系统思维下的北方城市内涝问题及防治对策

李会安，王 娜，刘洪伟

（1.北京市智慧水务发展研究院，100036，北京；2.北京市水务局，100038，北京）

近年来， 受强降雨过程影响，我国北方一些城市发生内涝，出现“城市看海”现象并产生灾害，人民生命和财产遭受了重大损失。如2012年7月21—22 日，北京、天津、河北中北部及山西北部出现大范围强降雨过程，其中北京出现特大暴雨，引发房山地区山洪暴发，拒马河上游洪峰下泄，北京城区多处出现严重积水，全市受灾人口达190 万人，直接经济损失161 亿元。2021年7月，河南省遭遇历史罕见特大暴雨， 发生严重洪涝灾害， 特别是7月20 日郑州市遭受重大人员伤亡和财产损失， 直接经济损失409 亿元。本文重点针对近年北方城市内涝灾害暴露出的城市排水基础设施规划、设计问题以及在应对极端天气过程中的城市管理问题，在分析影响城市内涝灾害因素的基础上，从城市雨水系统的规划设计、重点工程隐患消除以及社会化应对城市内涝、避免或减轻内涝损失等方面，提出北方城市内涝防治对策和建议。

一、内涝灾害暴露的城市建设和管理问题

从近年来北方城市出现的内涝来看，虽然极端降雨远超城市雨水系统排水能力是产生内涝灾害的主要原因，但内涝灾害的发生也暴露出城市建设和管理方面存在问题。

1.城市建设方面

（1）区域雨水排除能力与城市化快速发展不匹配

多年来， 我国城市建设日新月异，城市化进程加快，城市基础设施也在不断完善，相关部门对城市雨水系统提出了设计要求，见表1、表2。但目前我国北方城市不少雨水渠管实际排水能力达不到这一要求，尤其是在一些老城区， 管网排水能力较低，有的不足1年一遇，与城市化发展对内涝防治的要求很不适应。

表1 雨水渠管设计重现期

表2 城市内涝防治设计重现期

（2）城市雨水系统和排涝工程规划治理缺乏系统性

受管理主体、管辖范围、投资规模等影响，一些城市在雨水系统和排涝工程建设和治理过程中存在上下游、城内外统筹不够，标准不衔接的问题，在实际中雨水排除常出现“肠梗阻”，导致区域内涝，影响城市整体防御能力。2021年7月河南郑州、新乡等地出现大范围和长时间的积水淹没，其中一个原因是城市河道排水不畅，河道持续高水位运行，雨水管网受到顶托而不能顺畅排水入河，甚至出现倒灌。

（3）城市建筑和基础设施防涝能力较低

2021年郑州暴雨造成许多地下车库、底层建筑进水，大量汽车和物品被淹，给市民造成了极大的财产损失。这固然主要是极端降水的原因，但也有建筑设计对区域可能出现的涝情分析不足， 建筑竖向设计不合理、建筑防涝能力较低的原因。受地形和坡道要求的限制，一些城市地下车库出入口与附近地面高差较小，同时又缺乏阻水防水设施和临时挡水措施。

2.城市管理方面

（1）应急管理体系不完善

我国十分重视应急管理体系建设，提出了“一案三制”的建设思路。但从一些实际案例来看，应急管理体系仍存在一些操作性问题。

①部门间的衔接联动不顺畅，应急响应不到位。如郑州“7·20”暴雨中， 郑州市气象台最早于7月19 日21 时59 分发布暴雨红色预警， 在地铁5 号线事件发生前共发布了5 次暴雨红色预警。有关部门的应急响应在7月20 日11 时仍为Ⅱ级，直到16时才提升为Ⅰ级。暴雨红色预警未引起相关部门和社会公众更早、更大的重视和关注，相关部门和社会公众都未及时采取足够的避险措施。

②应急预案不完备。分层次应急预案缺乏针对性和实用性，或是方案笼统， 行动步骤不具体，“上下一般粗”，甚至“上细下粗”，缺乏实战演练，可操作性不强，遇到实际问题不能快速给出相应的解决方案。

③缺乏应急救援统一管理平台。据媒体报道，“7·20”暴雨中，一些市民通过多种渠道连续拨打求救电话，救援队伍也不断接到来自多个渠道的重复救援信息，不仅占用通信资源，在一定程度上也影响紧急救援工作。灾情发生后，来自各地政府的、民间的救援队伍及救援物资涌向灾区， 由于缺乏统一管理，致使道路拥挤，甚至影响紧急救援和物资精准投放。

④预测预报精度不够高。受监测站网密度、覆盖面以及气象水文预测技术、 预测精度的限制， 对雨情、水情、涝情的预报预警能力不高，预报精度低，预警时间短。很多情况下，气象部门预报了暴雨的发生，但往往对暴雨的量级、雨强、总降雨量和空间分布的预报存在一定误差，在一定程度上影响了预警效果。

⑤防御物资储备不足，尤其是街道、 乡镇等基层对物资储备重视不够，物资储备不能满足防大汛、抢大险、抗大灾的要求。

（2）社会风险意识和避险能力较低

社会对降雨可能出现风险的意识不强，重视程度不够，预期准备不足。公众对暴雨预警关心不够，对预警分级、危险程度了解不透，对暴雨时什么情形不能冒险涉水前行，什么情形应弃车避险， 如何防止水中触电，如何防止掉入水坑或排水井等应急避险知识缺乏，在一定程度上加重了次生灾害损失。

二、影响城市内涝灾害的主要因素

我国北方城市， 尤其是华北地区，大多地势较低、地形平缓、城市河湖湿地绿地等生态空间较少。虽然年均降水量不大， 但极端天气时有发生，暴雨多以区域性或局地性大暴雨为主，更易出现城市区域性内涝。

城市出现内涝的根本原因是城市雨水系统不能在规定时间内有效排除降雨，从而使得地面积水在时空上超过了一定的限度，影响了市民正常生活。城市内涝问题实际上包括降雨导致地面积水和由于积水形成灾害两个方面。影响地面积水的主要因素包括降雨、自然地理形态、下垫面条件、雨水调蓄能力、雨水排除系统等。积水引发的灾害包括直接灾害和次生灾害，灾害的大小除受积水严重程度影响外，还与城市对降雨和可能出现内涝的前期准备、对内涝的应急处置、抢险救援、社会公众的风险意识、避险技能及城市建筑的防涝能力等有关。在这些影响因素中，有自然因素，也有社会因素；有工程方面的，也有管理方面的；有的因素是不可控的，如降雨雨量、雨强、历时等；有些因素虽然可以合理改善，如下垫面条件、雨水调蓄能力、雨水系统排水能力、建筑防涝能力等，但受制于技术和经济条件，只能适度改善，有限调控；还有些因素，如雨前准备、工程状况、应急处置、抢险救援、公众意识和避险技能等， 可以通过采取有效措施，最大限度地发挥其正向作用。

城市内涝防治是一个复杂的系统工程，需要以系统思维方式，统筹考虑各因素对城市内涝灾害的影响和制约作用，分析其变化调控的可能性和对应策略， 结合城市自然地理、社会经济条件， 充分进行优化比选，寻找合理方案，实现内涝灾害防治效果最大化。北方城市内涝灾害影响因素及相应的对策措施见图1。

图1 北方城市内涝影响因素及对策措施

三、北方城市内涝灾害防治对策

1.工程对策

（1）以系统思维科学规划城市雨水工程体系，提高城市防涝工程的整体性和协调性

城市雨水排除是一项系统性工程，包含了源头减排工程（如区域雨水渗蓄工程、拦滞工程、消纳利用工程等）、中间输送控制工程（如雨水管网、排水沟渠等）和尾端的排放工程（如排水河道、湖泊湿地、水库等）。每个环节都有其各自的作用，各个环节相互影响、相互制约、相互作用。应以系统思维， 结合当地的地理地形、河渠坑塘、湖泊湿地、园林绿地等条件，充分考虑城市水域、绿地等景观功能与除涝功能的有机结合，按照源头合理减排、中间科学调控、末端安全排放的原则，从源头到末端，优化雨水系统设计， 科学规划城市除涝工程，统筹城市雨水工程体系建设，注重小排水和大排水工程的系统性，实现各类防治工程规模、标准、功能的系统衔接，提高雨水工程的整体性和协调性，提升城市内涝防治的整体效益。

（2）补齐防涝基础设施建设短板，提高城市整体抵御内涝的能力

针对目前城市基础设施建设存在的部分雨水管网不达标、排水存在“肠梗阻”等问题和短板，加大雨水管网和排水河道、调蓄工程等设施建设力度，加快设施达标速度。对新建区域必须按标准建设雨水管网，对不达标的老旧管网要逐步更新改造，对不符合防涝要求、 影响区域整体除涝能力的“卡脖子”工程要优先治理达标。

（3）加强对重点设施和生命线工程防涝设计和恢复能力建设

《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》（国办发〔2021〕11 号）指出，在超出城市内涝防治标准的降雨条件下，城市生命线工程等重要市政基础设施功能不丧失，基本保障城市安全运行。在地铁、隧道、下凹道路、机场、车站等重要交通设施以及水厂、电厂、变电站、燃气站等重要市政基础设施规划设计和建设时，应充分考虑除涝要求，合理规划设计排水设施，实行主体工程与排水设施同时建设、同时投入使用。在地下室、地下车库、地下广场等建筑设计时，合理确定竖向布置， 设置防水、 排水设施。如有些地下室或地下车库在出入口安装防水闸， 就起到了很好的阻水防涝效果。优化建筑供水、供电设施布局，尽可能不在地下室布置，已布置在地下室的，应增设防水设计，以避免出现内涝时引发次生灾害。

2.非工程对策

（1）加强城市防涝基础数据及管理平台建设，提升监测、预报、预警、预演能力

完善气象、水文、排水、积水点水情等监测站点，加强对致灾要素及灾情变化的实时监测，构建城市内涝防治感知网络。综合利用大数据、物联网、云计算等现代信息技术，建立城市内涝灾害应急管理平台，汇聚分析整理感知信息，构建内涝灾害分析预测及灾情模拟模型，分析预测灾害形式和灾害程度， 预演推演应急方案，模拟方案效果和灾害变化趋势，及时提供灾害模拟及预警信息，提高灾害预测精度和灾前预警能力。在灾害应对过程中，充分运用数字化、智能化手段， 实时展示灾情发生及变化过程，汇总灾害应对及救援信息，为应急决策和管理提供技术支撑。

（2）研究制定适合当地经济社会发展的城市雨水系统设计标准

城市雨水系统设计标准不仅与气象条件有关， 而且与当地地理形态、经济社会发展水平有关。目前，从国家到地方，出台的相关规范都提出了城市雨水管网及排水河道的设计降水重现期，明确了城市雨水排除及除涝设计标准， 但在实际建设中，仍存在上下游及城内外标准不衔接、不规范的问题。作为城市内涝防治的系统工程，上下游及城内外的雨水排除工程设计需要统筹考虑。同时，随着经济社会的发展，社会公共财产及个人财产不断增加，同样条件下，超设计标准内涝造成的灾害会越来越大，公众对城市设施抵御涝灾能力的期望也越来越高， 与发达国家相比，我国的现行标准仍有提升的空间。因此应结合当地实际条件， 从建设投资、灾害损失、社会影响等方面对城市除涝工程标准进行综合评价，研究探讨适合当地经济社会发展水平的设计标准，提升涝灾抵御能力。

（3）加强应急预案编制，提高应急预案的针对性和实用性

城市内涝灾害防治的原则是“预”字当先，从最不利的情况出发，做最充分的准备。坚持问题导向，突出预报、预警、预演、预案“四预”措施。城市内涝灾害应急预案一般包括总体应急预案、专项应急预案和专题应急预案。城市内涝防治涉及应急、气象、水务、交通、城建、园林、教育等城市运行管理部门， 各部门都应在总体应急预案的指导下， 根据部门职责、 结合部门工作特点编制部门应急预案。对于机场、地铁、立交桥、隧道、低洼易涝区等重点区域、重点设施，应有单独预案。同时应加强应急预案的培训和预演， 确保应急预案的实用性和相关人员对预案掌握熟知。

（4）加强灾害预警响应，健全灾害预警制度

对于城市内涝灾害， 应建立应急、气象、水务、交通、城建、园林、教育、 通信等部门灾害防御联动机制，优化灾害风险预警工作流程。当有灾害预警时，各部门应按照应急预案立即研判、迅速响应、快速行动，做到人员到位、设备到位、措施到位。遇到特殊或极端情况，按程序果断采取错峰出行、交通管制、停工停课等措施，最大限度预防次生灾害发生，降低灾害损失。

（5）加强应急队伍建设和应急物资储备

城市内涝灾害应急抢险涉及多个专业，需要足够规模的人力、物力、设备保障，一方面用于保证应急救援工作的开展，另一方面保障受灾群众的生活，保障城市的运行。从近几年各地出现的洪涝灾害和应急救援看，仍然存在应急专业人才不足、抢险队伍不稳定、应急物资储备缺口大等问题。因此，应采取专业队伍与基层队伍、政府组织与社会志愿者相结合的办法，分市、区、街道建立应急救援队伍，开展城市洪涝灾害及应急救援知识培训，组织应急演练，保持队伍相对稳定。鼓励企事业单位、社会组织及公民个人等有序参与内涝灾害防治知识的宣传、 教育和普及工作，以及内涝时抢险救援、卫生防疫、群众安置和心理安抚等工作。同时应组建由专家学者和实践经验丰富的管理人员组成的专家队伍，为应急决策提供咨询建议。

在物资储备上，优化物资储备点布局，改善物资仓储条件，畅通调拨发放通道， 定期检查核对物资状态，确保应急物资储备充足、 调拨高效、发放便利、运输快捷。为应对极端洪涝灾害事件，应增加卫星通信等非常规物资的配置，加强跨部门、跨地区、跨行业的应急物资协调保障，建立高效的共享调运机制。

（6）增强社会公众的防范意识

充分发挥政府、社会组织和志愿者的作用，利用报纸、电视、手机、新媒体、宣传册、宣传栏等载体，通过多种形式传播城市内涝灾害预防知识，宣传暴雨和极端降雨情形下的应急避险对策， 增强社会公众的防范意识，普及极端天气和暴雨情况下公众应急避险及发生内涝时的自救知识；在道路涵洞、下凹立交桥等可能积水点设立水尺标记，设置警戒水位和报警装置。在出现严重内涝时，充分利用现代通信手段，及时向公众发布应急避险提示和城市应急避险点、救助点位置图，指导和引导遇险市民安全快速脱险，对于最大可能减轻灾害损失、保持社会稳定具有重要意义。