城市雨洪災害風險治理研究進展與展望*

章云睿 胡繼元 李智軒 魯鈺雯 翟國方 ZHANG Yunrui, HU Jiyuan, LI Zhixuan, LU Yuwen, ZHAI Guofang

0 引言

城市雨洪災害是城市在一定時期內遭遇強降水并引發內澇的現象，是破壞城市基礎設施、造成人員傷亡與財產損失的高頻自然災害。根據中國水旱災害公報數據顯示，2000—2018年間全國洪澇受災人口年均近12 000人，直接經濟損失年均占到GDP的0.5%。近年來，一些極端降雨事件引發的城市洪澇巨災越發頻繁，“逢雨必澇”的問題已經變成當前城市發展的“新常態”。城市雨洪災害的形成機制可分為自然與人為兩方面[1-2]。自然因素中，極端天氣頻發是形成雨洪災害的外部原因，空間上自然地理環境的差異也是影響雨洪風險的另一機制，如山區易引發暴雨山洪、沿海城市常面臨臺風帶來的降雨洪澇等。人為因素中，城鎮化是雨洪風險增強的關鍵內因，不透水路面的增加導致了城市地表水文特征的改變，進而提高城市易損性。此外，城市治理不當也是災害易發的重要原因，如政府單一主體承擔管理重任、城市用地缺乏風險分析和規劃管控等。因此，城市雨洪災害的治理是一項復雜系統工程，在強調自然方式治理的同時也要兼顧工程技術、規劃政策、社會參與等多維視角。

雨洪風險治理是指導、協調和監督減少雨洪風險的相關措施、機制、政策、法律及其他安排的系統工作，對災害風險防范化解、社會韌性持續提高、城市健康穩定發展有著重要意義。國外的治理研究最早源于對水體污染與洪澇威脅問題的解決。經過數十年探索，發達國家在應對雨洪災害時已從小尺度的問題修補走向大尺度的綜合防治，形成了較為系統的治理模式，并在健全規劃[3]、制度[4]、技術[5-6]、法規的同時引入市場機制[7]、重視公眾參與[8-9]，開啟了新的治理階段。而我國多從工程[10]、規劃[11-12]、技術[13-14]等視角出發，缺乏對生態措施、剛彈性政策、風險分散機制、多元主體共治等維度的考慮，與發達國家相比還存在一定的階段滯后性。雖然，近年來國內開始重視海綿城市、韌性城市等發展策略，但多數研究對雨洪災害風險的解決思路都是局部化的，鮮有學者探索多維的城市雨洪災害綜合治理體系。城市雨洪治理中，僅依靠基礎設施調控和規劃等措施不足以應對日益嚴峻的巨災風險，還應發揮技術、市場、制度、主體等多元價值。基于此，本文從綜合治理措施與治理主體參與的視角對國內外城市雨洪災害風險治理研究進行了回顧，分析國內外差異并提出我國未來研究的展望。

1 城市雨洪災害風險治理研究進展

結合傳統理論與新近研究，本文認為，城市雨洪災害風險治理是一個由綜合治理措施與參與其中的多元治理主體共同構成的體系，其中，綜合治理涵蓋雨洪設施治理、政策（規劃）治理、防災技術治理和其他治理措施等多維研究視角，多元主體主要包含以政府為主導，社會、個人為共同參與對象的相關研究（圖1）。

圖1 城市雨洪災害風險治理研究體系Fig.1 research system of urban rain and flood disaster risk governance

1.1 雨洪設施治理

面對城市雨洪風險，采用雨洪設施進行治理是最直接、快速的選擇。國外對此經歷了末端排放式、源頭系統式、自然式再到智能式的過程。從19世紀起，“以排解污”是各國治水的主要思路。為了解決日益凸顯的水污染問題，市政排水系統在德國率先建設，并于20世紀初沿用到美、日等國家[15]。20世紀70年代到90年代，隨著西方發達國家城鎮化發展至穩定，傳統治理方式已無法解決新的內澇問題[16]。國外的雨洪設施研究逐步從單一化的末端治理轉向系統化的源頭治理，并獲得了廣泛支持[17]。其中，最具代表性的有美國的最佳管理措施（best management practices，BMPs）、低影響開發（low impact development，LID）和英國的可持續城市排水系統（sustainable urban drainage system，SUDS）等。21世紀以來，生態學治理思想逐漸進入人們視線。由于傳統的工程設施存在隨時間而效率降低、建設規模有限等問題[6]，西方學者認識到自然過程也可以提供一些極端降雨下的有效保護[18]，提出了綠色基礎設施（green infrastructure，GI）、綠色雨洪基礎設施（green stormwater infrastructure，GSI）等可持續治理措施[19]。與傳統的灰色基礎設施相比，這類設施將工程技術與生態服務相結合，形成自然與半自然要素的互聯網絡，產生了良好的減災效果[20]。綠、灰色設施的結合既可以在面臨暴雨時保障城市排水的下限，也能在遇到中小降雨時確保更高的容納上限，在實踐中得到普及[21]。近年來，國外學者的視線又逐步向智能化、智慧化的設施治理轉移，在考慮廢水資源化循環的同時也加強對水量、水質的協同控制[22]，為我國剛起步的智慧雨洪設施發展提供了經驗。

國內的雨洪設施治理相較國外起步晚（圖2）。20世紀及以前，我國的治水理念基本停留在雨水的快速、直接排放到排放與收集結合的過渡階段。直至21世紀，隨著北京等城市雨洪利用項目的啟動，研究逐步從簡單排放轉向綜合利用，并開始挖掘雨水的景觀、生態與游憩價值[16]。隨著2013年習近平總書記在《中央城鎮化工作會議》中強調“海綿城市”建設理念，兼顧“滲、滯、蓄、凈、用、排”多重功能的海綿體設施成為我國雨洪治理研究的新方向。國內不斷重視源頭治理與生態治理研究，對國外的LID、GI等理念進行了吸收與轉化[23]，目標也由單純關注內澇風險緩解轉為城市綜合實力的提升[24]。但相較國外，我國在雨洪設施治理方面尚不成熟，表現在：一、認識上，利用工程手段盡快排走地表徑流仍是許多城市在治理雨洪時的首選。廣泛提升人們對海綿體價值與自然調蓄方式的認識尚具困難。二、技術上，與發達國家相比，我國在綠色屋頂、生物材料等方面的專業知識和技能有限[2]，缺乏自動化、智能化的海綿設計指導與本土化的智慧雨洪設施研究。三、投資上，GI、GSI的總體開發成本增加，而在地方獲得資金的機會有限。國內尚缺乏有效的激勵措施，亟需探索一種吸引多元投資的商業模式[19,25]，以加快雨洪設施的投入應用。

圖2 國內外雨洪治理特征與模式的發展歷程Fig.2 development process of rain and flood control characteristics and modes at home and abroad

1.2 政策（規劃）治理

除了雨洪設施治理外，政策與規劃引導也成為近年來雨洪災害風險治理的關注要素。長期以來，國外的防洪政策呈現出三類特征：一、以灰色基礎設施為主的防御性政策；二、涉及保險、應急隊伍的響應性政策；三、發展綠色設施的適應性政策[4]。特征的演進體現出雨洪治理的政策思想由工程防御向生態韌性、演進韌性發展，相應的研究范式也從如何緊急救災向如何排放、調蓄雨洪，再到綜合治理、“與水共生”轉變[26]。我國目前也進行了一些政策研究，但政策間存在著不可避免的資源與話語權爭奪，在一定程度上會抑制海綿（韌性）城市發展的主動性[27]。

規劃作為一種公共政策，在治理城市問題時發揮著首要且關鍵的作用。國外研究表明，氣候適應性的規劃為雨洪基礎設施的配置、城市雨洪災害防治與風險適應提供了新的路徑[28]。21世紀以來，學者們認為可持續的土地開發與規劃有利于風險治理和經濟發展，也能降低城市的脆弱性[29]。在土地開發利用方面，美國采取了土地開發密度控制、土地混合度獎勵、容積率補償等一系列精明增長策略[30]，一定程度上抑制了洪災對城市環境的破壞。在城市規劃方面，歐洲城市在規劃新區時，會遵循雨水流動的自然路徑，以此建設連通廊道，同時考慮建筑物等流動屏障的空間布局[31]。近十年來，國外又開始關注韌性空間規劃研究。理論上，極端降雨情景下韌性的城市空間應具有預先防備、干擾吸收、恢復重組、變化適應和系統轉換的特征[32]。實踐上，荷蘭鹿特丹等在規劃的早期階段就考慮具有水韌性的空間設計[33]，并將應對雨洪等災害的氣候韌性項目置于城市發展戰略的中心[34]。

我國的“治城理水”思想自《管子》的“凡立國都……高勿近阜而水用足，下勿近水而溝防省”就已出現，一些古城的水體規劃系統在今天也發揮著排蓄循環的作用[35]。近十年來，國內從規劃治理措施視角進行的研究增多。傳統規劃方面，涵蓋了片區尺度下對城市新舊城區雨洪關聯性的探究，認為要降低新城向舊城輸入徑流的可能，實現整體視角下的低影響開發[36]；地塊尺度下對不同類型用地采取差異化的治理策略，如住區的綠地布局等[37]；建筑尺度下優化城市醫療、消防、公安等應急公共服務設施的布局等[38]。韌性規劃方面，我國韌性城市的研究雖然起步晚，但與海綿城市的研究緊密關聯[39]。近三年來，學者引進荷蘭等國經驗，探究了基于水韌性的空間規劃思路與框架，并對我國海綿城市和國土空間的韌性治理提出了建議[40-41]。

1.3 防災技術治理

科學、高效的技術與信息支持是災害治理不可或缺的手段。過去幾十年里，用于監測、分析、管理的空間信息技術與雨洪模擬方法不斷普及，在風險管理中起到了理性支撐作用[1,42-43]。近年來，傳統的雨洪模型正被基于規則的自動化方法所取代，以機器學習為代表的智能技術成為當下災害模擬與風險評估的新方向[44]。梳理國內外研究，從技術視角出發輔助治理主要圍繞三方面開展。

一、監測預警技術。其是通過地面臺站觀測和空中遙感監測等對災害進行預測，并結合通信系統警示人們在危險事發前采取行動以減少風險[45-46]。過去長期用于預測大氣和水文事件的物理與統計模型準確性不足，且在短期預測能力方面也飽受爭議。因此，基于數據驅動模型的機器學習受到學者青睞，其可以在不了解基本物理過程的情況下，僅借助歷史數據來分析并表征洪水風險發生的非線性特征[47]。目前，多專業主體的技術合作是該研究領域的最大挑戰與突破口。

二、災害模擬技術。其是根據預測的降雨過程，利用水文、水動力模型模擬城市地面的積水過程，為風險測繪和治理提供決策支持[48]。其中，數據和方法是實現創新的驅動因素。模擬數據上，研究常將降雨觀測、地表地形數據等作為基礎需求，輔以水文監測數據進行驗證[13,49]。而由于高精度雨洪數據的獲取成本高昂，近年來利用社交媒體等大數據平臺（如Twitter、Youtube）獲取雨洪信息成為新的途徑[50-51]。模擬方法上，傳統與新興方法融合是當下發展的趨勢，最新的研究提出將主流的水動力模型與機器學習相結合，實現物理基礎與計算效率兼備的近實時雨洪模擬技術[49]。

三、風險評估技術。根據災害風險理論，其是對致災因子（雨洪）危險性、承災體（人、建筑、財產等）暴露性和脆弱性的綜合分析[52]，通過得到的風險水平與災損結果，進行風險區劃以協助管理。研究包含：基于歷史災情數據的數理統計、基于理論/經驗的指標評價、基于水文水力模型的情景模擬、基于RS/GIS的空間分析和當前新興的AI技術等[5,53]。近年來，國外學者運用深度學習神經網絡、交替決策樹機器學習等方法對區域雨洪敏感性進行評價，突破了傳統的數據局限，提高了建模的精度，為動態化評估與管理提供了可能[54-55]。我國學者在雨洪損失評估等方面也結合大數據技術進行了分析輔助[56]，但目前仍是初步應用階段。

1.4 其他治理措施

在主要的雨洪設施治理、政策（規劃）治理與防災技術治理等措施外，一些如市場制度、體制機制等研究成為21世紀以來國際上雨洪災害風險治理的新探討點，這些輔助性的治理措施也因各地方的地域文化、政體性質、發展階段等不同形成差異化的特征。

一、雨洪保險制度。雨洪保險與再保險是國際上災害風險分散和轉移的常見措施，其不僅減少了個人損失、擴展了融資渠道，也是預先向公眾傳達風險信息的一種手段，還會影響災后重建的效率[57-59]。目前，發達國家在社區一級的保險研究日益增多，而發展中國家通常面向農業等部門開展工作[60-61]。隨著全球巨災風險的升高，傳統的保險研究正向巨災保險基金、國際市場巨災風險證券化研究轉變[7]。我國在該領域的實踐不足，投保率低、保險覆蓋度小、保險產品質量有待提升、災害損失理賠額偏低等問題普遍存在。

二、經濟榮譽激勵。為了調動公眾參與雨洪治理的積極性，近年來學者們探究了一系列經濟、財政、榮譽等激勵措施，并在治理實踐中運用。如美國地方政府通過稅收調節、財政補貼、貸款優惠、雨水費減免等方式鼓勵公眾參與雨洪治理[62-63]，日本將經濟補助與風險教育相結合，在提升公眾積極性的同時也提高了治理效率[64]。國內學者補充認為，社會榮譽措施也能對不同主體產生激勵作用，如對地方政府的績效表彰、對企業的形象宣傳、對個人的榮譽獎勵等[65]。

三、法律法規保障。城市雨水及災害相關的法律法規是治理中最有力的保障措施，但也是學術研究的薄弱領域。發達國家探索了從中央（聯邦）到地方的法規標準層級體系，圍繞LID、GI等理念將法律法規框架與城市雨洪治理相結合，逐漸形成“多級化傳導、標準化管控、規范化實施、最小化障礙”的制度保障[62,66-67]。國內而言，2018年以來，隨著河長制的建立與海綿城市相關條例的研究與推行，我國在法治領域取得了一些進展，但仍存在概念完整性、法律約束性、雨洪專項性不足等問題[68]。

四、宣傳教育機制。風險溝通與防災減災宣傳教育是增強社會風險認知、促進主體參與的軟性舉措。經過數十年研究發展，國外已形成風險溝通、教育與經驗傳播的成熟經驗。如英國開展風險教育研究，發放帶有洪水風險地圖的宣傳冊、設立咨詢電話和志愿項目等[9,69]，提升公眾的風險應對能力。我國對雨洪的認識也由“災害觀”向“災害+資源觀”轉變，認為其在一般情境下是災害，但也可以通過有效治理轉化為資源[26,70-71]。然而，有研究調查發現，公眾對雨洪治理理念（如海綿城市）的認知度有待進一步提升[72]，這對我國今后的風險溝通研究提出新的訴求。

1.5 治理的多元主體參與

雨洪風險的綜合治理中，主體的作用貫穿整個體系，是提升城市韌性的驅動力[73]。如何實現多元主體共治也是城市雨洪災害風險治理的內在問題。縱觀國際進展，相比傳統的政府內分層治理、部門間封閉治理，開放式互動治理是今后可持續雨洪治理的有效結構[8,57]。日本較早進行了基于公眾參與的洪災防御社會化思考[59]，1997年的《河川法》首次明確了政府在防洪治理中要建立與公眾的合作關系[64]。近年，日本面向治理主體進行的一系列組織結構、溝通機制、應災手冊的探索加快了“政府公助、社會共助、災民自助”理念的深入，培育了國際先進的社區防災文化[74-75]。美國的雨洪治理模式從早期自上而下的理性決策、地方主導的社區共治，轉向1970年代后的政民合作治理。學者針對本國GI建設又提出，有效規劃和實施GI需要與多個利益相關者建立既定且積極的關系，如土地所有者、社區團體和市政當局[63,76]。荷蘭將減少土地所有者排水行為的負外部性視為雨洪災害合作治理的核心，認為行為者不應將水問題轉移到其他鄰近地區[33]。

與西方資本主義國家不同，我國傳統的雨洪治理模式具有高度技術官僚化和集中性特征[53]。在風險社會的新常態下，國內學者提出應轉變政府擔任風險管理單一主體的思路，公眾與社會都有參與風險治理的權利和義務[77-78]。近年來，學者對不同層級治理主體的行動策略開展了研究，強調在建設雨洪韌性城市的過程中，城市管理者需要創新運用指南、清單、領導手冊等推動災害治理[79]，社區管理者可通過組織化學習、災害管理與社區規劃結合等方式吸納群眾參與決策與實踐[80-81]。此外，主體間的良性互動也是促進風險治理的充分條件，如多部門間建立跨學科的伙伴關系可以加強洪水風險的適應能力[82]，而市政當局與社區公眾間的不信任關系會限制地方政府治理洪水的有效性[83]。國內在這方面的研究深度不足，從單一治理主體轉向對多層級主體銜接、多角色主體聯動的關系研究是值得關注的內容。

2 總結與展望

城市雨洪災害風險治理是一項需要多維度采取措施、多主體參與、多學科合作的綜合性研究工作。未來，建議繼續學習國際先進經驗，結合我國國情與前沿課題，從以下方面展開深入研究。

2.1 融合人工與自然的雨洪設施優化研究

面對雨洪災害或資源，采用城市雨洪設施系統進行源頭—過程—末端的全流程管控是先行選擇[84]。在未來的水治理中，既要滿足城市化的內澇排水需求，也要滿足環境、社會等綜合要求。從傳統高度工程化和集中式的灰色基礎設施治理模式轉變為結合自然過程與規劃的灰、綠、藍色基礎設施聯動治理模式，重視GSI、LID等的研究與應用。第一，治水思維上強調工程思想與自然理念相融合，在考慮排放的同時研究水的滲、滯、蓄、凈等方式，提高雨水的資源化利用；第二，管理技術上學習國外，通過知識與技能培訓探索城市雨洪設施的智能化、平價化管理，如考慮公共設施的透水鋪裝、路面與建筑面的生物滯留、智能傳感組件的安裝操控、兼顧成本與長效性的海綿體優化研究等；第三，設施保障上從多學科視角開展合作研究，探討雨洪設施安全建設、投資機制、管理體制等改進的方法。

2.2 兼顧韌性與協調的規劃政策治理研究

韌性的空間規劃和協調的城市政策是應對雨洪災害風險的補充治理手段。一方面，在傳統規劃研究中納入水韌性思考，實現城市從被動抵御轉為主動適應，從建立絕對安全的固定思維轉為復雜適應系統下的彈性思維。規劃中優先進行雨洪風險與韌性分析，轉變以往“先地上再地下”的開發思路，提前考慮災后重建的土地儲備需求和土地利用政策[85]。在此基礎上，豐富本土化的雨洪韌性國土研究，在當前我國逐步探索構建的國土空間規劃體系中納入雨洪安全發展底線與安全格局的考量，如探究城市與鄉村雨洪災害的風險驅動因子，通過規劃改善國土開發的空間格局與次序等。另一方面，探討我國韌性（海綿）城市與智慧城市、生態城市等多種政策間的協調關系，緩解城市資源的爭奪問題。借鑒國外“跨國城市網絡”做法[86]，推動城市群雨洪公共安全合作，組織區域性論壇交流彼此經驗，將政策研究與基層治理實踐相聯系。

2.3 貫通數據、方法與應用的防災技術研究

首先，在數據創新方面，探索數據的多元化與精細化，如降雨觀測可以應用雷達、衛星、蜂窩網絡等手段，水文監測結合公民眾包、物聯網、智能井蓋等技術開展研究[87]。借助小波變換等數據分解技術優化數據集的質量，提高預測的準確性[47]。鑒于國內數據庫的保密性，開源數據平臺是學者可關注的方向之一。其次，在方法創新方面，將4S技術與大數據、神經網絡算法等結合，通過集成多種機器學習方法改進雨洪災害的模擬、測繪與評估水平。并且，學者也要跨越技術決定主義的藩籬，以人本主義方法看待雨洪韌性城市的實質。再次，在應用創新方面，將雨洪災害防治的研究成果落實到管理中，如考慮如何實時傳感、如何自動化作業、如何機器生成應急參考策略等，實現智慧化的雨洪治理。最后，重審傳統技術與新技術的關系。河南鄭州7·20暴雨災害的經驗告訴我們，在面臨巨災風險時，也不可忽視傳統技術在快速、有效、穩定應對災害方面的“支柱”作用。

2.4 統籌市場、法規與教育的體制機制研究

城市雨洪災害風險治理是一項集體行動，其效益也將反饋于整個社會，引導每一個理性經濟人為共同價值的實現做出行動離不開體制機制的研究。其一，深入市場研究，探索可實行的市場融資、風險分散等措施。可以通過市場管理學研究，挖掘城市海綿體建設的多元融資渠道，探索面向雨洪治理的PPP、BOT等模式，也可以探索構建雨洪巨災保險的再保險體系，加快自然災害保險的立法工作，建立以政府為主導的保險制度。其二，重視法治研究，將LID、GI、海綿城市等概念納入國家和地方的法律法規制度中，關注雨洪防治相關法規的強制性標準和專項化規范的制定。其三，開展防災宣傳教育研究，目前國內的災害宣教側重在防災知識與技能的傳授，缺乏深層化的理論支撐和系統化的組織模式。未來，需要結合風險治理理論、風險溝通過程，構建串聯起從家庭、學校到社會的風險教育保障機制。

2.5 完善角色與路徑的主體互動參與治理研究

在應對全球視野下的環境風險問題時，新的治理模式已經從簡單化、單一決策、自上而下式的過程發展到多中心、多層次、公眾參與協作并自我組織的過程[88]。中國特色社會主義的抗災成功經驗告訴我們，堅持政府主導仍是不可動搖的道路。從治理主體角色上看，政府應從管控型治理轉向服務型治理，多充當組織者和協調者的角色，通過政策研究與激勵手段鼓勵社區、企業與個人發揮作用；公眾應化被動接受為主動協作，與政府形成緊密的溝通機制。從主體互動路徑上看，探究如何在各部門之間搭建共享數據平臺和協商渠道，做好雨洪災害治理的信息互動、權責銜接；在政府與專家之間建立實時的對話機制，發揮多領域學者的顧問作用；在政府與公眾之間建立災前—災中—災后全過程的開放交流平臺，減少“信息孤島”，提高社會行動力；在專家和公眾之間探索雨洪風險地圖“參與式測繪”，既簡化風險溝通和社會學習，也為決策提供可靠的多源信息[89]。

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圖1-2：作者繪制