wǎng)絡(luò)演化結(jié)構(gòu)中最敏感的系統(tǒng)。針對(duì)敏感性較強(qiáng)的系統(tǒng)，需要提高自身防災(zāi)能力，降低敏感度。例如，在下立交等易澇點(diǎn)增設(shè)水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、警示標(biāo)志與抽排泵站。在地鐵站入口處臨時(shí)增設(shè)擋板或沙包墻，避免水進(jìn)入地下空間。

圖7 發(fā)散集中式結(jié)構(gòu)

圖8給出自循環(huán)式結(jié)構(gòu)。斷電后交通信號(hào)燈或路燈停止工作，交通事故發(fā)生，路網(wǎng)癱瘓，貨運(yùn)停止，發(fā)電物資不能及時(shí)運(yùn)輸，斷電的影響范圍和時(shí)長(zhǎng)增加，最終導(dǎo)致災(zāi)害對(duì)社會(huì)造成的影響擴(kuò)大。從自循環(huán)鏈結(jié)構(gòu)中可以看出各節(jié)點(diǎn)互為因果關(guān)系，因此隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，洪澇災(zāi)害演化過(guò)程不斷推進(jìn)。若沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的斷鏈處理，這個(gè)循環(huán)鏈可能自行激化，并且能夠無(wú)限修正。由于能量的不斷增加產(chǎn)生破壞也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。因此，自循環(huán)鏈一般是洪澇災(zāi)害演化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這類結(jié)構(gòu)需要采取措施斬?cái)嘌h(huán)鏈接。例如斷電后立即進(jìn)行人為交通疏導(dǎo)，避免交通癱瘓。重要物資比如食物和水，需要保證有一定的儲(chǔ)備量。

圖8 自循環(huán)式結(jié)構(gòu)

2.3 洪災(zāi)損失突變性及其形成機(jī)理

洪災(zāi)損失的突變性，是指不同重現(xiàn)期洪澇災(zāi)害的損失在某一重現(xiàn)期前后出現(xiàn)躍變的現(xiàn)象。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市對(duì)生命線系統(tǒng)的依賴程度越來(lái)越高，洪澇災(zāi)害連鎖性越來(lái)越明顯，導(dǎo)致受影響范圍超出受淹范圍，間接損失甚至?xí)笥谥苯訐p失。當(dāng)損害在一定限度之內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部可以彌補(bǔ)、調(diào)整與快速修復(fù)。一旦損害超出系統(tǒng)防護(hù)與承受能力，災(zāi)情會(huì)急劇擴(kuò)展。城市化地區(qū)洪澇災(zāi)害損失與影響會(huì)發(fā)生激增的現(xiàn)象，不僅與城鎮(zhèn)排水治澇防洪標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，而且取決于承災(zāi)體的脆弱性。城市化背景下洪澇災(zāi)害變突變主要表現(xiàn)在承災(zāi)體的變化與防災(zāi)力的變化。

承災(zāi)體自身的耐水特性，是形成洪災(zāi)損失的內(nèi)因。與農(nóng)舍相比，城市建筑物的耐水性更強(qiáng)。但城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口、資產(chǎn)密度增加，城市對(duì)生命線系統(tǒng)的依賴增強(qiáng)使得承災(zāi)體脆弱性也日趨顯現(xiàn)。同時(shí)洪災(zāi)損失也不僅限于有形資產(chǎn)，信息資料等無(wú)形資產(chǎn)損失也逐漸增加。城鎮(zhèn)地區(qū)的防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)提高，工程措施大大降低了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，但也正是由于這樣的“保護(hù)”，城鎮(zhèn)建設(shè)不斷擴(kuò)張，甚至擴(kuò)張到洪澇高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。原來(lái)洪澇頻繁發(fā)生的地區(qū)受淹頻次減少，人們會(huì)疏于防范，一旦發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水，洪災(zāi)損失會(huì)急劇增長(zhǎng)。因此，城鎮(zhèn)地區(qū)洪澇災(zāi)害的承災(zāi)體會(huì)顯現(xiàn)出較強(qiáng)的脆弱性，洪災(zāi)損失會(huì)表現(xiàn)出突變性。

洪澇災(zāi)害損失突變性的形成機(jī)理見(jiàn)圖9。

圖9 突變性形成機(jī)理

(1)由于城鎮(zhèn)人口財(cái)產(chǎn)密度大，較傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)社會(huì)，同等淹沒(méi)條件下，經(jīng)濟(jì)損失會(huì)增長(zhǎng)。

隨著城鎮(zhèn)發(fā)展，資產(chǎn)人口集中，建筑用地需求變大，建筑物緊鄰河道，約束了河道的寬度甚至擠占了原來(lái)的河灘。城市化對(duì)水文過(guò)程產(chǎn)生影響，增加了洪水風(fēng)險(xiǎn)。城市化后承災(zāi)體脆弱性和致災(zāi)因子的強(qiáng)度與頻率較未開(kāi)發(fā)之前都有所增加。人口、建筑和生產(chǎn)力分布密度越大的城鎮(zhèn)，同級(jí)洪水災(zāi)害所造成的損失就越大；公共建筑分布(如政治、金融、通訊等)密度越大的區(qū)域，洪水災(zāi)害所造成的間接損失就越大。

(2)在防洪排澇工程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，減災(zāi)效益明顯，洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有效降低。一旦發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水，損失會(huì)急劇增長(zhǎng)。

城鎮(zhèn)地區(qū)是洪澇災(zāi)害防治的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，大量排水治澇工程的實(shí)施，防洪工程標(biāo)準(zhǔn)的提高，增強(qiáng)了城鎮(zhèn)的防災(zāi)力。在防洪排澇工程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，減災(zāi)效益明顯，量級(jí)較小的暴雨洪水幾乎不會(huì)造成損失，洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有效降低，但城鎮(zhèn)周邊地區(qū)與河流下游地區(qū)的洪澇風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有所增加。受工程保護(hù)區(qū)域受淹概率減小，原本高風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域被占用，由于防御經(jīng)驗(yàn)與準(zhǔn)備不足，水災(zāi)脆弱性反而凸顯。一旦發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水或暴雨，如堤防、防汛墻、海塘等防洪工程可能會(huì)發(fā)生漫溢或潰決，造成的損失和影響急劇擴(kuò)大。例如，北京市現(xiàn)狀排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。主要河流防洪標(biāo)準(zhǔn)如下：北京市2006-2008年連續(xù)3年，洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失約為2 000萬(wàn)元。2011年“6.23”暴雨，經(jīng)濟(jì)損失13.83億元。2012年“7.21”特大暴雨，水災(zāi)損失激增至116.4億元，比2011年經(jīng)濟(jì)損失增大一個(gè)數(shù)量級(jí)。城鎮(zhèn)地區(qū)雖然已經(jīng)建設(shè)了較為完善的防洪工程體系，但當(dāng)洪水規(guī)模超出了防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，洪災(zāi)損失會(huì)急劇增長(zhǎng)。

(3)城鎮(zhèn)對(duì)生命線系統(tǒng)的高度依賴，致使洪災(zāi)影響范圍超出受淹范圍，間接損失甚至超出直接損失。

以大都市為中心的城鎮(zhèn)群不斷形成，地區(qū)間政治經(jīng)濟(jì)聯(lián)系加深?，F(xiàn)代化城市，洪災(zāi)所造成損失不僅限于有形資產(chǎn)，也包括無(wú)形資產(chǎn)。大都市一旦發(fā)生洪澇災(zāi)害，洪災(zāi)影響范圍會(huì)超出受淹范圍，間接經(jīng)濟(jì)損失可能會(huì)超出直接經(jīng)濟(jì)損失。1992年夏季，美國(guó)密西西比河流域發(fā)生500年一遇的特大洪水，降雨長(zhǎng)達(dá)49 d，沖毀了密西西比防洪工程，洪水席卷了整個(gè)西部地區(qū)，造成損失158億美元。而2005年美國(guó)卡特里娜颶風(fēng)引發(fā)洪水，淹沒(méi)了新奧爾良市，造成直接經(jīng)濟(jì)損失250億美元，總損失840億美元。城市洪澇災(zāi)害損失甚至比流域大洪災(zāi)還要慘重得多，間接損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了直接經(jīng)濟(jì)損失。

3 討論與結(jié)論

我國(guó)正處于快速城市化發(fā)展階段，洪澇災(zāi)害的孕發(fā)機(jī)制、成災(zāi)機(jī)理、損失構(gòu)成與影響范圍等特征的顯著變化，可大致歸納為：水文特征的變異性、洪澇災(zāi)害的連鎖性與洪災(zāi)損失的突變性。水文特征的變異性是指全球氣候變化與快速城市化背景下，水文特征序列的分布形式或參數(shù)在整個(gè)序列時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生顯著變化。洪澇災(zāi)害的連鎖性是指生命線系統(tǒng)在關(guān)鍵點(diǎn)或面上因洪澇而遭受損害，系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)間形成連鎖反應(yīng)，以至出現(xiàn)災(zāi)害影響范圍與災(zāi)情擴(kuò)展的現(xiàn)象。洪災(zāi)損失的突變性是指在同一研究范圍內(nèi)，不同重現(xiàn)期洪澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失在某一重現(xiàn)期前后出現(xiàn)躍變的現(xiàn)象。

認(rèn)清城市化背景下洪澇災(zāi)害的新特點(diǎn)，對(duì)于揭示洪澇災(zāi)害成災(zāi)機(jī)理，不斷強(qiáng)化與完善洪澇應(yīng)急管理體系具有重要意義，有利于防汛指揮部門更為準(zhǔn)確地把握應(yīng)急響應(yīng)啟動(dòng)的等級(jí)與時(shí)機(jī)，更為有針對(duì)性地組織好相關(guān)部門間的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)提供參考。針對(duì)水文特征的變異性，需要深入對(duì)城市環(huán)境下水文特征變化的認(rèn)識(shí)，及時(shí)調(diào)整防洪排澇工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，重視低影響開(kāi)發(fā)。針對(duì)洪澇災(zāi)害的連鎖性，需要識(shí)別出生命線系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與薄弱環(huán)節(jié)，加以重點(diǎn)防護(hù)或采取斷鏈處理，盡力避免連鎖反應(yīng)的發(fā)生。針對(duì)洪災(zāi)損失的突變性，需要采用綜合性防洪減災(zāi)措施，同時(shí)需要重視對(duì)洪澇災(zāi)害間接經(jīng)濟(jì)損失的評(píng)估。