韧性城市

王家卓

郑州双湖科技城，是郑州海绵城市建设试点

2021年7月20日，郑州市发生特大暴雨，导致了严重的洪涝灾害，造成了严重的人员伤亡和财产损失。汛情发生后，各方力量驰援河南，配合当地政府全力抢险救援。与此同时，这场特大暴雨也引发了城市安全的一些思考。

降雨有多大？

根据中国气象网的消息，2021年7月20日，河南省中北部地区发生特大暴雨，截至7月20日16时，最大累计降雨量537.3mm（发生在荥阳市），其中，郑州市累计降雨量达457mm，最大雨强（20日16-17时）达201.9mm，突破了历史最大值（1975年，189.4mm）。

郑州市常年平均全年降雨量为632mm，本次强降雨24小时降雨量已经达到郑州市全年平均降雨量的72.3%。

郑州市内涝防治的标准是50年一遇，对应的降雨量折算到最大一小时也就83mm，而且根据国家相关文件的要求，这一目标是要在2035年达到的。本次“7·20”降雨最大1小时的降雨量达到了内涝防治标准的2.4倍，是百年一遇1小时降雨量92mm的2.2倍。

给水以空间，建设韧性城市。

这次郑州降雨有没有达到网上说的“千年一遇”？可以和一些大家比较熟悉的城市做一下对比。

比如，和日本首都东京比一下。

东京多年平均降雨量1529mm，5年一遇1小时降雨量为55.6mm，20年一遇1小时降雨量为75.4mm，百年一遇1小时降雨量为97.4mm。也就是说，郑州本次最大小时降雨量是日本东京百年一遇1小时降雨量的2倍以上。

和国内降雨量比较多的武汉市相比，可以发现：武汉市5年一遇1小时降雨量为55.2mm，20年一遇1小时降雨量为78.3mm，百年一遇1小时降雨量为104.3mm，郑州“7·20”最大1小时降雨量也接近武汉市百年一遇1小时降雨量的2倍。

通过上述比较可以发现，本次郑州特大暴雨历史罕见，远远超过百年一遇。

排水能力不足？

郑州市7月20日强降雨造成的洪涝灾害破坏力极大，从目前的报道来看，灾害的类型可以分为：低洼处积水、城市道路行洪、地铁等地下设施大量进水，城市停水停电等几种类型，呈现出洪涝交织的特点。

正如前文分析，本次降雨强度之大，达到内涝防治标准下降雨强度的2.4倍。2021年4月，国务院办公厅印发了《关于加强城市内涝治理的实施意见（国办发[2021]11号）》，文件中明确提出，到2025年，各城市因地制宜基本形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系。从文件的要求中可以看出，我国的排水防涝工程体系包括四个部分，分别为源头减排、管网排放、蓄排并举和超标应急这四段，这四段相互配合，各司其职，来保障城市安全。

对郑州这样的城市来说，源头减排是应对日降雨量20～30mm的降雨，管网排放要解决小时降雨量30～50mm的降雨，蓄排并举来削减峰值流量，是要解决小时降雨量50～83mm（此处为概数，根据相关信息估算的数值）左右的降雨量，小时降雨量超过83mm要靠应急管理来解决。需要注意的是，根据这份国办文件的要求，郑州市要在2035年达到50年一遇的降雨应对能力。也就是说，在2035年之前，可能超过50mm/h的降雨就要靠应急来解决。

此次郑州最大小时降雨量达到了201.9mm，这显然不是靠源头海绵、靠管网泵站、靠调蓄设施就能够解决的，这时主要是靠“超标应急”，即对超过内涝设防标准的降雨，在常规工程措施都已经实效的情况下，采用非常规应急的方式来降低人员伤亡和财产损失。

海绵城市有用吗？

有舆论质疑，既然源头海绵设施和排水管网都解决不了郑州这次的特大暴雨，还应该投钱来建设源头海绵，并高标准建设雨水管网吗？

回答这个问题之前，需要先了解一下什么是雨水系统的设计重现期。雨水系统的设计重现期一般用T年一遇来表示（比如T=3、5、20、50），这个T实际上是降雨在1年中发生的概率。比如郑州市100年一遇1小时降雨量为92mm，这就表示在1年的时间里，郑州市发生达到92mm/h降雨量的可能性为1/100，根据概率论的相关知识，在100年内发生一次小时降雨量达到92mm的概率为63.40%。

在了解了重现期的定义后，再来回答上述问题。本次郑州特大降雨属于发生概率极低的降雨。而相对低一些重现期的降雨，比如5年一遇的降雨，在1年内发生的概率达到20%，5年内发生1次的概率达到67.23%，10年内发生1次的概率为89.26%。很显然，会更容易遇到的是低重现期的降雨。而源头海绵设施和排水管网正是为了解决3～5年一遇的降雨，这也是平时会更多遇到的降雨。

要想解决50年一遇的内涝，管网虽然不是解决问题的全部，但也是十分重要的内容。所以，鄭州今后还应该和全国其他城市一样，系统化全域推进海绵城市的建设，按照国务院办公厅关于内涝治理文件的要求，抓紧推进排水防涝设施建设。否则，这次遭遇千年一遇的降雨造成了重大人员伤亡和财产损失，今后遭遇5年一遇、10年一遇的降雨，可能还会出大的问题。

郑州地下管廊建设施工工地（朱祥/摄）

东京能应对吗？

东京在不少人心目中，是排水系统高度发达的代名词。尤其是网络上广为流传的东京都地下排水神殿（江户川外郭放水路，直径10.6m，长6.3km），让很多人都误认为东京的地下排水系统都是这么大。其实这是一个很大的误区，这个深隧排水系统只是东京当年为了解决江户川附近几条河道不能拓宽问题，而花巨资（约折合30亿美元）建设的“地下河”。

东京都2007年修订的暴雨应对基本方针中，东京都计划在2017年达到能够应对55mm/h降雨的内涝防治水平（约5年一遇），在2037年达到能够应对75mm/h降雨的内涝防治水平（约20年一遇）。而且，在发生超过源头雨水减量、管网排放、河川排放及调蓄这些措施解决能力能够应对的降雨时，主要靠应急避难来解决，这个时候一切的措施都是围绕保障生命安全来展开。这种应急避难随着内涝防治水平的不断提高而逐步减少，比如近期可能发生55mm/h降雨就要启动应急避难，到了2037年以后，可能超过75mm/h的降雨才需要启动应急避难。

也就是说，东京现在发生降雨量55mm/h的降雨，就需要启动应急避难，更不用说发生降雨量201.9mm/h的降雨量。

为应对超出设施设防能力的暴雨，东京一般从几个方面来加强这种特大暴雨洪涝灾害应急：一是明确告知民众洪涝风险，发布洪涝风险图，发布地下空间淹水对策，避难训练，明确避难撤离的法令标准;二是加强降雨和水位的监测，并及时告知公众;三是在建筑物、地下空间采取一些应对措施，比如底层建筑抬高架空，地下设施设置挡板等，防止地下空间进水。

八大警示

此次暴雨对郑州等城市的影响，带来以下几方面警示：

一是加强暴雨规律研究。对一个地区可能发生的最大可能降雨（PMP）要加强研究，并按照最大可能日降雨，分析城市受灾情况，有针对性地提出对策措施。做最坏的打算，知道最坏的情况是什么样的，才能更好地应对。

二是加强气象预报，高度重视气象预警信息。准确的气象预报在全球都是大难题，但是通过持续的改进和投入，可以提高气象预报的准确性，从而更好地为城市的应急管理提供决策依据。

郑州本次的降雨是洪涝交织在一起，特大降雨产生的大流量的地表径流，也成为了一种“洪水”，一些河道满溢，也加剧了内涝。

三是加强应急管理。要加强灾情研判，及时启动应急预案，及时发布预警信息。城市排水主管部门、防洪主管部门要和应急管理部门一起，修订完善城市洪涝防范应急预案，明确预警等级内涵，落实各相关部门工作任务、响应程序和处置措施，按职责及时准确发布预警预报等动态信息，做好城区交通组织、疏导和应急疏散等工作，视灾情严重程度及发展趋势，及时精准推送预警信息和安全告知，采取劝说市民尽快临时寻找安全可靠建筑避难，暂停上下班，在家里或者办公室等候通知，断路，停止地铁运营等多种有针对性的措施，最大限度保护人民群众生命安全。

四是加强公众安全教育。通过多种形式的宣传教育，切实加强提高公众防灾避险意识和自救互救能力。这次郑州特大暴雨中，部分民众对洪涝的危险性缺乏清醒认识，多次出现行人蹚着很深的水过马路的现象。这是非常危险的：一是有可能在地下压力冲击或者地表水流冲击下，排水管网井盖发生漂移，行人出现跌落;二是快速流动的水对人体冲击很大，国外有相关研究表明，地表水流的水深和流速乘積超过0.4m2/s时，风险就很高，当这一数值高于0.6m2/s时，属于极高风险。一个成年人在这种情况下一旦跌倒可能就很难站起来。要通过公众安全教育，让大家充分知晓洪涝灾害的危险性，减少灾害发生时的侥幸心理，减少极端灾害发生时候的伤亡事故。

五是统筹推进城市防洪和内涝治理。城市洪水和内涝有时候有明显的边界，有时候能够相互转化，出现因洪致涝或者因涝致洪的现象，有时候又完全交织在一起，难以分辨。郑州本次的降雨就是洪涝交织在一起，特大降雨产生的大流量的地表径流，也成为了一种“洪水”，一些河道满溢，也加剧了内涝。对于小重现期的降雨治理，单纯地考虑内涝治理系统是可能的，但是对于重现期的罕见暴雨，必须从流域的角度，统筹推进洪涝治理，先从流域防洪安全入手，再考虑支流、城市内河的安全，这些河道的设计要在水位方面与城市排水做好衔接，否则就会出现相互掣肘，要么出现河湖水位高，雨水排不进去，要么就会出现排水管网排入河道后又倒灌回来的问题。

六是加快推进排水防涝基础设施建设。城市排水防涝基础设施是城市应对内涝灾害的基础，当前我国不少城市在这一块欠账很多，短板突出，要结合城市更新改造，修复自然生态空间，尽快补齐这些设施短板。要尽快完成高标准城市排水主干管网的建设，再逐步完善次干管和支管。对于局部需要增设泵站或者调蓄池，或者存在大管接小管等卡脖子的地方，也要尽快加强建设，系统提升城市排水防涝基础设施的排放能力。

七是系统化全域推进海绵城市建设。 “十三五”期间，我国开展了30个海绵城市试点工作，探索了一些可推广、可复制的经验。事实也证明，完成了海绵城市建设的区域，虽然不能完全“杜绝”城市内涝，但是排水防涝能力有了显著提升，面临同样的降雨，完成海绵城市建设后，灾害的损失明显减轻。“十四五”期间，各城市应该按照系统化全域推进海绵城市建设的要求，通过完善体制机制，加强顶层设计，加大资金投入等措施，因地制宜的建设蓝、绿、灰相融合的海绵城市。

八是给水以空间，建设韧性城市。水是不可压缩流体，有多少水就需要有相应的空间来蓄存和排放。在过去几十年快速城镇化的过程中，水的空间需求经常被忽视。要么一些河湖湿地被填埋侵占，要么一些该开挖的河湖水系没有开挖，要么高密度建设城市，将水束缚在一个狭小的空间里，这些都会在一定程度上加剧洪涝灾害。

因此，必须转变思路和理念，对水灾害的防治要从对抗转向适应。在城市规划和开发建设中，给水留出足够的空间，在城市更新改造过程中，优先考虑滨河、滨湖地区的“留白增绿”，使得河道旱天有景观，雨天能保安全，旱涝两宜。只有给了水以足够的空间，并通过合理的竖向设计和径流组织，才能把雨水引到想让雨水去的地方。考虑到未来面对气候变化带来的降雨的不确定性，极端天气可能会发生，这就更需要给水以空间，建设人水和谐共生的韧性城市，这样在未来发生一些难以预料的极端灾害性降雨时，城市排水防涝和防洪系统才能够更好地适应这种挑战，尽可能减少灾害损失，更好地保障人民群众生命财产安全。