推動海綿城市建設系統提升城市雨洪韌性*

栗玉鴻 鄒 亮 李 利 沈哲焱 宗 晶 LI Yuhong, ZOU Liang, LI Li, SHEN Zheyan, ZONG Jing

0 引言

隨著我國城市化進程的推進，城市集聚了越來越多的人口和財富，而在當前全球氣候變化的大背景下，極端自然災害事件則有不斷增多的發展趨勢，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布的《氣候變化2021：自然科學基礎》也證實了這一判斷。我國具有雨汛同期的氣候特征，雨洪通常集中于4—10月之間，臺風活動區域雨洪災害甚至可以持續到11月。雨洪事件往往會造成不同程度的災害損失，輕則影響城市正常運行秩序，重則危及居民的生命財產安全。例如2021年7—10月，我國河南、湖北、山西等地接連因特大暴雨引發嚴重的洪澇災害。面對極端超標情況，傳統剛性管控型工程思維方式在應對當前更為頻發的災害時已顯露出捉襟見肘的困境，城市防災和救災形勢愈加嚴峻。無限提高工程防御水平的災害應對方式不是社會可持續發展的途徑，亦不符合我國當前生態文明建設、城鄉建設綠色發展和低碳發展的要求。“樹立安全發展理念、健全公共安全體系和提升防災減災救災能力”成為黨的十九大以來城市工作的重要內容和時代發展目標。為此，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》首次在國家文件中提出建設“韌性城市”的要求，旨在提升城市應對未來難以預估的自然和突發事件風險的適應能力、處置能力和恢復能力；而構建“自然積存、自然滲透、自然凈化”的海綿城市，促進藍綠自然生態基礎設施和城市灰色基礎設施融合，是提升城市雨洪韌性的重要舉措。中辦、國辦2021年印發的《關于推動城鄉建設綠色發展的意見》提出“實施海綿城市建設，完善城市防洪排澇體系，提高城市防災減災能力，增強城市韌性。”《國務院辦公廳關于加強城市內澇治理的實施意見》也提出了“根據建設海綿城市、韌性城市要求，因地制宜、因城施策，提升城市防洪排澇能力”。面對災害事件的不可避免性、設防標準被突破的必然性和氣候變化帶來的不確定性，要切實做到以人民為中心，保障人民群眾生命財產安全，實現安全發展、健康發展和高質量發展，不斷滿足人民群眾對美好生活的需求，韌性城市建設是一條必由之路，也是貫徹落實總體國家安全觀、統籌發展與安全的關系、提高城市風險防范能力的必然要求。

1 海綿雨洪韌性體系的組成

韌性的概念自提出以來，經歷了從最初的工程韌性（engineering resilience）到生態韌性（ecological resilience）再到演進韌性（evolutionary resilience）的發展過程[1]。本世紀初，韌性理論被廣泛應用于城市系統，逐漸延伸到規劃和實踐領域。“韌性城市”指城市能夠憑自身的能力抵御災害、減輕災害損失，并能夠從災害中快速恢復過來的一種狀態。韌性作為城市發展的新理念，已成為國際上城市安全發展模式追逐的熱點。2012年，基于應對桑迪颶風的經驗教訓，紐約市出臺《紐約適應計劃》；2013年又頒布《一個更強大、更具韌性的紐約》規劃。該規劃提出以“韌性”城市為核心理念，以提高城市應對風險能力為主要目標，以增加城市競爭力為核心，以加強基礎設施和災后重建為突破口，以加大資金投入為保障，規劃在工程、經濟、社會、組織等幾個方面推進韌性城市的建設。2021年10月，北京市發布《關于加快推進韌性城市建設的指導意見》，從空間、工程、管理和社會四個方面提出了建設韌性城市的實施路徑。由此可以看出，相較于傳統的城市安全保障模式，韌性城市由針對防災、救災等節點的應對轉向適于災害全過程的系統應對，各個環節相互呼應，并形成動態反饋的閉環體系，實現城市應對災害策略的動態調整，推動城市應對災害能力的動態提升。

雨洪韌性體系則可通過海綿城市建設將原本單一的管道排放、堤防阻隔措施轉變為降雨、產流的全過程管理，充分發揮藍綠基礎設施的韌性。在大空間尺度上，強調自然空間與城市空間的和諧共生，通過“山水林田湖草”生命共同體的保護，重視空間格局的優化，充分發揮由多類型、高質量藍綠空間和其他環境要素構成的網絡體系，留足雨洪的滯蓄空間和排放出路，形成雨洪控制的基底；在微觀的設施尺度上，強化利用更加生態的、綠色的、分散的藍綠設施彌補大型城市灰色設施靈活性和彈性的不足。藍綠灰融合不僅促進雨洪韌性城市的建設，也同時發揮了更加綜合的城市生態功能，強化了地域景觀特征和生態效益，有效將藍綠自然生態空間作為城市可持續發展的生態服務支撐，如通過恢復河道自然水位、進行河道生態化的改造可有效提升城市防洪排澇、自然生態等綜合功能[2]。在工程體系基礎上，統籌藍綠灰設施的管理調度，能夠更好地發揮綜合效益（圖1）。2019年，世界銀行編寫了《綠色與灰色設施整合報告：創建下一代基礎設施》報告，也表明了這一觀點。

圖1 海綿雨洪基礎設施的組成與作用Fig.1 the composition and role of sponge stormwater infrastructure

2 海綿雨洪韌性體系的構建策略

2.1 構建原則

海綿雨洪韌性城市體系在構建過程中強調對韌性理論基本原則的遵循，主要包括以下三個方面：第一，系統性思維，在體系構建過程中整合城市、建筑、景觀和基礎設施等多空間系統，建立整體性框架；第二，經濟性原則，同時基于可持續發展基本原則，使設計策略能夠滿足環境、社會和經濟效益共贏的需求，也即講求“性價比”；第三，適應性設計，制定適應當地實際情況的設計方案，鼓勵在實踐中積累地方性經驗[3]。其中系統性思維最為重要，要從降雨的全過程進行識別謀劃，包括降雨規律與風險研究、降雨后地面自然空間的管控與保護、人工灰色與綠色基礎設施的建設，以及應急管理調度體系等。

2.2 強化系統梳理開展風險評估

雨洪管理應堅持系統性思維，全面系統梳理雨洪產生的先決條件和影響因素，包括降雨規律、下墊面產流、自然調蓄空間、排放通道、地形洼地等方面，確定主要影響因素，開展雨洪風險評估，劃定不同降雨強度下的雨洪風險區域，以利于制定系統化的預防、解決和改善措施。相對于發達國家已經開展的最大可能風險評估工作，目前我國各地針對標準內洪澇災害的風險評估工作仍普遍處于起步階段，導致治理措施系統性差，解決問題能力弱，更無法應對超標雨洪的風險。國家防汛抗旱總指揮部辦公室2008年就印發了《洪水風險圖編制導則》，《國務院辦公廳關于加強城市內澇治理的實施意見》中也明確編制內澇風險圖，探索劃定洪澇風險控制線和災害風險區。考慮到我國雨洪疊加的特點，在開展風險分析時，應同步進行雨洪遭遇分析，確定不同遭遇頻率下的風險。

2.3 理水營城保護藍綠雨洪空間

根據雨洪風險分析，合理規范人類在不同風險區的建設發展行為應是首要的雨洪適應性策略。中國自古以來就有梳山理水、理水營城的理念，通過系統梳理“山水林田湖草”的自然脈絡，有效將安全與利用有機統一在一起。例如杭州西湖、南湖都是山腳重要的雨洪滯蓄空間，不僅緩解了山洪入城的風險，也促進了雨水的利用，形成了城市的重要水源，支撐了古代杭州城的繁榮發展[4]。沿江城市則多形成了水進人退，與洪水共存的策略。例如長江沿線有著大量的蓄滯洪區，居民們幾乎都成為看天的專家，洪水來時舉家遷離，洪水退后河流的泥沙帶來了肥沃的耕地，災后往往還能趕種一季水稻或打漁為生；即使是近現代沿江形成了大量建筑，也多做好了應對洪水的準備，南方騎樓柱上特有的鐵環就是作為洪水浸淹街道時栓船之用，一樓用于生意，不住人，洪水時騎樓臨街二樓以上窗戶為門式，以備洪水期從此上下船。

總結歷史經驗不難發現，“善治水者，不與水爭地，古之排大疑、決大難之人，必就勢以為湖塘，然必棄數千畝之地，豁然千畝之糧，而后湖成焉”[5]。可以說面對極端事件，留足合理的空間、尤其是藍綠空間，通過自然力量進行雨洪控制是最經濟有效的。以武漢為例，面對50年一遇24 h約303 mm的降雨，武昌地區的湖泊調蓄承擔了200 mm以上的雨水調蓄，約70 mm左右雨水是通過泵站排放至長江；但武昌地區泵站總規模仍超過了800 m3/s，投入極高，灰色設施難以應對巨大的自然災害。因此在區域和城市的大尺度上，雨洪災害與人類發展的共存，很大程度上是以人類對高風險地區的合理避讓為主的，這不僅包括了空間上的避讓，也包括了功能上的避讓。空間上通過藍綠空間保留，盡可能保障雨洪的緩沖、滯蓄空間，尤其是山腳、濱河和低洼區域的管控；功能上的避讓則應強調風險區內人類活動應服從于雨洪行泄的需求，前述騎樓的水門和鐵環即如此，美國洪水保險制度也強調了洪水風險區內的建筑最低高程限制[6]，這些都從功能角度限制了人類活動對雨洪空間的影響。

2.4 落實源頭控制改善系統韌性

相對于大型的調蓄空間，通過源頭的雨水徑流控制，強化分散的藍綠基礎設施覆蓋，也能有效改善應對雨洪災害的能力，提升系統的韌性。在雨洪出路清晰的情況下，雨洪災害的發生往往是短時洪澇峰值超出局部管渠、河道過流能力，造成上游排水不暢而形成的。不斷提升管渠、河道過流能力雖然能夠有效解決此類問題，但是這類工程往往對城市現有設施影響大，投入高；更為重要的是隨著城市不斷發展，相關標準是不斷提高的，不可能做到隨著標準的提升，對現有管網、河渠進行一輪大規模的改造。因此通過源頭藍綠空間的建設，促進雨洪源頭的滯蓄、錯峰，能夠極大改善峰值疊加的問題，緩解城市內澇風險[7]；而且源頭設施建設容易，且功能復合，還能夠較好地發揮環境景觀品質提升的作用，一舉多得。

2.5 補齊短板提升灰色設施能力

在城市雨洪風險應對過程中，管網、渠道、泵站等灰色基礎設施仍是基本的保障工程，目前很多城市還存在著灰色基礎設施能力嚴重不足的問題，應加快補齊短板。在補短板工作推進中，仍應強調系統性，做好合理性和經濟性分析，不能簡單對設施能力評估不足就開始大拆大建。例如管網評估過程常常暴露出集中連片管網能力不達標的問題，但深入分析原因，多是由于下游主干管能力不足導致上游管線頂托冒溢，通過改造提升主干管能力就能有效提高整個管網的達標水平。此外，灰色設施改造提升過程中還應綜合考慮源頭徑流控制設施、藍綠自然基礎設施等綜合發揮的效果。

2.6 保證應急調度降低災害損失

由于超標雨洪災害的存在，除做好雨洪調蓄空間管控和工程設施建設外，應急調度管理機制也不可或缺，這不僅要求有著基于風險評估的應急預案，更重要的是要形成完善的預案演練和執行機制，健全以情景構建為主線的應急預案流程管理，完善以應急演練檢驗為重點的應急預案優化機制[8]。一方面應強化數字化、智慧化的管理調度，通過將歷史信息、統計信息和實時信息疊加，及時發現風險和隱患，開展會商決策、工程搶險；另一方面應做好信息的發布和引導，做到及時預報預警、重點時段加密信息發布頻率，提示避讓積水點、錯峰出行等，保證全社會及時有效獲得準確信息，能夠極大減輕雨洪災害造成的人員財產損失。

3 和諧“人水城”關系的規劃解決方案

面對發展與風險在更高約束條件下相互制衡的局面，提升城市雨洪管理能力是保障城市高質量發展的重要基礎。當前，基于風險管理理念的雨洪災害防治體系建設已成為我國城市安全保障框架的重要內容，以海綿城市建設為基礎的雨洪風險適應性規劃能夠在時空尺度上與雨洪災害全過程管理要求緊密銜接，做到“人水城”關系的和諧。在相關工作中堅持規劃引領，融入“人水城”和諧的海綿城市理念，推進藍綠灰基礎設施結合，是系統構建雨洪韌性城市的有效途徑。

3.1 構建理想藍綠空間結構

尊重“山水林田湖草”自然結構和地形地勢條件，構建藍綠空間為主的大型雨洪滯蓄空間和排放通道，形成理想的城市空間結構，能夠極大提升城市雨洪風險的應對能力。雄安新區在城市規劃布局中，堅持構建了藍綠交織、水城共融的生態骨架，每個組團在現有高程基礎上做了龜背處理和葉脈式藍綠空間設計，不僅保障了雨洪空間，也有效進行了城市組團的分隔，避免集中硬化區域的形成。海口江東新區等新區在規劃中也充分考慮了地勢條件，保留生態滯澇區，充分發揮了生態空間的安全保障作用（圖2）。

3.2 統籌協調的治水體系

理水營城不能局限于城市內部，應統籌流域、區域與城市內部的治水要素，尤其是針對我國雨汛同期的特點，強化洪澇統籌十分必要。目前，已經有大量規劃和研究開展了城市內澇和洪水遭遇頻率的分析和應對策略的制定[9]。武漢市即為典型雨洪同期、風險疊加的城市，針對長江洪水頂托，其明確提出了以外圍防洪圈安全為基礎，城市內部打造湖泊調蓄、泵站抽排、源頭減量的蓄排平衡體系，探索了自然藍綠空間、源頭海綿設施與泵站堤防等灰色設施融合的雨洪防治體系。

3.3 功能復合的用地布局

我國人地矛盾緊張，嚴格禁止高風險空間利用在一些情況下并不現實，這就需要以雨洪控制為基本要求，強化高風險區域內的功能復合的用地布局，通過合理的規劃設計和高效風險預警與調度，實現高風險區域的復合利用。汛期水進人退，保障滯蓄空間；汛后快速恢復，構建合理的人員活動開敞空間。如海口江東新區起步區針對沿海洪澇潮災害重點影響地區，嚴格將其劃定為“藍綠”公共生態區，形成能夠韌性應對極端洪澇潮災害和海平面上升的潮間帶公園。云南滇中新區在規劃中對嘉麗澤濕地區域的空間利用也采取了這種策略[10]（圖3）。湖北某新城規劃設計中，也將自然沖溝打造成為及排澇、休閑為一體的公園體系，保障安全的同時擴充了城市生態空間；同時通過自然排水通道的分隔，有效促進了源頭海綿設施與自然藍綠空間的銜接，減少了灰色基礎設施的投入（圖4）。

圖3 云南滇中新區防災空間總體結構Fig.3 overall space structure of disaster prevention of Dianzhong New District,Yunnan Province

圖4 湖北某新城生態雨洪體系規劃Fig.4 ecological stormwater system planning of a new district, Hubei Province

4 小結

雨洪韌性城市是實現人與水和諧共生的城市可持續發展模式，它從優化土地利用、組織城市結構、塑造多用空間和整合城市系統等多方面循水造形、構建使城市健康發展的治理模式，突破以往將城市雨洪系統作為配套工程的局限，以動態發展的全過程視角制定目標，從多專業、多角度切入災前預防、災中應急和災后恢復問題，考慮城市長期的發展和運營維護，在充分利用自然生態的基礎上，構建藍綠灰結合的雨洪風險防治體系，并結合現代技術進行提升優化。海綿城市即是該理念的具體實現，城市開發建設過程中，應堅持構建“自然積存、自然滲透、自然凈化”海綿城市體系。

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圖1-4：作者繪制