城市洪澇治理與韌性城市建設(shè)：變革、創(chuàng)新與啟示
受全球氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)的雙重影響，城市洪澇災(zāi)害的頻率、規(guī)模和影響日益加劇，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、城市基礎(chǔ)設(shè)施安全、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，城市洪澇問(wèn)題已成為我國(guó)城市化進(jìn)程中面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2012年，北京“7·21”特大暴雨最大小時(shí)雨量110.3mm，超過(guò)100年一遇。2016年，河北省邢臺(tái)市發(fā)生強(qiáng)降雨過(guò)程，雨量超過(guò)“63·8”和“96·8”，成為歷史極值。2021年，河南省鄭州市“7·20”特大暴雨最大小時(shí)雨量達(dá)201.9mm，突破1951年鄭州氣象站建站以來(lái)的歷史紀(jì)錄。2023年7月，海河流域發(fā)生60年來(lái)最大流域性特大洪水，松花江流域部分支流發(fā)生超實(shí)測(cè)記錄洪水。城市洪澇災(zāi)害不僅制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，也成為影響城市公共安全的突出問(wèn)題，導(dǎo)致城市交通中斷、供水供電設(shè)施受損、商業(yè)活動(dòng)停滯，嚴(yán)重制約了城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)還會(huì)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境造成長(zhǎng)期損害，破壞綠地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)，影響生態(tài)系統(tǒng)健康，降低城市居民生活質(zhì)量。
為有效應(yīng)對(duì)城市洪澇災(zāi)害，圍繞高質(zhì)量發(fā)展要求，有關(guān)部門(mén)在理念、技術(shù)、方法、路徑等方面開(kāi)展了大量探索與實(shí)踐。出臺(tái)了一系列具有里程碑意義的政策文件，包括《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市內(nèi)澇治理的實(shí)施意見(jiàn)》，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展改革委、水利部共同印發(fā)《“十四五”城市排水防澇體系建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃》，中共北京市委辦公廳、北京市人民政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)韌性城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》等。引入并發(fā)展“海綿城市”“韌性城市”等先進(jìn)治水理念，提出并推動(dòng)國(guó)家水網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，在相關(guān)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，流域、區(qū)域水資源配置格局持續(xù)優(yōu)化，水庫(kù)、河道、堤防、蓄滯洪區(qū)等關(guān)鍵水利設(shè)施功能不斷完善，以長(zhǎng)江流域全覆蓋水監(jiān)控系統(tǒng)為核心的數(shù)字孿生水利重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目取得積極進(jìn)展，流域現(xiàn)代化防洪體系步入全新發(fā)展階段。
這些重大轉(zhuǎn)變不僅體現(xiàn)了我國(guó)對(duì)城市洪澇問(wèn)題的深刻認(rèn)識(shí)和高度重視，也展現(xiàn)了我國(guó)在城市化進(jìn)程中追求可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)定決心。然而，城市洪澇治理與韌性城市建設(shè)仍面臨諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題。如何在快速城市化背景下平衡發(fā)展與保護(hù)的關(guān)系？如何構(gòu)建更加高效、可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)？如何提高城市應(yīng)對(duì)極端天氣事件的能力？這些問(wèn)題都需要進(jìn)行深入研究和探索。本文通過(guò)回顧我國(guó)城市洪澇治理理念的演變歷程，探討我國(guó)在城市洪澇治理與韌性城市建設(shè)方面取得的進(jìn)展與成效，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，以期為城市洪澇治理與韌性城市建設(shè)提供有益參考。
我國(guó)城市洪澇治理理念及其演變
從單純工程措施到工程與非工程措施并舉
我國(guó)傳統(tǒng)城市洪澇治理主要基于工程措施，側(cè)重于防洪和排水。這種理念在新中國(guó)成立初期至改革開(kāi)放期間，為我國(guó)城市防洪安全作出了重要貢獻(xiàn)。然而，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)城市洪澇治理理念的局限性逐漸凸顯。
首先，傳統(tǒng)城市洪澇治理理念過(guò)于依賴(lài)工程手段，忽視了自然環(huán)境的自我修復(fù)能力。在城市建設(shè)過(guò)程中，大量綠地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)被破壞，許多河湖坑塘被填平，導(dǎo)致城市的自然排水能力急劇下降。其次，傳統(tǒng)城市洪澇治理理念往往只關(guān)注短期內(nèi)防洪排澇效果，缺乏對(duì)長(zhǎng)期水資源管理和環(huán)境保護(hù)的全面認(rèn)識(shí)，這不僅造成了水資源浪費(fèi)，還加劇了城市水環(huán)境污染等問(wèn)題。此外，傳統(tǒng)城市洪澇治理理念沒(méi)有充分考慮城市擴(kuò)張對(duì)城市產(chǎn)匯流規(guī)律的影響，導(dǎo)致城市在面對(duì)極端天氣事件時(shí)脆弱性顯著增加。
這些局限性要求我們必須重新審視傳統(tǒng)城市洪澇治理理念，更加注重生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展，由通過(guò)單純工程措施治理城市內(nèi)澇向工程措施與非工程措施并舉轉(zhuǎn)變，充分認(rèn)識(shí)在大自然面前人類(lèi)的主觀能動(dòng)性具有一定的局限性，力爭(zhēng)從根本上實(shí)現(xiàn)城市長(zhǎng)期防洪安全和生態(tài)系統(tǒng)健康。
從“小海綿”走向“大海綿”
為了克服傳統(tǒng)治理理念的局限性，我國(guó)積極探索城市洪澇治理創(chuàng)新路徑。近年，“海綿城市”理念逐漸得到普遍認(rèn)可。海綿城市理念旨在賦予城市類(lèi)似海綿的特質(zhì)，使其在面對(duì)環(huán)境變化與自然災(zāi)害時(shí)呈現(xiàn)出顯著的適應(yīng)性和“彈性”。在雨季，海綿城市能夠吸收、滲透、儲(chǔ)存和凈化雨水；而在需要時(shí)，又能釋放并合理利用這些水資源。
“小海綿”理念主要聚焦于城市內(nèi)部的雨水收集與利用，通過(guò)實(shí)施綠色屋頂、透水鋪裝和生物滯留設(shè)施等生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，提升城市的自然排水能力。然而，隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的累積，人們逐漸認(rèn)識(shí)到單純依賴(lài)城市內(nèi)部的“小海綿”措施并不足以應(yīng)對(duì)洪澇挑戰(zhàn)，必須從更廣闊的流域尺度進(jìn)行考量。于是，“大海綿”理念應(yīng)運(yùn)而生。
“大海綿”理念強(qiáng)調(diào)從流域?qū)用鎸?duì)城市洪澇進(jìn)行綜合治理，將城市與周邊的鄉(xiāng)村、河流、湖泊等自然生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮，注重發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)和工程設(shè)施在洪澇源頭控制與過(guò)程調(diào)節(jié)中的協(xié)同作用，從而全面提升整個(gè)流域的洪澇災(zāi)害防御能力。這一理念的轉(zhuǎn)變不僅標(biāo)志著我國(guó)在城市洪澇治理理念上的重大突破，也標(biāo)志著我國(guó)城市洪澇治理模式從單一局部治理向綜合全面的流域治理轉(zhuǎn)變，為城市可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。
從單純城市洪澇治理到外洪內(nèi)澇統(tǒng)籌
長(zhǎng)期以來(lái)，城市洪澇治理多采用“洪澇分治”模式，但這種模式未能深刻反映出市政排水與水利防洪排澇緊密相連、互為邊界的關(guān)系。當(dāng)遭遇短歷時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)，單純提升排水管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)外排能力，往往會(huì)導(dǎo)致城市內(nèi)河洪峰和水位顯著上升，加劇下游河道洪水風(fēng)險(xiǎn)，造成“因澇致洪”。反之，過(guò)度加高河道堤防，雖能應(yīng)對(duì)高水位行洪，卻可能對(duì)排水管網(wǎng)產(chǎn)生頂托甚至倒灌效應(yīng)，導(dǎo)致“因洪致澇”問(wèn)題。這種分治模式不僅未能有效提升城市洪澇防御能力，反而加劇了城市洪澇治理矛盾。
隨著極端氣象水文事件的頻發(fā)與增強(qiáng)，城市面臨的過(guò)境洪水、本地洪水與內(nèi)澇復(fù)合災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)日益加劇。鄭州“7·20”特大暴雨災(zāi)害后，我國(guó)開(kāi)始轉(zhuǎn)變城市洪澇治理思路，將外洪與內(nèi)澇作為一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，提出“洪澇統(tǒng)籌、洪澇共治”的治理理念。這一理念不僅關(guān)注城市內(nèi)部洪澇的疏導(dǎo)與治理，更重視外部洪水對(duì)城市的影響。強(qiáng)調(diào)以流域規(guī)劃為引領(lǐng)，全面協(xié)調(diào)上下游、左右岸、干支流的關(guān)系，科學(xué)確定工程布局、規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)。在縱向上，采取“上蓄、中疏、下排”的策略，分段精準(zhǔn)管控城市洪水；在橫向上，統(tǒng)籌考慮不同尺度設(shè)施的功能和效應(yīng)，綜合應(yīng)用源頭海綿設(shè)施、排水管網(wǎng)與城市河湖的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，結(jié)合城市深層地下空間，深入挖掘并充分利用城市各層面的蓄排潛能。這一轉(zhuǎn)變不僅標(biāo)志著我國(guó)城市洪澇治理理念的革新，也為構(gòu)建全面、高效的城市防洪排澇安全體系奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
從海綿城市到韌性城市
21世紀(jì)以來(lái)，在氣候變化和城鎮(zhèn)化發(fā)展等多重壓力下，城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。傳統(tǒng)防洪排澇理念已經(jīng)不能滿(mǎn)足城市發(fā)展的要求，韌性城市理念從動(dòng)態(tài)與發(fā)展的角度為城市洪澇災(zāi)害應(yīng)對(duì)提供了新的視角。韌性城市理念是一種全新的城市防災(zāi)減災(zāi)理念，近年在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。該理念強(qiáng)調(diào)城市在面對(duì)自然災(zāi)害、突發(fā)事件等外部沖擊時(shí)，能夠快速化解和抵御這些沖擊，保持城市的主要特征和功能不受明顯影響，并能在災(zāi)后快速恢復(fù)和適應(yīng)新的環(huán)境。在城市洪澇治理中，韌性城市建設(shè)理念強(qiáng)調(diào)通過(guò)加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、構(gòu)建高效的應(yīng)急管理體系、保護(hù)和恢復(fù)城市生態(tài)系統(tǒng)等，增強(qiáng)城市對(duì)洪澇災(zāi)害的抵御、適應(yīng)和恢復(fù)能力。同時(shí)，注重從源頭上減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生，通過(guò)加強(qiáng)城市規(guī)劃和管理，控制城市的無(wú)序擴(kuò)張，保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)，降低城市在應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害時(shí)的脆弱性。
隨著韌性城市理論和實(shí)踐不斷深化，紐約、倫敦、東京、北京等超大城市均出臺(tái)了韌性城市建設(shè)規(guī)劃，我國(guó)《“十四五”新型城鎮(zhèn)化實(shí)施方案》也明確提出加快轉(zhuǎn)變城市發(fā)展方式，建設(shè)宜居、韌性、創(chuàng)新、智慧、綠色、人文城市。韌性城市理念的引入和發(fā)展，為我國(guó)城市洪澇治理提供了新的思路和方法，同時(shí)，提升城市韌性也成為未來(lái)城市洪澇災(zāi)害防治的發(fā)展趨勢(shì)。
建設(shè)韌性城市，提高城市防洪安全
韌性城市建設(shè)理念的引入和發(fā)展，對(duì)我國(guó)城市洪澇治理產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。首先，它推動(dòng)了我國(guó)城市洪澇治理理念的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)以工程手段為主的單一、局部治理模式向更加注重生態(tài)、綜合、長(zhǎng)期的治理模式轉(zhuǎn)變。其次，韌性城市建設(shè)促進(jìn)了海綿設(shè)施、排水系統(tǒng)、防洪堤壩等城市基礎(chǔ)設(shè)施的完善和升級(jí)，提高了城市對(duì)洪澇災(zāi)害的抵御能力和恢復(fù)能力。再次，韌性城市建設(shè)推動(dòng)了城市規(guī)劃和管理的科學(xué)化、規(guī)范化，有效控制了城市的無(wú)序擴(kuò)張，保護(hù)和恢復(fù)了河流、湖泊、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)，提高了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抵抗力，降低了城市面對(duì)洪澇災(zāi)害的脆弱性。最后，韌性城市建設(shè)注重建立預(yù)警系統(tǒng)、疏散計(jì)劃、緊急救援隊(duì)伍等，提高了城市的應(yīng)急管理能力，為應(yīng)對(duì)極端降雨事件導(dǎo)致的特大洪澇災(zāi)害提供了有力保障。
韌性城市建設(shè)理念的引入和發(fā)展，為我國(guó)城市洪澇治理帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在未來(lái)實(shí)踐中，需要不斷探索和創(chuàng)新，不斷完善和發(fā)展韌性城市建設(shè)理念，為我國(guó)城市洪澇治理、提高城市防洪安全貢獻(xiàn)更多智慧和力量。
我國(guó)城市洪澇治理變革與創(chuàng)新
技術(shù)應(yīng)用方面
我國(guó)城市洪澇治理技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面：
①高精度監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)。利用雷達(dá)、衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)等技術(shù)，構(gòu)建“天空地”一體化水利感知網(wǎng)，對(duì)城市洪澇進(jìn)行全方位、高精度監(jiān)測(cè)和預(yù)警，實(shí)現(xiàn)物理流域與數(shù)字流域之間動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)信息交互和深度融合，為決策者提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
②智能化排水系統(tǒng)。通過(guò)智能化改造，城市的排水系統(tǒng)可以更加高效、靈活地應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害。例如，智能化排水泵站可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的水位和流量數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的運(yùn)行狀態(tài)，確保排水系統(tǒng)的順暢運(yùn)行。
③生態(tài)化防洪工程。在防洪工程建設(shè)中，依據(jù)海綿城市理念，采取生態(tài)化工程措施，如濕地保護(hù)、河岸綠化、雨水花園建設(shè)等，既能夠提高城市防洪能力，又能夠保護(hù)和恢復(fù)城市生態(tài)系統(tǒng)。
④信息化管理與決策支持系統(tǒng)。通過(guò)集成多維多時(shí)空尺度的水利專(zhuān)業(yè)模型、智能分析模型和仿真可視化模型，構(gòu)建數(shù)字孿生流域模擬仿真平臺(tái)。利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史災(zāi)情信息，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)調(diào)度一體化和洪澇災(zāi)害聯(lián)調(diào)聯(lián)控，從而滿(mǎn)足復(fù)雜場(chǎng)景下的應(yīng)用需求，提升對(duì)城市生命線(xiàn)和重要保護(hù)對(duì)象的安全保障能力。
⑤新型防汛搶險(xiǎn)設(shè)備。在城市洪澇治理中，研發(fā)和應(yīng)用了多款新型防汛搶險(xiǎn)設(shè)備，如移動(dòng)排水車(chē)、履帶式排澇機(jī)器人、水陸兩用多功能挖泥船、水上救援機(jī)器人、裝配式防洪墻等，這些設(shè)備可以在惡劣的環(huán)境下快速、有效地進(jìn)行防汛搶險(xiǎn)工作，提高搶險(xiǎn)救援效率。
政策與管理方面
我國(guó)城市洪澇治理政策與管理創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面：
①跨部門(mén)協(xié)作與聯(lián)動(dòng)機(jī)制。過(guò)去，暴雨、洪水、內(nèi)澇等監(jiān)測(cè)信息分散在氣象、水利、應(yīng)急管理、城市規(guī)劃、建設(shè)、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠�(gè)部門(mén)，部門(mén)間數(shù)據(jù)信息共享不暢，導(dǎo)致出現(xiàn)信息孤島和資源分散等問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，我國(guó)已建立跨部門(mén)協(xié)作與聯(lián)動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)各部門(mén)間數(shù)據(jù)資源整合。通過(guò)構(gòu)建目標(biāo)統(tǒng)一、任務(wù)協(xié)同、措施銜接、行動(dòng)同步的城市洪澇聯(lián)防聯(lián)控工作機(jī)制，統(tǒng)籌制定城市洪澇災(zāi)害超標(biāo)準(zhǔn)預(yù)案，確保在洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)響應(yīng)并有效應(yīng)對(duì)。
②合作模式。為了克服政府單一投資在資金籌集、技術(shù)創(chuàng)新和運(yùn)營(yíng)管理等方面的局限性，我國(guó)積極引入政府和社會(huì)資本合作PPP（Public-Private-Partnership）模式，通過(guò)吸引民間資本和引入市場(chǎng)機(jī)制，為城市防洪減災(zāi)工作注入新的活力。面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間日益凸顯的矛盾，以生態(tài)保護(hù)和環(huán)境治理為基礎(chǔ)的生態(tài)環(huán)境導(dǎo)向開(kāi)發(fā)模式EOD（Ecology-Oriented-Development）應(yīng)運(yùn)而生。EOD模式采取產(chǎn)業(yè)鏈延伸、聯(lián)合經(jīng)營(yíng)、組合開(kāi)發(fā)等方式，推動(dòng)公益性較強(qiáng)、收益性差的生態(tài)環(huán)境治理項(xiàng)目與收益較好的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)有效融合、統(tǒng)籌推進(jìn)、一體化實(shí)施，將生態(tài)環(huán)境治理帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值內(nèi)部化，是一種創(chuàng)新性的項(xiàng)目組織和實(shí)施方式。
社會(huì)與公眾參與方面
我國(guó)城市洪澇治理社會(huì)參與機(jī)制創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面：
①社區(qū)層面的深度參與。社區(qū)作為城市的基本單元，通過(guò)建立社區(qū)洪澇應(yīng)對(duì)宣傳組織和志愿者隊(duì)伍，對(duì)社區(qū)居民進(jìn)行洪澇災(zāi)害防御意識(shí)培養(yǎng)和技能培訓(xùn)，有助于提高社區(qū)的洪澇災(zāi)害應(yīng)對(duì)能力，形成社區(qū)內(nèi)部的自我保護(hù)和救助機(jī)制。
②公眾教育與知識(shí)普及。通過(guò)舉辦洪澇知識(shí)講座、制作宣傳材料、開(kāi)展線(xiàn)上線(xiàn)下教育活動(dòng)等方式，提高公眾對(duì)洪澇災(zāi)害的認(rèn)知和應(yīng)對(duì)能力。這種教育不僅針對(duì)個(gè)人，還針對(duì)學(xué)校、企事業(yè)單位等各個(gè)群體，確保在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，公眾能夠做出正確的判斷和行動(dòng)。
③信息傳播與溝通機(jī)制。建立高效的信息傳播系統(tǒng)，確保洪澇預(yù)警信息、災(zāi)害應(yīng)急指導(dǎo)等關(guān)鍵信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳達(dá)給公眾。這包括利用社交媒體、廣播、電視、手機(jī)短信等多種渠道，確保信息覆蓋的廣度和深度。同時(shí)，政府、媒體、社區(qū)組織等多方共同參與信息傳播工作，形成信息共享和協(xié)同應(yīng)對(duì)的機(jī)制。
社會(huì)與公眾參與機(jī)制創(chuàng)新不僅提升了城市的防洪能力，也提升了公眾的自我保護(hù)和自救能力，為構(gòu)建更加安全、穩(wěn)固的城市防洪排澇體系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
我國(guó)城市洪澇治理進(jìn)展與成效
城市洪澇模擬與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估取得重要進(jìn)展
城市洪澇模擬模型研發(fā)方面
城市暴雨洪澇模擬是防洪排澇、建設(shè)海綿城市的核心技術(shù)之一。目前常用的城市洪澇模擬模型包括以水文學(xué)方法為主的模型、以水動(dòng)力學(xué)方法為主的模型及水文水動(dòng)力過(guò)程耦合模型，如以SWMM模型為代表的開(kāi)源模型、以InfoWorks ICM和MIKE系列模型為代表的商業(yè)化模型和以HEC-RAS模型為代表的半商業(yè)化模型等。我國(guó)已成功研發(fā)出一些具有代表性的模型軟件，如中國(guó)水利水電科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的洪澇仿真模型和洪水風(fēng)險(xiǎn)分析軟件FRAS、珠江水利科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的HydroMPM模型、西安理工大學(xué)與英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的GAST模型、大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的HydroInfo模型，以及中國(guó)水利水電科學(xué)研究院聯(lián)合多家單位共同研發(fā)的IFMS/Urban軟件等。同時(shí)，多學(xué)科技術(shù)的交叉融合為城市洪澇模擬能力的提升帶來(lái)新的契機(jī)。如遙感技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的融合與同化，為模擬提供了豐富的數(shù)據(jù)資源；深度學(xué)習(xí)技術(shù)則引領(lǐng)了大數(shù)據(jù)模型的新方向，與水文水動(dòng)力模型形成互補(bǔ)，增強(qiáng)了模擬的精度和可靠性；GPU并行計(jì)算技術(shù)的引入，大幅度提升了水動(dòng)力二維計(jì)算的效率，使得實(shí)時(shí)城市淹沒(méi)模擬成為可能；基于人工智能技術(shù)與智慧水務(wù)建設(shè)的智慧水系統(tǒng)平臺(tái)，建立了完善的數(shù)據(jù)-模型-預(yù)測(cè)-指揮一體化智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市未來(lái)洪澇過(guò)程的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和決策支持。
城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究方面
科學(xué)、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)城市洪澇災(zāi)害的成因與機(jī)制，迅速且精準(zhǔn)地評(píng)估災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，是完善城市防洪排澇體系、提升其應(yīng)對(duì)能力、減少災(zāi)害損失的根本與核心。城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)可以認(rèn)為是危險(xiǎn)性和易損性的綜合表征。城市洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性分析是對(duì)災(zāi)害系統(tǒng)中致災(zāi)因子的特征進(jìn)行分析，量化不同頻率災(zāi)害的強(qiáng)度、歷時(shí)和影響范圍等，目前常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和水文頻率法進(jìn)行研究。城市洪澇災(zāi)害易損性分析主要關(guān)注災(zāi)害對(duì)城市內(nèi)各類(lèi)承災(zāi)體，如人口、房屋、基礎(chǔ)設(shè)施等可能造成的損害程度或概率。由于不同承災(zāi)體的承受能力存在差異，其受災(zāi)損失也會(huì)有所不同，通常采用歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法、指標(biāo)體系評(píng)估法與實(shí)地調(diào)查災(zāi)損率和災(zāi)損曲線(xiàn)等方法進(jìn)行研究。對(duì)于城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，目前國(guó)內(nèi)外較為常用的評(píng)估方法有歷史災(zāi)情評(píng)估法、指標(biāo)體系評(píng)估法、遙感影像評(píng)估法和情景模擬評(píng)估法。選擇哪種評(píng)估方法，通常取決于評(píng)價(jià)的空間范圍、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性、分析結(jié)果的時(shí)效性以及對(duì)評(píng)估精度的要求。有時(shí)，也會(huì)結(jié)合多種方法進(jìn)行綜合評(píng)估，以獲得更為全面和準(zhǔn)確的結(jié)果。
城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果運(yùn)用方面
城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估涉及水文學(xué)、水動(dòng)力學(xué)、氣象學(xué)、地理學(xué)等多個(gè)學(xué)科，這種多學(xué)科交叉融合的研究方式，不僅推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，也為解決城市洪澇問(wèn)題提供了更全面的視角和方法。此外，城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估使城市管理者和居民對(duì)洪澇災(zāi)害有了更深入的了解，對(duì)災(zāi)害成因、可能影響范圍和后果具有更清晰的認(rèn)識(shí)，有助于增強(qiáng)防范意識(shí)和應(yīng)對(duì)災(zāi)害的準(zhǔn)備程度。基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，城市可以更有針對(duì)性地優(yōu)化防洪排澇體系，如改進(jìn)排水設(shè)施、加強(qiáng)河道治理、建設(shè)防洪堤等，這些措施可以更有效地應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害，減少災(zāi)害損失�；跀�(shù)值模擬的情景分析法不僅具有明確的物理機(jī)制，且能夠直觀、真實(shí)地反映城市實(shí)際洪澇淹沒(méi)過(guò)程，為管理者制定防災(zāi)減災(zāi)策略和風(fēng)險(xiǎn)管理決策提供了寶貴的參考依據(jù)，幫助決策人員制定更合理的應(yīng)急預(yù)案和響應(yīng)措施，在洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)，能夠迅速調(diào)動(dòng)資源應(yīng)對(duì)，有效減輕災(zāi)害影響。
城市洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)初見(jiàn)成效
多源數(shù)據(jù)融合的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不斷完善
通過(guò)接入氣象衛(wèi)星、測(cè)雨雷達(dá)、水位監(jiān)測(cè)、水庫(kù)工情、閘泵工況等多源動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建“天空地”全覆蓋的暴雨洪澇立體監(jiān)測(cè)感知體系，夯實(shí)數(shù)據(jù)底板，有序組織不同類(lèi)型、不同形態(tài)、不同來(lái)源的數(shù)據(jù)，為水利治理管理提供詳實(shí)的基礎(chǔ)底圖，為城市防洪排澇預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”工作的開(kāi)展和應(yīng)急指揮提供了有力支撐。
監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)取得突破
通過(guò)集成數(shù)值降雨、山區(qū)洪水等預(yù)報(bào)技術(shù)，構(gòu)建了城市內(nèi)澇預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)了更精準(zhǔn)的洪水預(yù)報(bào)。結(jié)合時(shí)空漸進(jìn)式動(dòng)態(tài)校正技術(shù)，洪水預(yù)報(bào)精度得到進(jìn)一步提升。此外，還建立了多場(chǎng)景動(dòng)態(tài)仿真驅(qū)動(dòng)模式，有效提升了洪澇場(chǎng)景構(gòu)建及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判的效率。這些技術(shù)不僅提高了洪澇災(zāi)情預(yù)見(jiàn)期，還增強(qiáng)了應(yīng)對(duì)城市洪澇災(zāi)害的能力，為防洪減災(zāi)工作提供了重要支撐。通過(guò)在線(xiàn)云計(jì)算結(jié)合GPU并行計(jì)算等技術(shù)，提高了服務(wù)效率、計(jì)算速度和可擴(kuò)展性，進(jìn)一步滿(mǎn)足了城市洪澇期間預(yù)警系統(tǒng)高頻率訪(fǎng)問(wèn)需求。
應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛
基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)和城市洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市全要素和水利治理管理活動(dòng)的數(shù)字映射和智能模擬，為實(shí)時(shí)監(jiān)控、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化調(diào)度提供了有力支撐，還能關(guān)聯(lián)分析歷史與實(shí)時(shí)內(nèi)澇數(shù)據(jù)，為不同行業(yè)用戶(hù)提供易澇點(diǎn)預(yù)測(cè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響分析等服務(wù)。這些服務(wù)不僅涵蓋了政務(wù)、民生、商業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，還以多種形式呈現(xiàn)，滿(mǎn)足了用戶(hù)的多樣化需求。
海綿城市建設(shè)：從示范區(qū)建設(shè)到全域化推進(jìn)
提升城市防洪排澇能力
海綿城市建設(shè)通過(guò)雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝等措施增加城市地表的滲水能力，減少?gòu)搅魍馀牛档统鞘泻闈碁?zāi)害的發(fā)生概率。同時(shí)，構(gòu)建城市排水防澇設(shè)施，提高城市排水系統(tǒng)的能力，確保在特大暴雨等極端天氣條件下，城市排水系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，避免城市內(nèi)澇的發(fā)生。
改善城市生態(tài)環(huán)境
海綿城市建設(shè)注重生態(tài)優(yōu)先，通過(guò)增加綠地、濕地等生態(tài)空間，提高城市的生態(tài)多樣性，降低城市熱島效應(yīng)，提升城市環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)，通過(guò)雨水收集和利用，減少對(duì)地下水的開(kāi)采，保護(hù)地下水資源。
促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展
海綿城市建設(shè)是一種可持續(xù)的城市發(fā)展方式，通過(guò)合理利用雨水資源，緩解城市水資源短缺問(wèn)題，提高城市水資源利用效率，促進(jìn)城市綠色交通、綠色建筑等領(lǐng)域的發(fā)展，推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
從2015年第一批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市公布，到2023年第三批系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)示范城市獲批，我國(guó)海綿城市建設(shè)取得了顯著成效。例如，北京市城市副中心經(jīng)過(guò)近8年建設(shè)，截至2023年年底，總計(jì)完成試點(diǎn)區(qū)海綿城市項(xiàng)目125項(xiàng)，海綿城市建設(shè)達(dá)標(biāo)面積約29.9km2，使4萬(wàn)余居民受益。上海市在系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)的過(guò)程中，通過(guò)完善海綿城市規(guī)劃技術(shù)體系、加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)、構(gòu)建韌性安全城市河湖系統(tǒng)、完善城市排水防澇設(shè)施建設(shè)等措施，實(shí)現(xiàn)了城市防洪排澇能力的提升、城市生態(tài)環(huán)境的改善以及對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展的促進(jìn)。同時(shí)，各地積極探索海綿城市建設(shè)模式，形成了各具特色的海綿城市建設(shè)路徑。
社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益明顯
社會(huì)效益
洪澇災(zāi)害往往會(huì)給城市居民帶來(lái)諸多不便，如居住環(huán)境惡化、交通受阻等。通過(guò)多種洪澇治理措施，有效減少了這些不便，提高了居民的生活質(zhì)量。通過(guò)建立完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，顯著減少了因洪澇災(zāi)害導(dǎo)致的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。洪澇災(zāi)害可能引發(fā)社會(huì)不安定因素，如居民恐慌、社會(huì)秩序混亂等，有效的洪澇治理能夠減少這些因素的影響，從而增強(qiáng)社會(huì)的穩(wěn)定性。
經(jīng)濟(jì)效益
通過(guò)有效洪澇治理，顯著降低了洪澇災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，包括減少房屋、基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)作物的損失，以及避免或降低因?yàn)?zāi)害導(dǎo)致的停產(chǎn)停業(yè)等間接經(jīng)濟(jì)損失。洪澇治理通過(guò)改善城市基礎(chǔ)設(shè)施、提高城市防洪排澇能力等措施，為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了穩(wěn)定的環(huán)境。同時(shí)，洪澇治理還促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如水利工程建設(shè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等。此外，洪澇治理有助于節(jié)約水資源，提高城市水資源利用效率，緩解城市水資源短缺問(wèn)題，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
生態(tài)環(huán)境效益
洪澇災(zāi)害往往會(huì)對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境造成破壞，如沖毀土地、破壞植被等，洪澇治理可以有效減少這些破壞，同時(shí)促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)，提高城市的生態(tài)多樣性。通過(guò)對(duì)城市河道進(jìn)行定期清淤和整治，有效提高了河道行洪能力，減少河道淤積對(duì)水質(zhì)的影響；對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行改造和升級(jí)，增加了排水管道容量，改善排水設(shè)施運(yùn)行效率；在河道兩側(cè)建設(shè)生態(tài)河岸與碧道，增加河道生態(tài)功能，提高河道自?xún)裟芰�，有效改善了水環(huán)境，維系了河湖生態(tài)系統(tǒng)健康。
結(jié)論與建議
在全球氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的雙重影響下，城市洪澇災(zāi)害已成為影響城市穩(wěn)定與安全的重大挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，我國(guó)以習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于治水的重要論述為指導(dǎo)，從生態(tài)系統(tǒng)整體性和流域系統(tǒng)性出發(fā)，追根溯源、系統(tǒng)治理，取得了一系列顯著成效。以下幾點(diǎn)建議希望能為未來(lái)的城市防洪防澇工作提供有益參考。
堅(jiān)持系統(tǒng)治理觀念，全方位推進(jìn)國(guó)家與區(qū)域水網(wǎng)建設(shè)
城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生往往與水資源分布不均、排水系統(tǒng)薄弱以及城市基礎(chǔ)設(shè)施不完善等問(wèn)題緊密相關(guān)。因此，必須從全局出發(fā)，綜合考量水資源的合理配置、排水系統(tǒng)的升級(jí)優(yōu)化以及城市基礎(chǔ)設(shè)施的完善提升，通過(guò)加快河湖水系連通工程建設(shè)強(qiáng)化國(guó)家水網(wǎng)，構(gòu)建全面系統(tǒng)的流域洪澇治理體系，提升城市水系統(tǒng)韌性，更有效地應(yīng)對(duì)城市洪澇災(zāi)害威脅，保障城市的安全與可持續(xù)發(fā)展。
科技引領(lǐng)是打造智慧防洪防澇排澇體系的核心驅(qū)動(dòng)力
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，加強(qiáng)利用北斗、遙感、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，建立“天空地”立體水文氣象汛期信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析水文氣象數(shù)據(jù)。結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，研發(fā)精細(xì)化、高精度、智慧化的洪水預(yù)報(bào)及調(diào)度系統(tǒng)，持續(xù)推進(jìn)數(shù)字孿生水利體系建設(shè)，為防洪排澇工作提供準(zhǔn)確、高效的決策支持，保障城市的正常運(yùn)行和居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
加快完善現(xiàn)代化流域洪澇防御工程體系
全面貫徹落實(shí)海綿城市建設(shè)理念和標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化排蓄設(shè)施體系布局，使城市能夠像海綿一樣吸收、存儲(chǔ)、排放雨水；推進(jìn)排水防澇工程達(dá)標(biāo)建設(shè)，合理規(guī)劃建設(shè)洪澇蓄滯場(chǎng)所，加快現(xiàn)有防洪排澇設(shè)施提標(biāo)改造；加強(qiáng)大江大河控制性工程建設(shè)和流域行蓄洪區(qū)建設(shè)，增強(qiáng)流域洪水的調(diào)蓄能力，建設(shè)“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。同時(shí)，結(jié)合韌性城市建設(shè)，有效提升城市生命線(xiàn)工程防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，確保在超標(biāo)準(zhǔn)降雨條件下重要市政基礎(chǔ)設(shè)施功能不喪失，保障城市基本功能和安全，為居民創(chuàng)造更加安全、宜居的城市環(huán)境和生活條件。
