韌性城市

王家卓

鄭州雙湖科技城，是鄭州海綿城市建設(shè)試點(diǎn)

2021年7月20日，鄭州市發(fā)生特大暴雨，導(dǎo)致了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。汛情發(fā)生后，各方力量馳援河南，配合當(dāng)?shù)卣岆U(xiǎn)救援。與此同時(shí)，這場特大暴雨也引發(fā)了城市安全的一些思考。

降雨有多大？

根據(jù)中國氣象網(wǎng)的消息，2021年7月20日，河南省中北部地區(qū)發(fā)生特大暴雨，截至7月20日16時(shí)，最大累計(jì)降雨量537.3mm（發(fā)生在滎陽市），其中，鄭州市累計(jì)降雨量達(dá)457mm，最大雨強(qiáng)（20日16-17時(shí)）達(dá)201.9mm，突破了歷史最大值（1975年，189.4mm）。

鄭州市常年平均全年降雨量為632mm，本次強(qiáng)降雨24小時(shí)降雨量已經(jīng)達(dá)到鄭州市全年平均降雨量的72.3%。

鄭州市內(nèi)澇防治的標(biāo)準(zhǔn)是50年一遇，對應(yīng)的降雨量折算到最大一小時(shí)也就83mm，而且根據(jù)國家相關(guān)文件的要求，這一目標(biāo)是要在2035年達(dá)到的。本次“7·20”降雨最大1小時(shí)的降雨量達(dá)到了內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)的2.4倍，是百年一遇1小時(shí)降雨量92mm的2.2倍。

給水以空間，建設(shè)韌性城市。

這次鄭州降雨有沒有達(dá)到網(wǎng)上說的“千年一遇”？可以和一些大家比較熟悉的城市做一下對比。

比如，和日本首都東京比一下。

東京多年平均降雨量1529mm，5年一遇1小時(shí)降雨量為55.6mm，20年一遇1小時(shí)降雨量為75.4mm，百年一遇1小時(shí)降雨量為97.4mm。也就是說，鄭州本次最大小時(shí)降雨量是日本東京百年一遇1小時(shí)降雨量的2倍以上。

和國內(nèi)降雨量比較多的武漢市相比，可以發(fā)現(xiàn)：武漢市5年一遇1小時(shí)降雨量為55.2mm，20年一遇1小時(shí)降雨量為78.3mm，百年一遇1小時(shí)降雨量為104.3mm，鄭州“7·20”最大1小時(shí)降雨量也接近武漢市百年一遇1小時(shí)降雨量的2倍。

通過上述比較可以發(fā)現(xiàn)，本次鄭州特大暴雨歷史罕見，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過百年一遇。

排水能力不足？

鄭州市7月20日強(qiáng)降雨造成的洪澇災(zāi)害破壞力極大，從目前的報(bào)道來看，災(zāi)害的類型可以分為：低洼處積水、城市道路行洪、地鐵等地下設(shè)施大量進(jìn)水，城市停水停電等幾種類型，呈現(xiàn)出洪澇交織的特點(diǎn)。

正如前文分析，本次降雨強(qiáng)度之大，達(dá)到內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)下降雨強(qiáng)度的2.4倍。2021年4月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)城市內(nèi)澇治理的實(shí)施意見（國辦發(fā)[2021]11號）》，文件中明確提出，到2025年，各城市因地制宜基本形成“源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉、超標(biāo)應(yīng)急”的城市排水防澇工程體系。從文件的要求中可以看出，我國的排水防澇工程體系包括四個(gè)部分，分別為源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉和超標(biāo)應(yīng)急這四段，這四段相互配合，各司其職，來保障城市安全。

對鄭州這樣的城市來說，源頭減排是應(yīng)對日降雨量20～30mm的降雨，管網(wǎng)排放要解決小時(shí)降雨量30～50mm的降雨，蓄排并舉來削減峰值流量，是要解決小時(shí)降雨量50～83mm（此處為概數(shù)，根據(jù)相關(guān)信息估算的數(shù)值）左右的降雨量，小時(shí)降雨量超過83mm要靠應(yīng)急管理來解決。需要注意的是，根據(jù)這份國辦文件的要求，鄭州市要在2035年達(dá)到50年一遇的降雨應(yīng)對能力。也就是說，在2035年之前，可能超過50mm/h的降雨就要靠應(yīng)急來解決。

此次鄭州最大小時(shí)降雨量達(dá)到了201.9mm，這顯然不是靠源頭海綿、靠管網(wǎng)泵站、靠調(diào)蓄設(shè)施就能夠解決的，這時(shí)主要是靠“超標(biāo)應(yīng)急”，即對超過內(nèi)澇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的降雨，在常規(guī)工程措施都已經(jīng)實(shí)效的情況下，采用非常規(guī)應(yīng)急的方式來降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

海綿城市有用嗎？

有輿論質(zhì)疑，既然源頭海綿設(shè)施和排水管網(wǎng)都解決不了鄭州這次的特大暴雨，還應(yīng)該投錢來建設(shè)源頭海綿，并高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)雨水管網(wǎng)嗎？

回答這個(gè)問題之前，需要先了解一下什么是雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般用T年一遇來表示（比如T=3、5、20、50），這個(gè)T實(shí)際上是降雨在1年中發(fā)生的概率。比如鄭州市100年一遇1小時(shí)降雨量為92mm，這就表示在1年的時(shí)間里，鄭州市發(fā)生達(dá)到92mm/h降雨量的可能性為1/100，根據(jù)概率論的相關(guān)知識，在100年內(nèi)發(fā)生一次小時(shí)降雨量達(dá)到92mm的概率為63.40%。

在了解了重現(xiàn)期的定義后，再來回答上述問題。本次鄭州特大降雨屬于發(fā)生概率極低的降雨。而相對低一些重現(xiàn)期的降雨，比如5年一遇的降雨，在1年內(nèi)發(fā)生的概率達(dá)到20%，5年內(nèi)發(fā)生1次的概率達(dá)到67.23%，10年內(nèi)發(fā)生1次的概率為89.26%。很顯然，會更容易遇到的是低重現(xiàn)期的降雨。而源頭海綿設(shè)施和排水管網(wǎng)正是為了解決3～5年一遇的降雨，這也是平時(shí)會更多遇到的降雨。

要想解決50年一遇的內(nèi)澇，管網(wǎng)雖然不是解決問題的全部，但也是十分重要的內(nèi)容。所以，鄭州今后還應(yīng)該和全國其他城市一樣，系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市的建設(shè)，按照國務(wù)院辦公廳關(guān)于內(nèi)澇治理文件的要求，抓緊推進(jìn)排水防澇設(shè)施建設(shè)。否則，這次遭遇千年一遇的降雨造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，今后遭遇5年一遇、10年一遇的降雨，可能還會出大的問題。

鄭州地下管廊建設(shè)施工工地（朱祥/攝）

東京能應(yīng)對嗎？

東京在不少人心目中，是排水系統(tǒng)高度發(fā)達(dá)的代名詞。尤其是網(wǎng)絡(luò)上廣為流傳的東京都地下排水神殿（江戶川外郭放水路，直徑10.6m，長6.3km），讓很多人都誤認(rèn)為東京的地下排水系統(tǒng)都是這么大。其實(shí)這是一個(gè)很大的誤區(qū)，這個(gè)深隧排水系統(tǒng)只是東京當(dāng)年為了解決江戶川附近幾條河道不能拓寬問題，而花巨資（約折合30億美元）建設(shè)的“地下河”。

東京都2007年修訂的暴雨應(yīng)對基本方針中，東京都計(jì)劃在2017年達(dá)到能夠應(yīng)對55mm/h降雨的內(nèi)澇防治水平（約5年一遇），在2037年達(dá)到能夠應(yīng)對75mm/h降雨的內(nèi)澇防治水平（約20年一遇）。而且，在發(fā)生超過源頭雨水減量、管網(wǎng)排放、河川排放及調(diào)蓄這些措施解決能力能夠應(yīng)對的降雨時(shí)，主要靠應(yīng)急避難來解決，這個(gè)時(shí)候一切的措施都是圍繞保障生命安全來展開。這種應(yīng)急避難隨著內(nèi)澇防治水平的不斷提高而逐步減少，比如近期可能發(fā)生55mm/h降雨就要啟動應(yīng)急避難，到了2037年以后，可能超過75mm/h的降雨才需要啟動應(yīng)急避難。

也就是說，東京現(xiàn)在發(fā)生降雨量55mm/h的降雨，就需要啟動應(yīng)急避難，更不用說發(fā)生降雨量201.9mm/h的降雨量。

為應(yīng)對超出設(shè)施設(shè)防能力的暴雨，東京一般從幾個(gè)方面來加強(qiáng)這種特大暴雨洪澇災(zāi)害應(yīng)急：一是明確告知民眾洪澇風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)布洪澇風(fēng)險(xiǎn)圖，發(fā)布地下空間淹水對策，避難訓(xùn)練，明確避難撤離的法令標(biāo)準(zhǔn);二是加強(qiáng)降雨和水位的監(jiān)測，并及時(shí)告知公眾;三是在建筑物、地下空間采取一些應(yīng)對措施，比如底層建筑抬高架空，地下設(shè)施設(shè)置擋板等，防止地下空間進(jìn)水。

八大警示

此次暴雨對鄭州等城市的影響，帶來以下幾方面警示：

一是加強(qiáng)暴雨規(guī)律研究。對一個(gè)地區(qū)可能發(fā)生的最大可能降雨（PMP）要加強(qiáng)研究，并按照最大可能日降雨，分析城市受災(zāi)情況，有針對性地提出對策措施。做最壞的打算，知道最壞的情況是什么樣的，才能更好地應(yīng)對。

二是加強(qiáng)氣象預(yù)報(bào)，高度重視氣象預(yù)警信息。準(zhǔn)確的氣象預(yù)報(bào)在全球都是大難題，但是通過持續(xù)的改進(jìn)和投入，可以提高氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，從而更好地為城市的應(yīng)急管理提供決策依據(jù)。

鄭州本次的降雨是洪澇交織在一起，特大降雨產(chǎn)生的大流量的地表徑流，也成為了一種“洪水”，一些河道滿溢，也加劇了內(nèi)澇。

三是加強(qiáng)應(yīng)急管理。要加強(qiáng)災(zāi)情研判，及時(shí)啟動應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。城市排水主管部門、防洪主管部門要和應(yīng)急管理部門一起，修訂完善城市洪澇防范應(yīng)急預(yù)案，明確預(yù)警等級內(nèi)涵，落實(shí)各相關(guān)部門工作任務(wù)、響應(yīng)程序和處置措施，按職責(zé)及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)布預(yù)警預(yù)報(bào)等動態(tài)信息，做好城區(qū)交通組織、疏導(dǎo)和應(yīng)急疏散等工作，視災(zāi)情嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，及時(shí)精準(zhǔn)推送預(yù)警信息和安全告知，采取勸說市民盡快臨時(shí)尋找安全可靠建筑避難，暫停上下班，在家里或者辦公室等候通知，斷路，停止地鐵運(yùn)營等多種有針對性的措施，最大限度保護(hù)人民群眾生命安全。

四是加強(qiáng)公眾安全教育。通過多種形式的宣傳教育，切實(shí)加強(qiáng)提高公眾防災(zāi)避險(xiǎn)意識和自救互救能力。這次鄭州特大暴雨中，部分民眾對洪澇的危險(xiǎn)性缺乏清醒認(rèn)識，多次出現(xiàn)行人蹚著很深的水過馬路的現(xiàn)象。這是非常危險(xiǎn)的：一是有可能在地下壓力沖擊或者地表水流沖擊下，排水管網(wǎng)井蓋發(fā)生漂移，行人出現(xiàn)跌落;二是快速流動的水對人體沖擊很大，國外有相關(guān)研究表明，地表水流的水深和流速乘積超過0.4m2/s時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)就很高，當(dāng)這一數(shù)值高于0.6m2/s時(shí)，屬于極高風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)成年人在這種情況下一旦跌倒可能就很難站起來。要通過公眾安全教育，讓大家充分知曉洪澇災(zāi)害的危險(xiǎn)性，減少災(zāi)害發(fā)生時(shí)的僥幸心理，減少極端災(zāi)害發(fā)生時(shí)候的傷亡事故。

五是統(tǒng)籌推進(jìn)城市防洪和內(nèi)澇治理。城市洪水和內(nèi)澇有時(shí)候有明顯的邊界，有時(shí)候能夠相互轉(zhuǎn)化，出現(xiàn)因洪致澇或者因澇致洪的現(xiàn)象，有時(shí)候又完全交織在一起，難以分辨。鄭州本次的降雨就是洪澇交織在一起，特大降雨產(chǎn)生的大流量的地表徑流，也成為了一種“洪水”，一些河道滿溢，也加劇了內(nèi)澇。對于小重現(xiàn)期的降雨治理，單純地考慮內(nèi)澇治理系統(tǒng)是可能的，但是對于重現(xiàn)期的罕見暴雨，必須從流域的角度，統(tǒng)籌推進(jìn)洪澇治理，先從流域防洪安全入手，再考慮支流、城市內(nèi)河的安全，這些河道的設(shè)計(jì)要在水位方面與城市排水做好銜接，否則就會出現(xiàn)相互掣肘，要么出現(xiàn)河湖水位高，雨水排不進(jìn)去，要么就會出現(xiàn)排水管網(wǎng)排入河道后又倒灌回來的問題。

六是加快推進(jìn)排水防澇基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。城市排水防澇基礎(chǔ)設(shè)施是城市應(yīng)對內(nèi)澇災(zāi)害的基礎(chǔ)，當(dāng)前我國不少城市在這一塊欠賬很多，短板突出，要結(jié)合城市更新改造，修復(fù)自然生態(tài)空間，盡快補(bǔ)齊這些設(shè)施短板。要盡快完成高標(biāo)準(zhǔn)城市排水主干管網(wǎng)的建設(shè)，再逐步完善次干管和支管。對于局部需要增設(shè)泵站或者調(diào)蓄池，或者存在大管接小管等卡脖子的地方，也要盡快加強(qiáng)建設(shè)，系統(tǒng)提升城市排水防澇基礎(chǔ)設(shè)施的排放能力。

七是系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)。 “十三五”期間，我國開展了30個(gè)海綿城市試點(diǎn)工作，探索了一些可推廣、可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。事實(shí)也證明，完成了海綿城市建設(shè)的區(qū)域，雖然不能完全“杜絕”城市內(nèi)澇，但是排水防澇能力有了顯著提升，面臨同樣的降雨，完成海綿城市建設(shè)后，災(zāi)害的損失明顯減輕。“十四五”期間，各城市應(yīng)該按照系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)的要求，通過完善體制機(jī)制，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，加大資金投入等措施，因地制宜的建設(shè)藍(lán)、綠、灰相融合的海綿城市。

八是給水以空間，建設(shè)韌性城市。水是不可壓縮流體，有多少水就需要有相應(yīng)的空間來蓄存和排放。在過去幾十年快速城鎮(zhèn)化的過程中，水的空間需求經(jīng)常被忽視。要么一些河湖濕地被填埋侵占，要么一些該開挖的河湖水系沒有開挖，要么高密度建設(shè)城市，將水束縛在一個(gè)狹小的空間里，這些都會在一定程度上加劇洪澇災(zāi)害。

因此，必須轉(zhuǎn)變思路和理念，對水災(zāi)害的防治要從對抗轉(zhuǎn)向適應(yīng)。在城市規(guī)劃和開發(fā)建設(shè)中，給水留出足夠的空間，在城市更新改造過程中，優(yōu)先考慮濱河、濱湖地區(qū)的“留白增綠”，使得河道旱天有景觀，雨天能保安全，旱澇兩宜。只有給了水以足夠的空間，并通過合理的豎向設(shè)計(jì)和徑流組織，才能把雨水引到想讓雨水去的地方?？紤]到未來面對氣候變化帶來的降雨的不確定性，極端天氣可能會發(fā)生，這就更需要給水以空間，建設(shè)人水和諧共生的韌性城市，這樣在未來發(fā)生一些難以預(yù)料的極端災(zāi)害性降雨時(shí)，城市排水防澇和防洪系統(tǒng)才能夠更好地適應(yīng)這種挑戰(zhàn)，盡可能減少災(zāi)害損失，更好地保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。