如何提高城市應“極”能力——鄭州“720暴雨”對城市內澇防治系統的思考

北極星水處理網訊:今年入汛以來，極端暴雨頻發，河南等地遭受巨大損失。

在全球各種自然災害所造成的損失，洪澇災害所占比重高達40%。極端天氣導致的城市內澇是中國等新興發展中國家城市化過程中面臨的重要問題。近年來中國有超過62%的大中型城市發生過嚴重的城市內澇，對經濟社會造成了嚴重影響。

從7月20日起，各大社交平臺上陸續有人提出質疑，鄭州內澇嚴重，是否與城市排水系統失靈有關，投入500多億建設的海綿城市失效？甚至，英國廣播公司（bbc）中文網也發布文章，“陰陽怪氣”鄭州的海綿城市建設。爾后各類網站又是一堆吹捧東京、德國下水道建設案例。

本文擬針對鄭州“720”超標暴雨事件對超、特大城市城市運行的沖擊和影響，以及城市如何應對此類事件等問題提出一點思考和建議。

01 本次降雨的強度

根據中央氣象臺的數據，17日8時至21日8時，河南省平均降雨量達144.7mm；鄭州市平均降雨量458.2mm，鄭州新密市白寨累計降雨量最大達918.9mm，鄭州國家級氣象觀測站772mm，部分地區累計降雨量已超當地年平均降雨量（鄭州全年平均降雨量641mm）。從短時降雨強度看，鄭州、開封等多地1小時降雨量超過100mm，其中鄭州氣象觀測站最大小時降雨量達201.9mm（20日16時-17時)，突破中國大陸小時降雨量歷史極值（198.5mm，河南林莊，1975年8月5日）。鄭州局地3小時最大降雨量達333mm。

基于1994年的一份全球尺度下歷史最大降雨的記錄報告，本次鄭州的超強降雨已經可以在其中排入全球第九大強降雨事件。超過了北京“721特大暴雨”的降雨水平。尤其是對于一個年平均降雨量僅有640mm的內地城市，這種程度的降雨可以說是始料未及。遠遠超過了城市能夠應對的降雨水平（網上也出現了幾個根據暴雨強度公式推算的高達1500年甚至5000年重現期的說法，從暴雨強度公式要求的基礎數據來源來看，這個結論是得不出來的）。

全球強降雨記錄

02 一個城市需要達到什么樣的內澇治理水平？

從7月20日起，各大社交平臺上陸續有人提出質疑，鄭州內澇嚴重，是否與城市排水系統失靈有關，投入500多億建設的海綿城市失效？甚至，英國廣播公司（bbc）中文網也發布文章，“陰陽怪氣”鄭州的海綿城市建設。爾后各類網站又是一堆吹捧東京、德國下水道建設案例。

類似的觀點顯然有失偏頗，對城市排水系統以及海綿城市稍有了解的人都知道，此次河南遭遇的大雨災害非常罕見，一天降了去年全年1/3的雨量，已經遠遠超出了城市排水能力所能應對的范疇，與是否建設海綿城市沒有實質性的關系。根據查閱的相關資料，鄭州城區的內澇防治設計重現期也和《室外排水設計標準 gb 50014-2021》中城市規模設定值相匹配，無論從城市規劃還是工程設計角度而言，都是合乎標準的。

雖然有很多說法并不科學，但是反映出目前國內城市的內澇防治水平與全面提升城市安全保障水平和人民群眾期盼還有較大差距，城市排水防澇設施仍然是城市社會經濟發展的突出短板。為加快城市排水防澇設施建設，有效應對城市內澇這一頑疾久治不愈，需要通過系統化治理措施進行防治。

任何工程都有對應的設計規模，以極少數極端條件作為設計條件的經濟合理性會嚴重不足，目前城市的內澇防治體系主要包括：源頭減排系統、排水管渠系統、排澇除險系統和超標應急系統。

源頭減排系統

源頭減排系統主要是“海綿城市”中的源頭類項目，主要是通過將海綿城市理念納入城市各種建設項目類型中，盡可能的對中小雨進行源頭處理處置（為了解決初期雨水的面源污染問題），其對應的降雨量很小，例如鄭州市75%年徑流總量控制率（名詞解釋：通過自然與人工強化的滲透、滯蓄、凈化等方式控制城市建設下墊面的降雨徑流，得到控制的年均降雨量與年均降雨總量的比值。）對應的降雨量僅有22mm。這個程度的控制對于內澇防治可以說是杯水車薪，看了很多人都發出了對鄭州海綿城市的質疑聲，但其根源是對年徑流總量控制率理解深度不足。

《海綿城市建設技術指南》將我國大陸地區大致分為五個區，并給出了各區年徑流總量控制率α的最低和最高限值，即i區（85%≤α≤90%）、ii區（80%≤α≤85%）、iii區（75%≤α≤85%）、iv區（70%≤α≤85%）、v區（60%≤α≤85%），如下圖所示。

鄭州市屬iii 區，其年徑流總量控制率α取值范圍為75%≤α≤85%。通過超過30年的實測降雨數據進行分析，綜合考慮鄭州市的自然環境和城市定位、規劃理念、經濟發展等多方面條件，年徑流總量控制率目標值設定為75%，控制降雨徑流深為22.0mm。在當前的設計目標之下，海綿城市僅能控制住22mm的日降雨量，而此次“7.20暴雨”事件中，最高小時降雨量就超過200mm，海綿城市對降雨的控制在此類極端情況下顯然是微不足道的。

對于鄭州“海綿城市”建設引發的爭議，“海綿城市”是一項在城市規劃建設和管理中需要長期遵循的理念，在城市建設中以“藍（水體等滯蓄空間）——綠（綠地等生態空間）——灰（排水管道系統等）”的結合形式充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。與目前國際上以綠色源頭優先的綠色基礎設施（gi）、水敏感城市（wsud）、可持續排水系統（suds）等雨水管理思路一致。

排水管渠系統

排水管渠系統對應的就是管網、泵站等城市排水系統，功能是將雨水管渠設計重現期下的降雨順利排出，不造成地面積水。標準根據室外排水標準，鄭州市排水管渠設計標準為：主城區雨水管渠設計重現期3-5年一遇，航空城為2-5年一遇，其他城區為2-3年一遇。目前很多文章說與國外相比標準太低云云，其實是混淆了雨水管渠設計重現期和內澇防治設計重現期，很多動輒幾十年的重現期其實是下文的內澇防治設計重現期。地鐵、隧道等重要地區需要按照最高的排水標準進行考慮，但是再高的標準也有上限，及時封閉危險區域才能避免傷亡。

排澇除險系統

排澇除險系統主要用于解決超出源頭減排系統和排水管渠系統能力的雨水控制問題，因此一般又稱“大排水系統”，是指應對超過地下管渠（小排水系統）設計標準的一套蓄排措施，是滿足城鎮內澇防治設計重現期標準的重要保障。內澇防治設計重現期的一個特點是允許不造成城市運行中斷的短時積水，是一個通過綜合措施達到的標準，例如雖然管網按照3年一遇設計，但是在滯蓄空間、河道、排澇泵站等的綜合作用下可以達到幾十年一遇的標準。鄭州市主城區與航空城的內澇防治設計重現期為50年一遇，其他城區的內澇防治標準為20年一遇。

超標應急系統

2021年04月發布的《國務院辦公廳關于加強城市內澇治理的實施意見》（國辦發〔2021〕11號）就已經提出：在超出城市內澇防治標準的降雨條件下，城市生命線工程等重要市政基礎設施功能不喪失，基本保障城市安全運行。

這次的降雨遠遠超過了城市排水系統能夠排除的要求，放在全球任何一個城市都屬于災難級。對于超標準暴雨的防御，應遵循以防為主，做好各種情況下的預案，調動全社會力量投入防洪搶險，很大程度需要和疫情一樣通過城市管理手段來實現。本次鄭州地鐵的沒有及時停運、醫院供電等城市生命線工程的崩潰等都是本次時間需要吸取的慘痛教訓。

03 極端降雨災害的風險應對思考

| 極端降雨風險圖編制及制定各部門應急方案

1、建立超標暴雨應急預案，采用數學模型模擬超標暴雨，識別超標暴雨情況下內澇潛在風險區的分布，并定期在官方網站進行公開。

2、提出災害發生時實施交通管制建議，對于隧道、地鐵、地下空間等高危風險區域，根據氣象預報提前專人現場值守，一旦有進水風險，立即關停設施使用。

3、充分發揮現狀防汛物資倉庫的作用，調用防汛物質，防治內澇災害；充分利用社區中心、學校、福利設施等公共設施規劃建設室內應急避難場所，保障人民群眾生命安全。綜合調度，有效應對超標暴雨，保障城市運轉基本正常，不造成重大財產損失和人員傷亡。

| 提升城市生命線系統的韌性

1、近年來大量的生命線工程出于節約土地、景觀化等需要進行了地下化（例如地下污水廠、地下變電站），也有大量的重要設施（例如醫院設備常設置在負一層或者一層）設施設計在地下或者低處，本次洪澇下受到了重大損失。建議在城市規劃上將生命線工程設置在洪水風險區外或者高于最高淹沒水位+安全超高，且重要機電設備等應設置在高處，在遭遇極端災害時應保證主干生命線系統的暢通。

2、在城市規劃建設中需要對低洼地、藍綠空間等進行保護，能否提供充足的雨洪滯蓄空間，將對緩解內澇災害起到關鍵性作用。

3、與各類互聯網地圖服務商合作，在緊急事態下將災害點、應急安置點等的位置突出顯示，受災區域群眾可就近前往分散避險。應急避難點以5-15min的步行距離進行設置，儲備有應急的通訊、電力、食物、水等物資，保證基本生活。

| 提高通訊系統的冗余度，多種措施保障通訊暢通

在災害發生時，通暢的通信是快速救援的保證，本次鄭州地鐵中及時傳出的求救信號為減少人員損失起到了重要作用。同時，從安順機場起飛的翼龍2h無人機往返上千公里，建立覆蓋15000平方公里音頻通信網絡，通過星鏈、無人機等高科技加持下的通訊技術為通訊的保障提供了基礎，建議將這類技術與城市應急管理系統相結合（例如每個省的應急管理部門都配備通訊、搜救無人機），在最短時間建立應急通訊系統。

| 緊急事態下統一信息發布系統

災情后各大媒體、互聯網公司都紛紛建立起信息發布平臺，民間也自發組織了一個救命文檔包括了災情方面的各種求助和信息，但是整體上信息繁雜而且難以找到需要的內容。建議國家層面建立起一個緊急狀態的平臺，統一各種信息，可以包括權威信息、求助信息發布、最近的避難點信息、志愿者幫助、捐款捐物通道、辟謠信息等。

原標題:如何提高城市應“極”能力——鄭州“720暴雨”對城市內澇防治系統的思考