城市防澇：一個復雜系統
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城市防澇：一個復雜系統 發布日期：2020-08-17 來源：瞭望東方周刊 因江河湖泊水位上漲、客水入境而造成的災害是洪災；因本地降水過多、排水不暢而引發的災害是澇災。由于洪災與澇災常發生在同一地區，彼此之間也存在著復雜的相互作用關系。
7月8日，在湖南省湘西土家族苗族自治州吉首市人民中 路與丹桂路口，大雨造成路面積水
“雨水滋潤了城市，也給城市帶來無盡的困擾。城市雨水問題，以非常獨特、復雜的方式與城市形態、城市人的態度及行為相互作用著。”北京建筑大學城市雨水系統與水環境教育部重點實驗室教授車伍說。
然而，隨著2020年汛期到來，一次次強降雨帶給城市的，更多的是風險和挑戰，甚至是“災害”。
自6月2日至7月11日，中央氣象臺連續41天發布暴雨預警，持續時間為氣象災害預警信息發布制度建立以來最長。
持續強降雨天氣，給浙江、安徽、江西、湖北、四川等地帶來嚴重的洪澇災害，不少城市再現“城市看海”。
洪澇災害包括洪災與澇災。一般而言，因江河湖泊水位上漲、客水入境而造成的災害是洪災；因本地降水過多、排水不暢而引發的災害是澇災。由于洪災與澇災常發生在同一地區，彼此之間也存在著復雜的相互作用關系。
“除了受暴雨影響，平原區排澇系統過于集中排水，也會讓河網水位快速升高、形成洪水，這便是因澇成洪；如果河流水位升高后對排水系統產生頂托甚至是倒灌，就是因洪致澇。洪和澇是分不開的。”國家減災委專家委員會委員、中國水利學會城市水利專委會主任委員程曉陶對《瞭望東方周刊》說。
正因洪與澇關系密切，治理“城市看海”，就需具備統籌視野。
水與城
《管子·乘馬》有云：凡立國都，非于大山之下，必于廣川之上；高毋近旱，而水用足；下毋近水，而溝防省。
古人建城，便已注重城與水的關系，選擇適宜高度的城址，既可滿足用水方便，又利于防洪需求，從而讓“水大而城不淹”成為可能。
“即便是1915年乙卯大水災，洪水也只是淹到了廣州老城邊上，可見古人建城選址的智慧。不過那時老城外就有街道，城市已在向外擴展了。”程曉陶說，“現在珠三角更是形成了城市群。”
事實上，隨著城鎮化快速推進，原本地勢相對低洼易澇的地帶，逐步被納入城市擴張的版圖，成為一個個新城區，而新城區的建立，打亂了原有的河湖水系格局，又為城市防洪帶來新的挑戰。
一方面，城市規模的擴大，讓過去地處城市外圍的行洪河道，成為城區排水內河，加重了城市防洪負擔，而大量可滯蓄雨洪的低洼地帶被開發成小區，也增加了澇災的危害。
另一方面，下墊面條件的急劇改變、“先地上、后地下” “肆意擠占河湖濕地”的城建模式，讓城市更容易積水內澇，一定程度上增加了排水防澇的壓力。
程曉陶曾帶領團隊對太湖流域的洪水風險展開調研，他注意到，1997年以來，太湖流域下墊面條件發生了巨大變化：2015年，太湖流域耕地面積為11105.6平方千米，同1997年相比，減少了3999.1平方千米，減少幅度達26%；流域建設用地面積為11455.3平方千米，同1997年相比，增加了4852.3平方千米，增加幅度達73%。
隨著住宅、商業建筑、公共設施逐漸代替了天然植被和農業耕地，下墊面的滯水性、滲透性、降雨徑流關系也發生明顯變化。
城市擴張進程既然關涉洪澇風險，如果能在國土空間規劃和城市發展規劃階段便關注到洪水風險的分布、進而根據風險高低采取相應的土地利用方式與保護措施，勢必能起到事半功倍的效果。
事實上，國際上早有繪制風險區化圖的先例。1975年，奧地利政府立法要求對山地災害進行風險評估，并繪制風險區化圖。圖上紅線標注范圍內不允許蓋房子，黃線內雖然可以蓋房子，但是需要采取自我保護措施。同時，風險區化圖還是地方政府進行土地利用執法管理的依據。
2013年，水利部啟動了全國重點地區洪水風險圖編制項目。
“制訂洪水風險圖，水利系統投入了很多，目前卻只是在內部使用，因為《防洪法》中還找不到‘風險’二字。沒有法律依據，洪水風險圖便不能對土地規劃、開發項目起到引導與制約的作用。”程曉陶說。
福州海綿城市建設項目——福州海峽奧體中心雨水花園。該項目為下沉式綠地雨水花園，能使雨水充分滲透蓄積（林善傳/攝）
中小河流防洪：缺乏系統性
中小河流洪水多發重發，是2020年汛期的突出特點。
根據水利部提供的數據，截至7月13日，共有397條中小河流發生超警戒水位洪水，其中100條發生超保證水位洪水、27條發生超歷史最高水位洪水。重慶綦江在8小時內洪水漲幅高達10米，便是中小河流汛情的典型例子。
綦江是長江上游南岸支流，6月22日，綦江流域重慶段全線告急，重慶市水文監測總站發出80年以來首次洪水紅色預警。
國家防汛抗旱總指揮部統計數據顯示：截至6月22日晚間，洪澇災害已造成重慶市綦江、巫山、彭水等26個縣（區）21萬人受災，11.1萬人轉移避險，近1900人需緊急生活救助，200余間房屋倒塌，農作物受災面積7.3千公頃，直接經濟損失2.1億元。
與大江大河相比，中小河流面廣量大、類型多樣、情況復雜，在防洪治理上存在著不小困境。
“大部分中小河流都是大江大河的支流，而大江大河的干流歷來是防洪體系構建的重點。”程曉陶指出，“國內防洪是分級負責分級管理，七大流域都有流域管理機構負責流域的防洪規劃，而中小河流沒有流域機構，治理主要靠地方政府。”
針對中小河流防洪基礎設施相對薄弱、治理投入不足等問題，2009年，水利部、財政部聯合印發《全國重點地區中小河流近期治理建設規劃》，啟動中小河流重點防洪河段的治理，確定重點治理中小河流2209條。在此基礎上，2013—2015年，繼續安排治理2800條左右中小河流的重點河段，治理河長約3.45萬千米，到2015年累計治理河長6萬千米。
為此，水利部、財政部等部門先后多次出臺相關政策，規范中小河流治理項目和資金管理、績效評價等關鍵環節管理。
值得留意的是，以“項目制”來治理中小河流，在實踐中往往會帶出更多復雜情境。
“中小河流治理，目前還是以重點河段防洪工程為主，每個治理項目投資不超過3000萬元，整條河的防洪體系尚未搭建起來，其中最主要的問題是缺乏統籌規劃、不系統。說起來是中小河流，卻同樣涉及上下游、左右岸方方面面的關系，區域、部門之間不打通，一個個項目做下來，一條河也只能治理幾公里到幾十公里。”程曉陶說。
中小河流上下游往往流經多個行政區，河流整治又涉及水利、國土、市政、生態環境等多個方面，若沒有健全的協調機制，難免會受到各類因素的制約。
“比如上游將河流渠道化，擠占河灘地搞開發，降低了坦化洪峰的能力，下游卻有可能‘遭殃’。再如城區河段修建攔河堰，雖有利于營造水景觀，但卻降低了河道的行洪能力。如果每個地區、每個部門都只管自己那部分，中小河流的治理就難見成效。”程曉陶說。
老舊小區：海綿城市試驗田
近年來，提起“城市看海”，人們便會想到海綿城市。
作為治理城市內澇問題的熱門方案，海綿城市基于源頭減排理念，旨在通過建筑、道路、綠地、水系對雨水的吸納作用來控制雨水徑流，讓城市面對內澇積水時能夠如海綿一般具備彈性，需要時又能釋放出蓄存的水來使用。
2016年，青島市入選第二批國家海綿城市建設試點，在推進試點過程里，新城區開發建設按照“目標導向”，老城區改造則按照“問題導向”來推進。
青島此舉，在海綿城市試點城市中并不鮮見。
與新城區可提前對海綿街區、海綿道路、雨水花園等設施做出規劃設計相比，老城區存在管網設施設計老舊、空間條件有限等問題，內澇頻頻，改造難度較高。因此，各地大都采取“+海綿”模式，依循老城區的內在肌理，結合城市更新、老舊小區改造等契機來進行海綿城市試點的實踐。
其實，老舊小區與海綿城市，早有淵源。
2015年9月，國務院常務會議確定，海綿城市建設要與棚戶區、危房改造和老舊小區更新相結合，加強排水、調蓄等設施建設，努力消除因給排水設施不足而一雨就澇、污水橫流的“頑疾”，加快解決城市內澇、雨水收集利用和黑臭水體治理等問題。
“老舊小區居住密度很高，如何在不耽誤居民日常生活、保持原有排水系統的前提下，在小區現有空間中挖掘出可利用的面積來進行海綿改造，需要城市、社區發揮出自己的特色和智慧。”同濟大學建筑與城市規劃學院教授、博士生導師戴慎志對《瞭望東方周刊》說。
例如，位于洪塘街道的姚江花園，是寧波首個進行海綿化改造的老舊小區。2018年改造完成后，透水磚連同200多處雨水花園、上千個生態停車位一并出現在小區里，增加了小區蓄水量。
而杭州拱墅區大關街道德勝新村內的德勝公園，利用邊角空地打造下凹綠地來匯聚、凈化雨水，既可以補給景觀用水、廁所用水等城市用水需求，又為前來健身、散步的社區居民提供了景觀。
考慮到房屋的承重問題，屋頂綠化這一辦法較少出現在老舊小區海綿化改造方案之中。
然而，海綿城市試點的運行需要強大的資金支撐，卻因其自帶公益屬性、難以獲得明顯的市場回報而無法吸引過多社會資本投入。
所以從某種意義上說，將老舊小區改造與海綿城市建設聯結在一起，能夠起到政策疊加的作用。
值得注意的是，在2020年7月21日召開的國務院政策例行吹風會上，國家發展改革委固定資產投資司負責人劉世虎表示，城鎮老舊小區改造中，中央預算內投資將向排水等公益性改造內容傾斜。
未來，老舊小區排水設施將如何改造升級，有待進一步觀察。
“盡管老舊小區改造的初衷不完全是為了治理內澇，但的確給海綿城市提供了發展契機。業界當下更為關注的是，海綿城市的新理念、新技術能否真正被合理運用到老舊小區改造具體推進過程之中。”車伍對《瞭望東方周刊》說。
從“小海綿”到“大海綿”
建設雨水花園、透水磚、蓄水池等設施，并非是海綿城市防治內澇的全部舉措。
“小海綿如雨水花園、蓄水池，從源頭削減掉一部分外排的水量，減少外面排水管網的壓力，但它發揮的作用是有限的，更適合于應對小雨，其蓄水量有一定的設計標準，超標雨水仍要排到管道，最終會進入到河湖水系里，也就是大海綿體。”上海市政工程設計研究總院海綿設計所副所長陳濤曾這樣概述城市海綿體系的構成。
由雨水花園到城市水系，海綿城市的建設版圖在城市中一步步延伸開來。
以上海臨港的海綿城市探索為例，自2016年入選第二批國家海綿城市建設試點，除了海綿化改造道路和住宅小區，上海臨港試點區還新開河道40多公里，新增調蓄湖面51公頃。
北京經濟技術開發區也建立起河道大型海綿體、街區中型海綿體、廠區小型海綿體的“全海綿”模式。
“過去城市堵了河道、填了湖面，時間長了，周邊建起越來越多的道路、建筑，一下雨，雨水就會快速流到地勢低的地方，積起內澇。如今隨著水系慢慢恢復起來，情況會漸有改善。”戴慎志說。
由于地勢低洼、處于北京市行洪末端，為提升防洪能力，北京經濟技術開發區打造了通明湖、博大公園景觀湖等人工湖作為“天然調蓄池”，既保證景觀效應，又可及時排澇雨水，收集的雨洪還能進行資源化利用。
在住房和城鄉建設部海綿城市建設技術指導專家委員會副主任委員俞孔堅看來，海綿城市以“自然積存、自然滲透、自然凈化”為特征，是一種建立在生態基礎設施之上的生態型城市建設模式。
而城市水系，便是生態基礎設施的一種。
根據將于2021年1月1日正式實施的北京市《海綿城市建設設計標準》，城市水系設計應統籌防洪排澇、生態、景觀等功能需求。在枯水期應保證河流水系的基本生態水量；汛期應保障標準內澇洪水的安全排泄。
值得留意的是，隨著海綿城市體系逐步構建，各地打造海綿城市的工作目標也臨近時限。
根據2015年10月國務院辦公廳《關于推進海綿城市建設的指導意見》，到2020年，城市建成區20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到目標要求。
對此，車伍認為，因地制宜依然是海綿城市建設必須遵循的重要原則。
“一般而言，中小城市相對容易達到這一目標，試點區范圍占城市總面積的比例比較高，而大城市、特大城市就相對難一些。但20%不該是個‘一刀切’的指標，它更像是種愿景，檢驗著各個城市的投入程度，何況每個城市都有自己的實際條件，也都面臨著各自不同的挑戰和問題，要綜合考量，不能一概而論。”車伍說。
鄭州地下管廊建設施工工地（朱祥/攝）
“一種藥不能治百病”
據北京市氣象局，北京市2020年主汛期（7月21日至8月10日）降水量為140至160毫米，比常年同期偏多二至三成。
暴雨頻頻，作為第二批海綿城市試點，北京通州區海綿城市各試點區卻未出現內澇狀況。根據通州區海綿辦采集監測數據，經過海綿改造的示范區內均未產生明顯積水，緩解了城市強降雨時的管網及抽排壓力。
通州區的事例，顯現出海綿城市在錯峰、緩釋、滲透、蓄存上的作用。然而，難以由此斷定海綿城市一定能解決所有的城市洪澇災害。
“30個國家級海綿城市試點城市，地域有南北之分、體量有大小之別，各地的氣候、環境有很大不同，再加上每座城市的試點區又涵蓋諸多試點項目，項目大小、操作難易程度各異，治理重點也有區別，很難用一條尺子來衡量，因此，跳出具體試點項目來談海綿城市成效，本身便像個偽命題。”車伍說。
例如，在車伍看來，內澇并非是海綿城市建設的唯一目的，對于某些側重于水資源利用、黑臭水體治理等方面的海綿城市試點項目而言，不能用內澇控制效果來衡量。
“小雨不積水，大雨不內澇”，是大眾視野里海綿城市應達到的目標，而在不少業內專家看來，以科普性的通俗表達來形容海綿城市效果，從某種意義上來說，容易造成理解上的誤區。
“小雨、大雨要如何區分，積水要到什么程度才能被稱作內澇，都是有專業概念來界定的。現在人們往往一看到街上有積水，就質疑海綿城市沒有達到要求，實際上并不嚴謹。”車伍說。
此外，考慮到試點城市尚未在全市范圍內完全推廣海綿城市體系，即便試點城市的試點區域在防澇上效果卓著，也并不意味著整座城市都已具備同樣的能力。因而試點區域之外出現內澇現象，便不應被看作是海綿城市試點失敗的例證。
戴慎志用“一種藥不能醫百病”來形容海綿城市的實際效用。
“歸根結底，海綿城市能夠緩解一部分內澇問題，這在很多試點項目中已有所體現，但人們對海綿城市的期待太高了，不能指望讓它來解決所有問題。”戴慎志說。
治理內澇需要流域視野
從更宏闊的背景來看，由于洪澇致災因素復雜，洪澇災害又屬于牽一發而動全身的系統性難題，在談及城市內澇問題時，也就無法只將視線放在城市內部。
“城市河湖其實是流域的節點，當上游來水超過河湖自身調節和輸水能力，或是河湖遭到填埋、侵占和破壞，洪澇災害就有可能發生。因此，從海綿城市建設和水治理層面，都不應就湖來談湖、就河來談河，而是要先關注整個流域上下游的情況，做出系統的統籌和科學的安排。”車伍說。
海綿城市的核心是城市雨洪管理，車伍將現代雨洪管理總結為源頭控制、雨水管渠、超標雨水徑流排放、水利防洪、合流制溢污染控制五套系統，并從城市規劃、土地利用、園林景觀等多專業、多方面進行協調配合，“在實踐中，會依據不同項目從五套系統中采用合適的部分進行組合，來開展科學的規劃設計。”
有意思的是，隨著海綿城市實踐在試點項目中鋪展開來，基于自然的綠色基礎設施建設得到了重視。而如何處理“灰”與“綠”的關系，也迎來了新的討論空間。
基礎設施大體可分為灰、綠兩類，灰色基礎設施以市政工程為主導，綠色基礎設施則是指由河流、公園等開敞空間和自然區域組成的相互聯系空間網絡。
“目前海綿城市設施建設在向生態化的發展方向傾斜，但是這不代表灰色基礎設施就完全沒有用武之地了，在城市高密度開發的當下，僅靠綠地功能是不能解決所有雨水問題的，灰色基礎設施依然在防洪排澇方面起到重要作用。”車伍說。
對此，程曉陶特別提及了大型設施在緩解內澇上的效用。
“武漢為什么在今年的汛情中沒有受到太大影響？大型設施起到了很大作用。比如南湖片區的水匯入巡司河，通過新建的江南泵站排入長江。武漢市2016年后將外排泵站的能力翻了一番，對改善城市內澇起到了關鍵作用。”程曉陶說。
《瞭望東方周刊》記者李璇