统筹城市防洪体系和内涝治理的难点及对策探讨
Discussion on the difficulties and countermeasures of coordinating urban flood control and waterlogging management
梅超?,?,刘家宏?,?,王佳?,?,宋天旭?,张克寒?
(1.中国水利水电科学研究院 流域水循环与水安全全国重点实验室,100038,北京;2.水利部数字孪生流域重点实验室,100038,北京)
摘要:受气候变化等多重因素叠加影响,我国极端暴雨洪涝灾害发生的频率、强度和广度均呈上升趋势,制约了城市经济社会高质量发展。中央城市工作会议要求统筹城市防洪体系和内涝治理。从全球气候变化、国家水安全保障需求和洪涝风险演变等方面分析了城市洪涝防控面临的新形势、新要求,在回顾现有防洪与排涝体系建设成效基础上,剖析了统筹城市防洪体系和内涝治理的难点,包括水循环系统不确定性增强、洪涝防治技术标准衔接不畅、防洪工程和排涝工程调度统筹难度大、水系统常态与应急调度协调困难和洪涝灾害链传播特性复杂等。针对上述难点问题和需求,面向统筹城市防洪体系和内涝治理,从城市洪涝形成与防控全过程的视角,提出5个方面对策建议:夯实洪涝治理的科学基础、构建洪涝协同治理制度标准、优化城市洪涝协同防御体系、统筹城市水系统常态与应急管理及提升城市基础设施韧性。研究成果可为进一步统筹城市防洪体系和内涝治理、加强城市水安全保障提供一定参考。
关键词:防洪体系;城市内涝;统筹治理;对策建议
作者简介:梅超,高级工程师,主要从事洪涝防控与智慧水利研究。
基金项目:国家重点研发计划项目(2022YFC3090600、2024YFC3212800、2024YFC3012405);国家自然科学基金项目(52192671)。DOI10.3969/j.issn.1000-1123.2025.17.005
我国季风气候和自然地理特征决定了降雨时空分布不均的特点,在降雨集中时段极易引发洪涝灾害,给经济社会高质量发展带来严峻挑战。近年来,受气候变化等多重因素影响,极端暴雨发生的频率、强度和广度均有一定增加趋势,呈现较强的时空不确定性和反常特性,突破历史极值、颠覆传统认知的暴雨洪涝灾害频发,进一步增加了防控洪涝灾害的难度。在城市局部范围内,受城市“雨岛效应”“热岛效应”等局地微气候的影响,极端暴雨更加突出,局部短历时强降雨事件频发。总体上,近年来城市外洪和内涝灾害呈现出风险双增长、极端性和不确定性趋强的特征,需要进一步加强统筹应对。
经过近几十年快速发展,我国已建立起较为系统的防洪排涝体系,具有较强的洪涝灾害防御能力。与此同时,部分城市资产密度、人口密度进一步增加,人水争地矛盾进一步突出,使得洪涝风险更趋复杂化、多元化,洪涝防控难度进一步加大。特别是对于城市而言,严重的洪涝灾害带来的代价十分沉重,“淹不起”成为普遍状态。2025年7月,中央城市工作会议要求“强化城市自然灾害防治,统筹城市防洪体系和内涝治理”。面对新形势新要求,如何更好地统筹城市防洪体系和内涝治理,提升水安全保障水平,更好支撑中国式现代化和城市经济社会高质量发展,成为当前城市水安全保障中的重要现实需求。
1.城市洪涝防控面临的新形势、新要求
随着城市高质量发展进入新阶段,我国城市外洪内涝防控面临一系列新形势、新要求。
①从全球气候变化看,极端天气事件及其引发的洪涝灾害频发、广发、重发已成为新常态。研究表明,气温每上升1℃,大气含水量将增加7%左右,这是全球变暖导致极端暴雨频发的物理机制。《中国气候变化蓝皮书(2025)》指出,我国升温速率高于同期全球水平,1961—2024年年平均气温呈显著上升趋势,上升速率为每10年0.31℃,这使得我国具备极端暴雨趋强的基础条件。近年来超历史记录极值的极端暴雨频发也印证了上述事实,例如2020年广州“5·22”特大暴雨造成城区严重积水;2021年郑州“7·20”特大暴雨导致严重洪涝灾害;2022年珠江流域遭遇暴雨,西江、北江和韩江先后发生7次编号洪水;2023年海河流域特大暴雨引发了流域性特大洪水;2024年8月湖南遭遇特大暴雨,造成洞庭湖团洲垸堤防溃决;2025年7月北京市密云区、怀柔区遭遇特大暴雨,造成严重伤亡和损失。总体来看,极端天气事件呈现出高度不确定性和异常性,“台风北上、雨带北移”“旱涝急转”“一天下完一年的雨”等现象不断颠覆着传统认知。
②从国家水安全保障需求看,推进中国式现代化对水安全保障提出了新要求。当前,我国正大力推进中国式现代化,经济由高速增长转向高质量发展,城镇化由快速发展阶段转为存量更新优化阶段,经济总量已超130万亿元,如何在极端不确定性下为如此大体量经济体提供水安全保障,有效控制灾害损失,是一项巨大挑战。与此同时,我国区域经济发展战略区与季风洪涝灾害高风险流域高度重合,如长江三角洲区域一体化发展战略与太湖流域、粤港澳大湾区建设战略与珠江流域、京津冀协同发展战略与海河流域等,这也给国家重大战略实施和水安全保障提出了更高要求。
③从洪涝风险演变和灾害防控看,洪涝风险演变和灾害防控进入了新阶段。我国在流域尺度普遍建成了以水库、水闸、堤防、蓄滞洪区等为主体的复杂防洪工程体系,但随着人口增加、城市扩张,人水争地矛盾更加突出,部分城市新区、大型基础设施等选址在防洪条件相对较差的区域,洲滩民垸和蓄滞洪区治理难度进一步加大。城市内涝治理方面,已构建了“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝体系,但由于城市建筑密集、人口密度高特征,气候变化背景下部分老城区内涝灾害防控难度进一步增加。
④从人民对美好生活向往看,新时代人民群众生产生活方式转变衍生出新需求。生产方式方面,快速的经济内循环使得人们之间的联系日益紧密、产业分工更细,极端条件下洪涝灾害导致的停工停产、原材料紧缺和供应链受阻等对经济运行的间接影响越来越明显;生活方式方面,城市居民更加依赖自驾、地铁等出行方式,城市地下空间(地下商场、地下停车场、地下运动场等)成为人们生活的重要场所,极端暴雨洪涝灾害对上述生活方式的影响更加深刻。人民对美好生活的向往,期待更有效的洪涝防控、更精准的灾害预警、更快的灾后恢复和更少的灾害损失。
二、统筹城市防洪体系和内涝治理的主要难点
防洪方面,我国已建立起以约9.5万座水库、33万km 5级以上堤防、98处国家蓄滞洪区为主体的流域防洪工程体系,实施了“三个责任人”制度;城市内涝治理方面,多数城市经过长期发展,已建立较为完备的排涝工程体系和内涝应急应对机制。外洪内涝防控工程体系和非工程措施的建立,为有效防治洪涝灾害发挥了重要作用。同时,部分城市管理部门在统筹城市防洪与内涝治理方面开展了探索性实践,例如福建省福州市构建了联排联调机制,北京市开展了城市洪涝联防联控技术研发及示范应用等。但在面对极端暴雨洪涝灾害时,城市防洪体系和内涝治理仍存在一系列难点问题,主要体现在以下方面。
1.变化环境导致水循环系统不确定性增强
从物理成因上看,洪水和内涝是大量降雨带来的径流超过洪涝防控体系调蓄和行泄能力造成的。洪涝防御工程体系通常以历史长时间序列观测得到的降雨、径流等数据为依据,确定设计标准。工业化时代人类活动空前活跃,城市开发、工程建设等极大地影响了降雨、产流、汇流等水循环过程,加之气候变化影响,全球和区域水循环系统不确定性增强,暴雨时空分布特征发生显著变化、地表径流过程线从“矮胖”向“尖瘦”转变等,均是水循环系统不确定性增强的外在表现。由于历史气象水文监测数据的一致性不足,加之多种复杂因素叠加,以往的洪涝防御工程设计标准、调度规则和防控经验不再普遍适用,增加了规划、设计、运行和应急等全过程统筹城市防洪和内涝治理的难度。
2.城市防洪和内涝治理工程规划技术标准衔接不畅
城市防洪和内涝治理在学科上分属水利、给排水两个学科,在行政管理上隶属水利和市政等不同部门,长期执行不同的技术标准。与城市防洪和内涝治理直接相关的标准主要包括城市防洪标准、城市内涝防治标准和城市管网排水标准,其中城市防洪标准主要依据城市经济社会地位的重要性确定,是针对城市过境洪水的防御标准;城市内涝防治标准主要针对长历时暴雨条件下城市一定汇水面积内涝水有效排放而确定;城市管网排水标准是针对较小范围内短历时雨水径流排放而确定的。雨水经城市管网排水系统收集后进入城市内部河道,经城市内部河道承泄排涝后进入外部河道,因此城市管网排水系统和城市内部河道组成了城市排水系统,共同担负向外江排放城市涝水的任务。由于城市防洪标准、内涝防治标准和管网排水标准分离,工程建设和管理上也分属不同部门,加之水循环系统变化后城市暴雨和外江洪水同频发生的问题更加突出,在实际运行过程中,城市防洪和排水系统存在一定的不衔接问题,如城市河道顶托排水管网、外江洪水顶托城市内河、流域河道承泄多个城市排涝导致河道行洪流量超过行泄能力等。
3.流域防洪工程与城市排涝工程调度统筹难度大
流域防洪工程体系主要由水库、堤防、闸坝、蓄滞洪区等组成,其规划、设计和调度以流域整体利益为出发点;城市排涝工程体系主要由排水管网、泵站、城市内河、“平急两用”蓄滞空间等组成,其规划、设计和调度目标是尽可能降低城市区域的内涝积水。在同一流域内,沿岸通常分布多个城市,在不利的灾害组合下,流域防洪工程和城市排涝工程调度存在复杂的矛盾关系。流域防洪工程调度从流域整体出发,倾向于减少承泄城市涝水,通常多预留空间排放流域地表径流;而城市排涝工程则倾向于多向河道排涝,并且希望外江水位尽可能低,以使城市能更多、更快地排涝,减少积水的灾害损失。如何加强流域防洪工程和城市排涝工程统筹协调,一方面面临着机制上的矛盾,不同调度责任主体诉求难以有效协调;另一方面也存在技术难点,在预报精准性难以有效提升的条件下,由于降雨具有高度的时空不确定性,实施流域防洪工程与城市排涝工程调度统筹,可能面临着局部损失过大、受损补偿机制不完善等问题,存在一定的技术风险。
4.城市水系统常态与应急状态调度目标冲突
城市水系统由取水、供水、用水、排水等子系统组成,包括河流、湖泊、湿地等自然空间和相关工程设施,它们不仅担负着城市供排水等生命线功能,也是生态环境保护和自然景观维系的重要部分。对于城市河湖,非汛期时处于正常运行状态,需要维持更高水位,以确保充足的水源和生态环境容量,以及较好的景观效果;汛期时处于应急状态,需要预留尽可能多的空间以承担更多的涝水蓄滞功能。然而,由于降雨不确定性,预报难以做到完全精准预测,城市河湖常常面临两难境地:若提前腾空过多容积,而预报的降雨“下不来”,则易使得后期河湖生态需水难以维持;若腾空容积过小,则可能导致极端暴雨时涝水调蓄功能需求无法满足。此外,洪涝调蓄与水污染防控也存在一定矛盾,初雨污染物浓度较高,城市河湖纳污容量有限,从水污染防控角度,往往倾向于在降雨持续一段时间后再承泄涝水,然而由于调度时机精准度把握不足等因素制约,易发生局部严重洪涝。
5.极端暴雨引发的洪涝灾害链次生影响难防控
城市水文过程具有“自然-社会”二元属性,城市水文循环系统中的洪水和涝水,与经济社会系统中的承灾体发生“时空遭遇”后,对经济社会系统运行和人民生产生活产生不利影响,形成洪涝灾害。由于洪涝过程不确定性、极端性和经济社会系统复杂性的显著提升,极端暴雨引发的洪涝灾害在经济社会系统中呈现出链式传播的特性,形成洪涝灾害链放大效应。例如,暴雨引发山洪导致养老中心、居民点淹没造成重大人员伤亡,内涝侵入地铁、下穿隧道导致人员伤亡,暴雨洪涝使得供水系统无法运行造成区域供水中断等。洪涝灾害链具有灾害触发点量大面广、演化过程难预测、事前难防控等特点,特别是对于超大、特大城市,水、电、路、网、气等生命线基础设施的局部损坏可能引发全域瘫痪,造成广泛影响。新形势下洪涝灾害链的组成、演化将更加复杂,进一步加剧了城市洪涝统筹治理和协同防控的难度。
三、统筹城市防洪体系和内涝治理的对策建议
城市高质量发展是中国式现代化的重要方面,有效防控洪涝灾害、保障城市安全是城市高质量发展的应有之义。当前,我国城市防洪和内涝治理已取得重要进展,面向未来,针对统筹城市防洪体系和内涝治理的主要难点,提出如下对策建议。
1.加强水循环基础研究,深入解析洪涝演变规律,夯实洪涝治理的科学基础
防治水灾害就是科学调控水循环过程使之与经济社会系统相匹配的过程,需要科学认知水循环演变过程,加强水循环研究是更新城市洪涝科学认知、开展洪涝治理的重要基础。要强化极端水文过程长序列、立体化监测分析,为水循环基础研究奠定数据基础;要从全球、区域和流域等多尺度深入解析气候变化和城市化发展等人类活动对水循环系统演变规律的影响,深入分析“台风北上、雨带北移”等突出变化的物理成因,更新极端暴雨和降雨时空分布科学认知,提升极端暴雨预报的精准性;要进一步加强城市化开发、水工程建设等对径流过程影响的研究,深入解析洪水、内涝形成原因和演变规律,加强雨、洪、涝、潮等组合分析,强化多致灾因子互馈机理研究。通过全面深化水循环和洪涝演变基础研究,科学回答“极端暴雨为何频发”“超标准洪涝如何形成”等基本问题,解决如何认知城市洪涝“新常态”的问题,为城市洪涝防治规划、设计、调度和应急奠定科学基础。
2.推进洪涝统筹治理规划,加强技术标准衔接,构建洪涝协同治理制度标准
规划是防洪工程和排涝工程建设和运用的重要依据,要进一步梳理现有流域防洪规划、城市防洪规划和城市排水防涝规划实施情况,结合近年来城市防洪和排涝治理实际,根据新一轮城市防洪和排水防涝规划修编情况,进一步加强洪涝统筹治理规划制度探索,构建洪涝协同治理规划的制度体系;进一步加强防洪、内涝防治、排水等标准衔接研究,尝试在新建城区推动加强上述标准衔接从而形成制度,结合城市更新等,逐步探索面向洪涝协调治理的防洪排涝标准。
3.构建洪涝“四预”系统,强化工程联合调度,优化城市洪涝防御体系
实施防洪工程和排涝工程设施联合调度,难点在于构建可行的联合调度机制,要点在于实现更加精准的洪涝预报、预警、预演、预案“四预”功能。在机制层面,要进一步总结长江等流域水工程群联合调度和福州、北京等城市洪涝联排联调实施经验,加强机制设计和制度建设,面向城市洪涝协同防御目标,构建防洪工程和排涝工程联合调度协商制度和具体工作机制,推动城市洪涝协同防御有章可循;在技术层面,要加强雨水情监测预报体系建设,推进“天空地水工”一体化监测体系建设,进一步提升洪水和内涝预报、预警的精准性,为洪涝协同防御奠定坚实基础,要加快推进“城市洪涝联防联控技术规程”推荐性国家标准颁布实施,进一步依托数字孪生水利建设,推动实现洪水和内涝全过程预演,通过极端情景下的城市外洪内涝预演,为科学制定洪涝协同防御预案提供重要依据。
4.强化洪涝多目标协同治理,保障多维度水安全,统筹水系统常态与应急管理
推动城市水灾害、水资源、水生态、水环境多目标协同治理,加强多水共治,全面梳理我国城市水系统汛期运行情况,总结强化洪涝多目标协同治理、保障多维度水安全的经验做法,结合城市类型和气候分区探索制定技术标准,推动水系统常态运行与应急管理的统筹机制与制度化安排。积极稳步推进适用于城市洪涝防治的“平急两用”调蓄设施建设,通过加强长期规划、优化功能,转换并建立标准规范,实现相关调蓄设施“平急两用”功能的快速、安全、高效切换,补齐城市洪涝应急能力建设短板。
5.完善大安全大应急框架,构建洪涝联防联控机制,提升城市基础设施韧性
深入贯彻“两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾理念,面向城市洪涝灾害“预防、治理、应急、恢复”全过程,进一步完善统筹城市防洪体系和内涝治理的大安全大应急框架,推动构建以全社会广泛动员、多部门协同应对、防御工程群联合调度、防控信息全口径共享、应急资源全面统筹等为主的城市洪涝联防联控机制,牢固树立底线思维、极限思维,推进城市水、电、路、网、气生命线基础设施洪涝灾害链“防早、防小、防扩散”,尽最大可能降低灾害风险和损失,提升城市基础设施韧性。
四、总结与展望
受气候变化等多重因素叠加影响,我国极端暴雨洪涝灾害发生的频率、强度和广度均呈增加趋势,制约了城市经济社会高质量发展,进一步统筹城市防洪体系和内涝治理是当前水安全保障面临的重大现实问题。随着城市高质量发展进入新阶段,我国城市外洪内涝防控面临着气候变化影响加剧、水安全保障要求提高、洪涝风险特点变化加快和人民群众安全需求上升等新形势新要求。剖析当前统筹城市防洪体系和内涝治理时面临水循环系统不确定性增强、洪涝防治技术标准衔接不畅、洪涝防御工程统筹不足、水系统常态与应急状态调度协调困难和洪涝灾害链传播特性复杂等难点问题,从夯实洪涝治理的科学基础、构建洪涝协同治理制度标准、优化城市洪涝协同防御体系、统筹水系统常态与应急管理及提升城市基础设施韧性等方面提出了对策建议。面向未来,要在充分发挥现有城市洪涝防控体系作用基础上,强化智慧化新技术新方法应用,以高水平水安全保障城市经济社会高质量发展。
申明:内容来自用户上传,著作权归原作者所有,如涉及侵权问题,请点击此处联系,我们将及时处理!
0人已收藏
0人已打赏
免费1人已点赞
分享
水处理
返回版块42.86 万条内容 · 1491 人订阅
阅读下一篇
市政污水厂工艺优化运行管理(六十三)市政污水厂工艺优化运行管理(六十三) 2、臭氧消毒的局限性 臭氧在多数污水厂中是作为强氧化剂对一些难降解的有机物进行氧化的,同时也是一种强效消毒剂,在灭活包括冠状病毒在内的多种病毒微生物方面非常有效。但是臭氧制备过程的高昂的成本和操作复杂性限制了在污水厂内的广泛应用。 (1)经济与操作挑战 臭氧消毒的主要缺点是成本高昂。它必须在现场生成,需要专业的设备和熟练的操作人员,这对一些老旧的污水厂造成很大的运行压力,多数污水厂购置了臭氧设备以后,很少真正投用到流程中进行工艺功能的实现。其次,臭氧稳定时间很短,这意味着它不能提供任何残留消毒保护,因此通常需要结合二级消毒步骤(如氯胺)。
回帖成功
经验值 +10
全部回复(1 )
只看楼主 我来说两句 抢板凳城市排洪和防涝系统探讨,供大家学习和参考
回复 举报