摘要：海綿城市建設一經提出就質疑聲不斷，為健康有序地推進海綿城市建設，對城市暴雨內澇防控與海綿城市建設的關系進行了討論。論述了城市暴雨內澇成因，提出了城市暴雨內澇防控的工程措施和非工程措施，探討了城市暴雨內澇監測預警技術。介紹了海綿城市概念和內涵，重點探討了城市暴雨內澇防控與海綿城市建設兩者關系，只有在成功地構建起源頭徑流控制系統、城市雨水管渠系統、超標雨水徑流排放系統及城市水利防洪系統等城市雨洪管理四大子系統的基礎上，才能有望解決城市內澇災害問題。

　　關鍵詞：城市暴雨內澇;海綿城市建設;工程措施;非工程措施;城市管理論文發表

　　近年來，受全球氣候變化影響，暴雨、特大暴雨等極端天氣對社會管理、城市運行和人民群眾生產生活造成了巨大影響，加之部分城市排水防澇等基礎設施建設滯后、調蓄雨洪和應急管理能力不足，出現了嚴重的暴雨內澇災害。另外，城市化水平提升在一定程度上使得城市暴雨洪水頻率增加，城市洪澇災害的影響程度加深，影響范圍也不斷加大。我國正處于快速城市化進程中，城市洪澇風險呈不斷上升趨勢，頻繁發生的城市洪澇災害給社會經濟生產造成了巨大損失，給居民生命財產安全帶來了巨大威脅，內澇已經成為制約我國社會經濟發展的重要因素[1]。面對日益嚴峻的城市洪澇災害，我國相繼推出了一系列舉措，其中海綿城市建設已上升到國家戰略高度，并在國內很多城市積極推進。由于海綿城市是新理念，學科跨度大，涉及行業廣，一經推出就眾說紛紜。雖然我國海綿城市建設試點城市已有30個、建設已有3年多，各種爭論仍層出不窮，其中爭論的焦點是海綿城市究竟能不能解決城市內澇問題。鑒于此，本文對此問題進行探討，試圖回答城市暴雨內澇防控與海綿城市建設兩者之間的關系，以利我國城市內澇防控與海綿城市建設事業健康有序地推進。

　　1城市內澇成因

　　城市內澇一般是指城市范圍內的強降雨或連續性降雨超過其雨水消納能力，導致城市地面產生積水災害的現象。據住房和城鄉建設部調研資料，2008—2010年，全國有62%的城市發生過不同程度的洪澇，其中有137個城市洪澇災害超過3次以上。最近幾年雨季，廣州、深圳、武漢、北京、南京、杭州等城市又輪番上演暴雨淹城景象，特別是濟南“2007.7.18”特大暴雨、北京“2012.7.21”特大暴雨等，造成了人民生命和財產的巨大損失，其教訓十分慘痛。城市除澇減災已成為我國防洪除澇體系中的一個突出短板，嚴重影響了城市人民生命財產安全，制約了城鎮化質量的提高。針對目前城市防洪除澇減災中存在的重點問題，開展城市內澇成因分析是完善我國防洪除澇減災體系、提升城市防洪除澇能力、保障人民群眾安居樂業的迫切需求。

　　城市內澇是由多種因素共同作用產生的災害，其中暴雨是城市內澇產生的最主要、也是最直接的因素[1]。很多研究表明，短時暴雨從農村轉向城市，城市暴雨的強度、降雨量在增加，這主要是因為城鎮化率越來越高，改變了當地降雨條件，城市普遍存在“熱島”“雨島”效應，城市中水汽更容易凝結，凝結核的增多導致暴雨形成的可能增加，所以在城市區域特別容易形成特大暴雨。另外，城市下墊面變化是大城市內澇不斷加劇的主要原因，主要表現在隨著城市擴大，土地利用方式發生了結構性改變，原來的農村郊區變為城區，即不透水面積增加，透水面積縮小，蓄、滯、滲水能力減退，產流系數增大，產匯流時間縮短，洪峰流量也隨之增大，加劇了暴雨洪水的形成。造成城市內澇的另一個原因則是城市下水管道開發建設缺乏長期規劃，排水標準過低，城區原來標準較低的排水系統，隨著城市大規模的擴張建設，其排澇能力可能進一步降低。另外，外江洪水及潮水頂托、排水排澇標準不銜接、排水系統維護不到位及不重視非工程措施建設等也是內澇頻發的重要原因。

　　由于城市內澇形成的復雜性，不同類型的城市暴雨內澇形成原因不盡相同，主要可以分為山前平原型城市、沿海城市及平原河網型城市等3種類型城市內澇。濟南市、福州市和貴陽市等為山前平原型城市代表，這些城市往往容易受到來自城區周邊山區洪水的襲擊，造成極大的城市內澇災害。珠三角地區城市為沿海城市代表，這些地區城市暴雨內澇除了受到當地暴雨影響外，還受到上游來水和下游潮水的頂托影響。以太湖流域為代表的長江三角洲地區城市內澇除了受到局部暴雨影響外，常受到太湖河網區排水的制約，澇水難以及時排出內河，容易在整個片區形成洪澇災害。針對不同類型城市進行分類研究，對于深入系統地揭示城市內澇原因及城市內澇整治有非常重要的作用。

　　2城市暴雨內澇防控措施

　　2.1國內外城市內澇控制標準比較

　　目前國內城市排水系統除河道、蓄滯洪區以外，主要由排水管道系統組成，在《室外排水設計規范》(GB50014—2006)(2016年修訂版)中[2]，明確規定了雨水管渠設計重現期，見表1。

　　發達國家和地區的城市排水一般有兩套系統，即小排水系統和大排水系統，也有的國家將大小排水系統稱為“雙排水系統”[2-5]。小排水系統主要針對城市常見雨情，設計暴雨重現期一般為2年一遇到10年一遇，通過常規雨水管渠系統收集排放;大排水系統主要針對城市超常雨情，設計暴雨重現期一般為50年一遇到100年一遇，由隧道、綠地、水系、調蓄水池及道路等組成，通過地表排水通道或地下排水深隧，傳輸小排水系統無法傳輸的徑流，該系統也可以稱為城市內澇防治體系，是輸送高重現期暴雨徑流的排水通道。

　　表2為我國當前雨水管渠設計重現期與發達國家和地區的對比情況。

　　我國《城鎮內澇防治技術規范》(GB51222—2017)規定[3]，內澇防治設計重現期應根據城鎮類型、積水影響程度和內河水位變化等因素，經技術經濟比較后按表3的規定取值，超過內澇設計重現期的暴雨，應采取綜合控制措施。地面積水設計標準滿足以下兩個條件：居民住宅和工商業建筑物的底層不進水;道路中一條車道的積水深度不超過15cm。

　　2.2城市內澇防治措施

　　2.2.1工程措施

　　城市內澇防治技術主要包括工程措施和非工程措施兩大類。工程措施主要包括整治河道，以便上承雨水管網的雨水，下達排澇閘站排泄澇水;改造地下管網，增加排澇設施;增加調蓄和滲透能力，強力推行海綿城市開發建設模式。

　　解決城市內澇不能僅靠提高地下排水管網的排水標準來解決，改造下水道的工程投資巨大，同時也會引起諸如交通堵塞、影響市民生活等其他問題。對于北京、上海、廣州、深圳等超大城市中心城區，降雨量高度集中，極端暴雨頻發，僅靠建設傳統的淺層地下排水系統可能難以徹底解決城市內澇問題，可以適當考慮建設深層隧道排水系統等綜合性措施，但在建設前一定要進行系統深入的研究，充分發揮深層隧道排水系統在應對超標暴雨和減緩面源污染方面的功效。目前，北京、上海、廣州、深圳和武漢等城市正在規劃這些工程。世界上目前正在運行的深層隧道排水系統主要包括如下幾種形式[6-7]：

　　(1)雨洪排放型隧道。

　　(2)污水輸送型隧道。

　　(3)合流調蓄型隧道。

　　除建設深層隧道排水系統外，還可以因地制宜地建設大型地下調蓄工程應對超標準暴雨。

　　2.2.2非工程措施

　　由于工程措施投資巨大，涉及面較廣，技術十分復雜，實施難度較大，想短期內改變城市內澇現狀十分困難，因此采用城市內澇防控的非工程措施，著力提高城市暴雨內澇預警水平，減少內澇損失顯得尤為迫切。城市內澇防治的非工程措施主要包括排水系統信息化管控平臺、城市暴雨內澇預警預報系統建設、大力加強城市排水設施管理、人民群眾宣傳教育、城市雨洪管理政策法規建設及城市內澇應急處置體系等[1]。

　　城市暴雨內澇預警預報系統主要由城市內澇積水監測系統和預警預報系統組成。城市內澇積水監測主要由城市下立交積水監測和城市道路積水監測兩部分組成，適用于城市下立交、城市易澇點、城市道路低洼路段、城市隧道的內澇防治，并可與排水泵站進行聯動，實現內澇監測、預警和防治功能。根據易澇點周邊區域內降水數據和當前時刻的淹沒水深數據預測未來淹沒水深，對潛在涉水風險進行提前預警，為交通管制提供決策依據。城市內澇積水監測系統由現場監測站及監控中心平臺軟件組成，現場監測站由雨量傳感器、電子水尺、高清攝像頭、遙測終端機、LED顯示屏和電源系統組成，監控中心軟件平臺可遠程監測重點路段積水動態實時狀況、進行水位預測分析并可對現場顯示屏發送預警信息，并逐步從易澇黑點擴大到對城區主干道路和下行隧道的實時監控。

　　建立基于ArcGIS的城市內澇預警預報系統，如果氣象部門預報較為準確的話，可利用預警預報系統為政府的“三防”指揮提供預警。

　　盡管目前我國在極端暴雨預警方面有了長足進步，比如雷達測雨應對極端天氣的水平已經較高，但由于夏季氣團非常活躍，突發性極端暴雨預報還是十分困難，這加大了城市暴雨內澇預警工作的不確定性。

　　目前全國各大城市已具備了建設城市暴雨內澇預警預報系統的條件，最新一輪的排水防澇規劃對城市地下排水管網進行了普查，開發了精度良好的地下排水管網數據庫系統，為城市暴雨內澇系統開發提供了重要的基礎數據。基于水文水動力學方法的精細化城市暴雨內澇模型構建技術已經較為完善，GIS、RS和高性能計算機技術為內澇預警預報系統構建提供了重要保障，較好地解決了模型計算精度與計算效率之間的矛盾。各城市以新一代天氣雷達為主要預報手段的強降雨監測預報技術日趨成熟，為提高城市突發性強暴雨預報精度提供了技術保障，為預警系統提供了較好的輸入條件。

　　3海綿城市概念與內涵

　　習近平同志在2013年12月中央城鎮化工作會議上，提出“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。為了貫徹習近平同志講話及中央城鎮化工作會議精神，節約水資源，保護和改善城市生態環境，促進生態文明建設，2014年10月，住房和城鄉建設部出臺了《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》[8]，同年12月，財政部、住房和城鄉建設部、水利部聯合啟動了全國首批海綿城市建設試點城市申報工作，共有16個城市入選。2015年10月11日，國務院辦公廳頒布了《關于推進海綿城市建設的指導意見(國辦發〔2015〕75號)》，為加快推進海綿城市建設，修復城市水生態、涵養水資源，增強城市防澇能力，擴大公共產品有效投資，提高新型城鎮化質量，促進人與自然和諧發展起到了重要作用。

　　海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，通過加強城市規劃建設管理，充分發揮綠地和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理念[8]。海綿城市建設應遵循生態優先等原則，將自然途徑與人工措施相結合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源利用和生態環境保護。在海綿城市建設過程中，應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性，協調給水、排水等水循環利用各環節，并考慮其復雜性和長期性。因此，海綿城市建設核心內容是低影響開發的雨水利用技術。

　　海綿城市的實質是現代城市雨洪管理，它和近20多年來美國所倡導的最佳管理措施(BestManagementPractices，BMP)、低影響開發(LowImpactDevelopment，LID)，英國等歐洲國家提出并推廣的可持續排水管理(SustainableUrbanDrainageSystem，SUDS)，澳大利亞提出的水敏感城市設計(WaterSensitiveUrbanDesign，WSUD)以及近年來逐漸提出的綠色(雨水)基礎設施(GreenStormwaterInfrastructure，GSI)等一脈相承[8-15]。海綿城市理念的核心是打破傳統的“快排”“末端控制”的單一控制模式，構建以分散式、生態化、多目標為指導思想的新型雨水控制利用系統，實現對城市雨水從源頭到終端的全流程控制和利用，符合順應自然、適應自然、與自然和諧相處的原則，與上述國家所提出的現代雨洪管理模式相契合。

　　傳統的排水模式是雨水排得越多、越快越好，低影響開發雨水系統則是基于“滲、滯、蓄、凈、用、排”方針，將雨水的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環使用和排水密切結合，統籌考慮內澇防治、徑流污染控制、雨水資源化利用和水生態修復等多個目標，進而達到“更宜居、更安全、更節能、更生態”的目標。

　　4城市內澇防控與海綿城市建設關系

　　城市內澇防治是一項系統工程，是用于防治內澇災害的工程措施和非工程措施的總和，涵蓋從雨水徑流的產生到末端排放的全過程控制，包括產流、匯流、調蓄、利用、排放、預警和應急等，而不僅僅包括傳統的排水管渠建設。城市內澇防治系統分為源頭控制、排水管渠和排澇除險等工程設施以及應急管理等非工程措施，與防洪設施相銜接，并分別與國際上常用的低影響開發設施、小排水系統和大排水系統基本對應[3]。

　　綜上所述，城市內澇防治體系與海綿城市不同層面的關系如圖1所示。

　　在海綿城市建設中存在大量質疑聲音，例如，低影響開發的適用性問題，海綿城市建設與低影響開發的關系，海綿城市建設的“碎片化”問題，“問題導向”和“目標導向”的關系，尤其是年徑流控制率等考核指標問題，其中最被關注的一個問題是海綿城市建設到底能不能解決城市洪澇災害[9-15]。

　　盡管學術界和工程界對海綿城市爭議不斷，但令人欣慰的是，2017年1月，住房和城鄉建設部辦公廳和國家發展改革委辦公廳聯合發布了《關于做好城市排水防澇補短板建設》的通知，明確要求加強地下排水管渠、雨水源頭減排工程、城市排澇除險設施及城市數字化綜合信息管理平臺建設等工作，上述這些工作部署與現代城市雨洪管理模式相對應，只有在此框架下有效地構建起源頭徑流控制系統、城市雨水管渠系統、超標雨水徑流排放系統及城市水利防洪系統等城市雨洪管理四大子系統，才能有望解決城市內澇災害問題。

　　中國面臨城市內澇、防洪抗旱、水資源安全及水生態安全等各種復雜問題，僅在小區尺度和城區范圍的海綿城市建設難以奏效，必須從流域尺度上，與水系整治結合，打造海綿城市建設。在海綿城市建設過程中，要注意強調源頭和末端結合，地下和地上結合，綠色、灰色和藍色緊密結合，而不能簡單地將海綿城市建設與狹義的低影響開發劃等號。在專業融合上，需要市政、水務、水利、城市規劃、風景園林、城市管理等各個行業高度融合，面對海綿城市建設所帶來的機遇和挑戰，各專業緊密結合、協同作戰，只有這樣才能將海綿城市建設可持續發展下去，才能真正地解決我國在新時期所面臨的復雜水問題。

　　5結語

　　城市暴雨內澇是由多種因素共同作用而產生的災害現象，暴雨是城市內澇發生的最主要、也是最直接的因素，城市暴雨內澇防控主要包括工程措施和非工程措施，除了建設傳統的淺層地下排水系統外，可適當考慮建設深層隧道排水系統和大型調蓄設施等綜合性措施應對超標暴雨，同時大力加強排水系統信息化管控平臺和城市暴雨內澇預警預報系統的建設。海綿城市建設要統籌大中小“海綿”，要注意強調源頭和末端結合，地下和地上結合，綠色、灰色和藍色緊密結合，只有在成功地構建起源頭徑流控制系統、城市雨水管渠系統、超標雨水徑流排放系統及城市水利防洪系統等城市雨洪管理四大子系統的基礎上，才能有望解決城市內澇災害問題