城市内涝：借鉴古代经验，防暴雨城市涝灾

吴庆洲

江西赣州福寿沟使用了近千年，仍能够发挥出其正常的功能。 摄影/朱慧卿/CFP

近年中国城市化步伐加大，城市面积迅速扩大。但往往在一场暴雨之后，城内一些街道成河，汽车被淹，交通瘫痪，出现严重的内涝之灾。就连北京、上海、广州这些中国最繁华的城市都频繁出现暴雨后城街成河的状况。尤其2010年5月，广州在暴雨后，街道多次受淹，汽车浸坏，造成严重的经济损失。

笔者认为，借鉴中国古城防洪经验，可以找出防止暴雨后城市内涝的办法。

城市水系是中国古代避免城市涝灾的重要基础设施

中国古代最重要的防止暴雨后内涝的经验，是建设一个完善的城市水系。它由环城壕池和城内外河渠湖池组成，具有多种功用，被誉为“城市之血脉”。

城市水系有如下10条功用：

1.供水。

2.交通运输。

3.溉田灌圃和水产养殖。

4.军事防御——古城水系的护城池即为军事防御而设。护城河又宽又深，成为敌人进攻的一大障碍、是防卫的重要设施。

5.排水排洪——城市水系排水排洪的作用是十分重要的。

6.调蓄洪水——这一作用至关重要，其调蓄容量大小是避免城市内涝的关键因素。

7.防火。

8.躲避风浪——一些沿海的港口城市，其城市河道或湖泊还往往兼有躲避风浪的作用。广州就是一例。

9.造园绿化和水上娱乐——水是造园绿化的必要条件。凡是园林多、绿化好的城市，都与城市水系发达有关。洛阳、苏州、杭州都是例子。

10.改善城市环境。

令人惊异的是，具有多种功用的城市水系对城市的价值，与血脉对人体的价值有惊人的相似之处。

城市水系的十大功用中，排水排洪和调蓄洪水二大功用对防止城市涝灾至关重要。

中国古代水系规划、设计、管理的历史经验

通过对汉长安城、汉魏洛阳城、隋唐长安城、隋唐东都洛阳城、宋东京城、元大都城、明清北京城、明清紫禁城八例关于京都城市防洪情况的研究，有以下重要发现：

1.城市排洪河道密度和行洪断面是二个重要技术指标，对防止内涝十分重要

唐长安城在城市排水排洪系统的规划设计上，有较大的失误。城市排洪河道密度仅0.45km/km²，河道行洪断面仅28m²；元大都城的排水排洪系统的规划设计较好，城内河道密度为lkm/km²，河道行洪断面分别为147m²和238.9m²，分别为唐长安城的5.25倍和8.5倍；明清北京城的城内河道密度为1.07km/km²，城壕行洪断面为238.9m²，排水排洪系统规划设计较有水平。宋东京城的排水排洪系统的规划设计水平更高，四水贯城，河道密度为1.55km/km²，为唐长安城的3.5倍，城壕的行洪断面为372.48m²，为唐长安城的13.3倍。明清紫禁城为我国古城排水系统规划建设最完美的典范，其行洪河道密度达8.3km/km²，为唐长安城的18.4倍；筒子河的行洪断面为312m²，为唐长安城的11倍。

2.城市水系的调蓄能力是城内防止雨涝之灾的重要因素

唐长安城面积达83km²，其水系蓄水总容量为592.74万m3，城内每平方米面积得到0.0714m3的容量。宋东京城面积约50km²，城河城壕的蓄水总容量为1852.23万m3，城内每平方米有0.37m3蓄水容量，为唐长安城的5.2倍。明清北京城面积为60.2km²，全城水系的蓄水总容量为1935.29m3，每平方米有蓄水容量0.3215m3，为唐长安城的4.5倍。元大都城的面积为50km²，其水系蓄水总容量为1999.58万m3，每平方米有蓄水容量0.3999m3，为唐长安城的5.6倍。明清紫禁城面积0.724km²，筒子河蓄水容量为118.56万m3，每平方米有1.637m3容量，为唐长安城的23倍，为明清北京城的5.1倍，为宋东京城的4.4倍，为元大都城的4.1倍。这就是明清紫禁城建城近600年无雨潦之灾的重要原因之一。

城市水系的调蓄洪水的功用是十分值得重视的。城市水系有无足够的调蓄容量，是城市能否避免内涝的关键因素。这一科学发现对现代城市防洪也有重要参考价值。

3.必须十分重视城市水系的管理

历代京都对城内排水设施的管理情况，总的来说，以唐长安城管理欠佳，宋东京城做得较好，但宋初较好，以后略差。元大都城的排水系统管理较好。明清北京城以清代管理较好，制度健全，赏罚分明。明清紫禁城每年开春淘浚沟渠，明代已形成制度，清代沿用，使城内排水系统畅通，有效地发挥排水排洪作用，在管理上是最好的。

成都古城内的金水河，为唐代白敏中主持开凿，自城西引岷江水入城，至城东出，汇入府河，当时称“禁河”，明称“金河水”，近人称为“金河”。历代重视修浚金河水，史志有明确记载的修浚有6次。成都历史上水患较少，一是有都江堰分洪，二是城内有较完备的防洪排水系统，三是历代有所管理、疏浚。

其他名城，如广州、绍兴、苏州、济南、杭州、温州、福州、松江、嘉定等，排水系统管理均较好。

紫禁城排水系统示意图示意图。 制图/神笔

900年前的城市排水系统江西赣州福寿沟。制图/神笔

苏州古城是管理好的典型。苏州在明清两代共疏浚市内河道11次。苏州自宋嘉定十六年（1223年）至清顺治十五年（1658年）400多年无水潦之灾，与河道管理得好是大有关系的。早在宋代朱长文就已指出了城内河道的排水作用，及管理的重要性：“观于城内总流贯州，吐吸震泽，小滨别派，旁夹路衢，盖不如是，无以泄积潦、安居民也。故虽名泽国，而城中未尝有垫溺荡析之患。非智者创于前，能者踵于后，安能致此哉？”

中国当代城市涝灾的原因探索

中国当代暴雨后城市涝灾极为常见，与下面原因有关。

1.城市建设填占或挤占行洪河道，使江河洪水位升高，使排水困难而增加内涝风险

这种状况在全国各地有许多例子，如四川省旺苍、永川、荣昌等县城，安徽省亳州、金寨新县城、泾县城，山西沁水县城等，都有这种现象，在历次洪灾中损失惨重。

珠江三角洲的城市建设侵占行洪江河水道的例子极多，广州市为其中之一。

随着城市建设的发展，广州的填河建筑增多。60年代修建的大沙头水运码头比1949年之前多伸出江中达100m。1967年建人民大桥，沙面局部河面缩窄了60m。河南滨江路兴建，又填江成陆，使河道变狭20～70m。黄埔新港码头伸入江中300多米，长1500m。1974年新造燃化局油库码头，伸入江中20m，广州造船厂伸入江中32m。1980年代初兴建白天鹅宾馆，填了白鹅潭北岸一段(沙面南岸)，影响了白鹅潭内港。通过广州市附近的九条河道均已缩窄，其中，三枝香水道1950年代宽为446m，1970年代为284m，缩狭162m，缩狭率为36%。

广州市海珠广场段长堤地面高程仅1.8m，1960年后，洪水位多次达2m，故经常被淹。1959年6月洪水位在2.24m时，荔湾涌淹水面积达0.3km²，水浸街巷472条，水深达0.6m。如洪水位上升到2.50m，广州市区将有872条街道受浸，其中包括商业中心区。由于行洪江河水道的变狭和淤浅(如三枝香水道河床由水深6～7m变为仅2m)，广州市珠江水道洪水位有不断上升的趋势，这使城市水灾风险不断上升。1994年广州市因排洪不畅出现严重内涝，除江河变窄的原因外，市内东濠涌因近年兴建的越秀北到沙湾大酒店的高架桥墩置于涌中，严重影响排洪，也是重要原因，使黄华路省党校一带水淹及胸，三角市商场和附近居民多次受淹，损失严重。侵占行洪河道的现象，珠江三角洲的顺德、佛山、深圳等城市也都存在。

2.填占城市河、湖等水体、洼地，使城市水系缺少调蓄功能

我国古城的水系，由城内外的壕池、河渠、湖泊、池塘组成，具有供水、交通运输、溉田灌圃和水产养殖、军事防御、排水排洪、调蓄洪水、防火、躲避风浪、造园绿化和水上娱乐、改善城市环境等十大功用。可惜的是，古人留下的宝贵遗产，未被近现代的中国人所重视。随着公路、铁路的兴建，使城市水系在交通运输上的地位大大下降，加上近现代城池的防卫功能已不重要，填护城河、填水渠、填湖池已成为近现代城市建设之风。城市无水体，不仅环境、景观无特色、无风韵，城市小气候恶化，更糟糕的是，遇暴雨或久雨，街道成河，汽车熄火，交通受阻，商铺进水，成为从南至北的另类城市景观，少有例外。

城市水体有重要的调蓄雨洪的功能。明清北京紫禁城的筒子河和内金水河共长6km，河道密度达8.3km/km²，堪与水城苏州(宋代为5.8km/km²)相媲美。筒子河蓄水容量为118.56万m3，即使紫禁城内出现极端大暴雨，日雨量达225mm，径流系数取0.9，而城外有洪水困城，筒子河无法排水出城外，紫禁城内径流全部流入筒子河，也只是使其水位升高0.97m。因此，自明永乐十八年(1420年)紫禁城竣工至今近600年，城内无一次雨潦致灾的记录。可见城市水系、水体的调蓄雨洪的重要作用。

要确保城市地漏通畅。 摄影/胡凯

近现代填占城市水体的例子俯拾皆是。较典型的有成都市填掉了1000多个池塘，1958年填掉了唐代始建、有1000多年历史的内金水河，以致在1983年“8·17”大洪水中造成严重损失。

武汉市也是典型例子，武汉市区被长江、汉江分割成三镇，城区地面标高平均为24m，长江汛期历年平均水位为25.38m，最高洪水位为29.73m。20世纪中叶，武汉市拥有水面100亩(6.67hm²)以上的湖泊300多个。由于历史上围湖造田，填湖建厂，填湖开发，湖泊水面锐减。解放初，市内湖泊仍达百个。后来，玻璃荡子、小东湖、茶叶港、都司湖等8个湖泊完全填没，现只剩湖泊27个。幸存的湖泊，容量也正急剧萎缩。武汉市在汛期常因暴雨而产生严重内涝，市内水体锐减是主要原因。1998年7月21日武汉市持续特大暴雨，三镇90%的企业受渍，1183户企业停产，509企业半停产，累计直接损失517亿元以上。

可喜的是，有的城市重视水体的保护和利用，而减轻了洪涝灾害。安徽灵壁县城的环城河由于管理不善，排水不畅，1990年7月一场暴雨，使该县城60%房屋受淹。1991年3月～5月按“全面整修环城河，疏通河道”的规划要求，整治竣工，1991年大洪水中，灵壁县城排洪通畅，城内基本未受损失。

广州市地势较低，常在大暴雨后内涝。为此，广州市全面规划了蓄洪排涝系统，在北部、东北部丘陵山区，利用河谷地貌建设了磨刀坑、金钟等七个水库。1952年起市区内整治了玉带濠、六脉渠、西涌等十多条臭水明渠，建设了十多座蓄洪排洪闸。1958年，将低洼积水、蚊蝇滋生的烂泥塘，改造开挖了东山、荔湾、流花、麓湖四个人工湖，蓄洪能力250万m3，解决了广州市东、西两大片大面积低洼地“小雨小淹，大雨大淹，无雨积水”的问题。1986年又疏浚东湖，使其蓄水量增加了13万m3。以这四大人工湖为基础建成总面积192.3hm²的四个大公园，大大美化了广州的城市环境。但1990年后城区大扩展，调蓄能力不足，内涝问题又越来越突出。

3.都市化洪水效应加重了内涝

城市内涝增加，与都市化洪水效应影响也关系甚大。都市化使天然流域迅速变化，使原透水的植被和土壤变为不透水的人工建筑物，使大部分降雨无法进入地面垫层以下，而形成地面径流，使暴雨洪水的洪量增加，流量增大，峰现时间提前，洪水涨落过程加快，这就是都市化洪水效应的主要特征。它使原排水排洪系统能力偏小，从而加重了市区洪涝灾害。

4.海平面上升将使沿海城市排水困难，造成潮灾的严重威胁

海平面上升是全球气候变暖的一项肯定的结果。考虑到三大三角洲存在不同程度的地面下沉，结合推算到2050年的相对海平面的上升值：珠江三角洲为40～0cm，上海地区为50～70cm，天津地区为70～100cm。对广州岸段而言，海平面上升50cm，现状50年一遇的风暴潮将变为10年一遇，而长江三角洲地区，百年一遇的风暴潮将变为50年一遇，海洋灾害对城市的威胁将更加频繁。

长江三角洲和上海历史上常受风暴潮威胁。1962年7号台风，黄埔公园最高水位4.76m，半个上海市区被淹，水深0.5～0.7m，损失达5亿元。近100年来上海市潮位升高进程出现大潮汛的年份计有1900、1905、1915、1921、1931、1933、1939、1944、1962、1974、1981、1991共计12次。黄埔江外滩防洪墙高度是按千年一遇标准修建的，若海平面相对上升0.5m，则堤防标准将降为百年一遇，抗灾能力显著降低。

广东珠江三角洲和韩江三角洲是台风多发区，1969年7月28日6903号台风，汕头市妈屿站潮位达3.10m，汕头市区被水淹，水深1～3m。1981年7月1日台风暴潮，汕头市区水深0.1～0.5m，造成重大损失。1983年9月9日的8309号台风，虎门外的南沙镇出现2.63m珠基高潮位，这次风暴潮中，番禺市死伤137人，广州市多处被淹，街道水深约1m。1989年7月18日的8908号台风，赤湾站潮位达4.69m，珠海市区水深达0.5m，澳门一半面积被水淹，广州东山区和下西关商业区一些街道被淹，珠江三角洲损失共10亿元。广州老城有4.25km²在珠基1.4m以下，13.01km²在2.4m以下，27.22km²在3.4m以下。如果海平面上升0.7m，20年一遇的台风暴潮水位将达3.1m，广州将有20km²左右面积受淹，经济损失将达200亿元以上，而且海平面上升，将使城市排水能力下降，加重城市内涝灾害。

5.本世纪在我国登陆的台风频率将增加1.76倍，风暴潮灾害将更严重

全球变暖，热带洋面温度上升，气压下降，增加了产生台风的机会。据研究和推测，在21世纪中期升温1.5℃后，则21世纪下半期北太平洋台风发生频率比目前增加两倍，在中国登陆的台风，频率将增加1.76倍，台风暴潮灾害将更严重。

6.土地开发忽视防洪排涝工程系统的建设，增加了洪涝风险

近20年来，珠江三角洲一带土地开发如雨后春笋，其普遍模式是以推土机推平。表面上看起来速度很快，很现代化，实际上却埋下了水灾之隐患。这一方法破坏了原有植被，造成了水土的严重流失，又填平了山涧河沟洼地，使自然排水系统和调蓄系统受破坏乃至消失，这种只搞开发，不搞防洪排涝工程建设的做法，其结果是开发区洪涝成灾。深圳市就是典型的例子，由于流域内大规模开发，水土流失，河道淤塞，加上河道又被侵占蚕食，使深圳市1993年和1994年连续4次因暴雨内涝被淹，仅1993年两次受淹即造成直接经济损失13亿元。

7.超量开采地下水，造成地面沉降，内涝灾害加重

超量开采地下水引起的地面沉降主要发生在平原区。上海、苏州、无锡、常州、天津等都有此问题，其中常州市地面下降0.7m，塘沽附近1959～1985年间平均每年达94mm，阜阳市更为严重，1987年沉降量为277mm，现平均每年达453mm。无疑，地面下沉将增加洪涝灾害对城市的威胁。

8.现代化使城市在水患面前变得更脆弱，洪涝灾害引起次生灾害损失更严重

城市现代化是人们追求的目标。然而，现代化城市、尤其是大城市，在水患面前却变得日益脆弱。这是因为：①掌握国民经济命脉的中枢管理机能向大城市高度集中。②城市对水、电、煤气、通讯、交通等生命线工程系统的依赖程度日益增大。③城市向地下开发，以缓解交通、商业、居住空间不足的矛盾，高层建筑的动力系统往往置于地下室，地下空间是防水患的薄弱环节。④高速运转的金融、流通及各生产经济部门对通讯网络和计算机网络的依赖程度日益增大。因此，城市一旦遭受洪涝之灾，其直接经济损失固然是巨大的，而由此引起正常社会、经济、生活秩序的紊乱所造成的间接损失，则更会大得多。

1982年日本长崎市的水灾可以说明这一问题。近160万人口的长崎市及周围地区在发生3小时内降雨350mm暴雨的情况下，造成了299人死亡和25亿美元财产的损失。其中，高层建筑地下动力设备，水、电、煤气、通讯等城市生命线工程系统的受害较严重。因流失、冲撞、泥石掩埋而遭受损害的汽车达2万辆。有些用电脑控制的高级车辆，门窗的开闭全部自动控制，由于线路全部集中在汽车底盘上，底盘浸水，控制系统失灵，门窗无法开启，使汽车变成封闭的船被冲入海中，车内丧生者达20人。

在美国发生的洪水灾害中，也出现过城市计算机网络系统破坏，使依赖此系统进行生产和管理的企事业单位无法正常工作，从而造成数亿美元损失的例子。

9.北京城市内涝与排水管道断面沉积物多影响排水相关，这反映出现代城市排水设计和管理的弊病

从2007年下半年开始，北京建筑工程学院环境与能源工程学院教授李海燕调查北京市城区雨水排水管道内沉积物的沉积状况。李海燕写成了题为《北京城市雨水（排水）管道中沉积物沉积状况调查研究》的论文：“北京市近80%的雨水排水管道内有沉积物，50%的雨水排水管道内沉积物的厚度占管道直径的10%～50%，个别管道内沉积物厚度占管道直径的65%以上……更重要的是，这些沉积物会造成城市水系水质被污染”。

雨水排水管道内壁越粗糙，对水流的阻力越大。相同直径的铸铁管道内的沉积物比钢筋混凝土管道内的沉积物少50%以上。目前我国大多数城市的雨水排水管道都是钢筋混凝土管道。垃圾管理工作不到位也是造成雨水排水管道内沉积物较多的重要原因。此外，老居民区内路面等基础设施的维护和翻修工程较多，会增加进入排水管道颗粒物的总量。目前实行的《北京市城市市政排水设施管理暂行办法》发布于1986年初，距今已有23年，已经严重落后于北京市快速发展的城市建设。这种设计技术的落后和管理的落后是城市内涝的重要原因。

防止现代城市暴雨后涝灾的减灾措施

1.加强市区行洪江河水道的规划和管理，立法严禁侵占和填塞。

2.保护市区湖池洼地以调蓄暴雨洪水，减少内涝灾害。

3.增大城区透水地面，增加城区蓄水容量。

由于西方发达国家城市化较早，在暴雨涝灾的经验教训中较早探索了增加城市调节雨洪能力的措施，已有不少成果，可供人们参考借鉴。从1965年起，日、美等国开始修建城市蓄水设施。1971年日本制定了《大规模住宅区开发的调节池技术规范》。这些蓄水设施有如下类型∶①多功能分洪区。选一些低洼地，平时作为公园或运动场所，洪水或暴雨时则可分洪。②治水绿化区。楼群间和四周的保护绿化带，地面较低，雨季可临时蓄水。③防灾调节池。设于住宅小区低洼处，雨季可蓄水。④公园蓄水。将公园挖低，平日为公园，大雨时可蓄水，雨后用泵排出。⑤操场蓄水。将场地挖低，雨季可蓄水，泵排。⑥多级蓄水设施。将蓄水区分为不同高程，小雨时仅最低处蓄水，其他区间仍可它用，大雨时逐渐扩大蓄水面积。⑦停车场蓄水。场地较地面低30～40cm，大雨时可蓄水，经渗水沟渗入地下。⑧楼群空地蓄水。楼间地坪较低，楼群间用交通桥连接，地面可蓄水，以溢流孔控制，水深不超过0.5m。⑨地下室蓄水。在建筑物地下设大型蓄水池，雨水稍加处理可用于冲洗、绿化。⑩地下水库。建于大型运动场下面，库顶即运动场，用桩柱支撑。11地下河道。东京、大阪等城市正建设数10km长的大型地下河，可蓄排雨水。12各户蓄水。在企业、住户建设小型蓄水槽，将降于自己院落内的雨水蓄留起来，经渗水井渗入地下。

中国水利水电科学研究院水力学研究人员，也研究了具体规划设计的方法，可供参考。

宋元时期，福建泉州名曰罗城。据考证，宋时罗城的排水系统今日泉州仍在使用。

4．加强现代城市水灾特点的研究，对水、电、煤气、通讯、交通等生命线工程系统的防水灾以及计算机网络的安全应予特别的关注，并采取必要的防御措施，对地铁、地下商店、高层建筑的地下动力系统以及下凹式立交系统的防水浸问题应采取可靠的防御措施。

1993年和1994年深圳水灾中，下凹式立交桥全部淹没，汽车被阻于桥下，被水淹没，交通陷于瘫痪，此外，高层建筑地下动力设备被水淹，造成严重的损失。这一教训必须吸取。

5．加强城市规划、建设、管理上防御洪涝灾害的科学研究，新城建设和城区扩建均要选址于不受或不易受洪水袭击的地方，土地开发应严令禁止以往的一律推平的破坏植被、水文环境的错误做法。

6．控制城区内人工设施和建筑、道路的密度，扩大绿化面积，尽量弱化都市化洪水效应。采用透水的新型混凝土铺设城市路面。

随着全球人口的增多，人类对土地、森林、水、生物资源的过度利用，整个地球的环境在恶化，灾害愈演愈烈。现代城市内涝灾害的剧化与多种因素相关，与古城水系防内涝相比较，可以看出，古城水系用河渠为城市排水干渠，密度达1km/km²至8.3km/km²，行洪断面达28m²～374.28m²，水系调蓄能力巨大，管理良好，现代城市以暗渠和管道排水，本身行洪断面小，调蓄能力小，加上管理不善，水管内沉积物多，再加上城内河、湖、池、洼地被填占，地面下沉等诸多因素，内涝灾害是难以避免的。借鉴古代经验，从根本上改变现代城市的排水系统和增大调蓄容量，加强管理清淤，才能防止暴雨后城市内涝灾害。