城镇河网密集区洪涝致灾成因与治理对策研究

聂俊坤

(北京市城市规划设计研究院；北京市城规技术服务中心，北京 100045)

城镇河网密集区河网水系交错密布，人口与生产资料集聚，区域土地开发程度较高，该类区域通常地势低洼平坦并易于积蓄洪涝水，对防洪排涝安全具有很高需求。然而，河网密集区行洪排水易受流域性外部洪水过境或海潮雍水顶托作用影响，从而诱发区域洪涝灾害[1]。近年来极端降雨气候事件频发，加剧了河网密集城镇区洪涝灾害防治压力，也为该类区域的防洪防涝体系建设以及经济社会发展提出严峻挑战[2]。洪涝灾害因洪水冲击或涝水淹没，造成交通通讯中断、农业受灾减产、工矿仓储受淹、城镇功能瘫痪以及疫情流行等危害。洪灾通常由于承担防洪功能的河湖堤防决口或漫溢造成破坏性影响，涝灾则是由于本区域降水引发地表超标雨洪而形成地表严重积水灾害[3]。然而，城镇河网密集区因水系、圩区、蓄滞洪区等交错贯通，难以严格划分洪水与涝水致灾成因。此外，河网密集区多位于江河流域中下游地区，历史上多为洪水蓄滞的天然土地空间，因此，合理安排城镇河网密集区洪水调蓄功能，有助于保障区域防洪排涝安全。部分滨海河网密集地区受过高洪潮水位顶托影响，阻滞了城镇河道行洪排涝，同样加剧了区域洪涝灾害威胁。近年来，相关学者针对城市防洪除涝治理开展了一系列有益研究[4-6]，但针对河网密集区洪涝成灾原因与治理策略仍需系统梳理与研究。因此，为了提升城镇河网密集区防洪防涝保障水平，有必要通过辨识该类区域洪涝灾害成因，针对性地提出综合防控策略。

1 防洪防涝存在的主要问题

1.1 治洪除涝界限难分

由于洪灾、涝灾诱因的不同而逐步形成了“外洪内涝”的治理概念，然而城镇河网密集区水系与圩区随地势交错贯通，上游洪水过境时将与圩区外排涝水混合汇入区域河网，造成区域河网水位抬升并诱发洪涝灾害，即无法严格划分洪涝灾害中的圩区涝水与上游洪水。因此，河网密集区可由外部过境洪水引发内涝灾害，也可由低洼圩区涝水外排造成外部洪灾。此外，部分圩区涝水外排能力超过外部水系河网排水能力，从而加剧河网密集区洪涝风险，即河网密集区洪涝致灾因素难以严格区分[7]。同时，部分地区通过建设高标准防洪工程提升了区域防洪除涝能力，但却割裂了河网密集区湖荡之间水力连通，削弱了流域内原有洪涝蓄滞空间，加剧了流域以及圩外骨干河道行洪压力。

1.2 内河排水竖向不畅

河网密集区行洪排涝能力受制于区域内河水位高程影响，部分城镇用地与排水河道竖向高差过小，造成规划排涝标准下的排水河道水位过高，阻滞了区域地表雨洪以重力流方式通过内河快速排除。同时，部分河网密集区流域下游在遭遇潮水顶托作用时，缺乏必要的泵站等强排设施有效削减区域内河水位，造成区域遭遇强降雨时内部河网水位陡涨，加剧了河网密集区行洪排涝压力并引发城市内涝[8]。此外，城镇河网密集区受农业灌溉、景观营造以及漕运通航等多重功能对水位的需求限制，无法在遭遇极端暴雨或流域性洪水时快速降低内河水位，不能为区域防洪排涝创造有利竖向排水条件。

1.3 防治标准不相适应

防洪防涝标准通过设定行洪、挡洪、分洪以及蓄滞洪等综合措施级别，实现安全宣泄流域洪水并保障防护对象安全。因此，针对河网密集区选取适宜的防洪防涝标准，应充分体现该类区域洪水与内涝防控特征与致灾类型。城镇河网密集区通常基于局部建设区或农田区对排水能力的需求确定区域防洪除涝标准，受限于“外洪内涝”治理理念以及针对性标准规范的缺位，造成河网密集区排涝标准设定过于强调内涝快速排除，而防洪标准的选取却总体偏低，忽视了该类区域洪涝致灾成因的复杂多样性，不利于该类区域洪涝灾害综合防治[9]。

1.4 圩区整治联并无序

河网密集区通过疏挖河槽、连通水系以及筑堤围田等措施，逐步满足了圩区内农业灌溉与防洪除涝等需求，然而圩区治理依旧存在如下问题：①流域与圩区治理不协调。部分圩区治理未统筹考虑流域防洪防涝需求，造成圩区采用过高标准实施联圩防洪除涝工程，加剧了河网密集区洪涝灾害风险。②圩堤建设实施无序。部分流域与区域防洪防涝工程建设难以协调推进，造成河网密集区为保障自身区域防洪除涝安全无序推动圩堤建设，削弱了流域性工程综合效益的发挥。③圩区内部水环境恶化。随着联圩并圩规模的扩大与生产活动增加，呈现闭合状态的圩区内部水体缺乏必要的水力交换，造成区内水生态环境系统不断恶化[10]。此外，圩区农业面源污染物外排至区域河网水系，则将导致河湖水环境污染与水体富营养化问题。

1.5 洪水蓄滞功能失调

随着土地资源开发与天然调蓄洼地的围垦侵占，部分河网密集区洪水调蓄功能不断下降，流域内产汇流特征与洪水蓄排情势受人类活动干预而发生变化，河网密集区分洪功能、调蓄空间、蓄泄需求已与区域发展水平不相适应。同时，该类区域设置蓄滞洪区通常强调防洪蓄涝功能，然而协调河网水系综合治理、蓄洪调洪资源利用、水环境保护以及水生态修复目标，已逐步成为蓄滞洪区发挥综合功能的新要求[11]。此外，部分蓄滞洪区圩堤建设标准相对较低，在遭遇超标分洪时存在安全隐患，而部分庄台村庄与农地布局相距过远，移民安置与迁建策略仍需探索。

1.6 部门协调联动不足

水文预报、气象监测、防汛救灾以及应急管理等部门间信息融合不足，部分河网密集区水情监测预报与城镇洪涝预警平台不统一。针对突发洪涝灾害所造成的交通、通讯及电力中断等险情，部分地区洪涝致灾信息审核发布环节繁琐，造成相关部门汛情信息发布时效性与避灾指导性不强，各部门间应用现代化时效性信息传播媒介能力有待提升[12]。此外，部分区域针对分洪调度闸坝实施高效调度能力不足，市政道路雨水篦子与入河排水口时常因疏于运维而发生阻塞，从而削弱了区域抵御洪涝灾害的能力。

2 洪涝灾害致灾分析

2.1 孕灾环境分析

城镇河网密集区因其所处特殊地理环境易发生洪涝灾害，其孕灾环境主要包括：①特殊地形与气候特征。城镇河网密集区通常位于流域中部或末端，所处地势相对低洼，流域外部洪水多汇集于区域河网系统，增加了该类区域防洪排涝压力。此外，位于滨海地区的河网密集区因遭受台风或海洋强对流天气侵扰，造成区域短期大量雨洪汇聚，即特殊的气候条件同样加剧了区域洪涝灾害风险。②蓄洪调洪空间有限。河网密集区受地势平坦低洼与水系复杂等特殊条件限制，在该类区域修建大规模洪水调蓄工程空间有限，造成该类地区应对极端降雨洪涝灾害调蓄功能不足[13]。③流域下垫面发生变化。随着城镇化建设快速扩张，河网密集区大量森林草地、农田绿地以及天然坑塘用地被征用开发，造成区域地表产流汇流强度增加、洪峰流量增大、峰现时间提前，下垫面变化削弱了区域滞洪能力并加剧洪涝风险。

2.2 致灾因素分析

造成城镇河网密集区洪涝灾害的主要致灾因素可分为人为致灾因素与自然致灾因素：①人为致灾因素。城镇化造成区域不透水面积不断扩大，人类开发活动改变了流域产汇流特征，造成局部水土流失问题加剧，扰乱了河网水系行洪进程，导致地区现有防洪防涝建设标准与工程设施能力不足。此外，河网密集区城市建设的快速扩张，侵占了流域内原有的天然蓄洪滞洪空间，而高强度的城镇集中开发则造成中心城区暴雨强度与频率超过周边区域，形成了城镇热岛效应与雨岛效应，增大了区域洪水行泄压力。同时，河网密集区道路桥梁等跨河、滨河设施的大量兴建，一定程度上阻碍了河网行洪排涝功能[14]。②自然致灾因素。河网密集区多处于流域中部或尾端，上游大量外部洪水过境，造成区域内河网水系防洪排涝负担过重。此外，部分河网密集区处于强降水易发气候区，受短时强降雨与洪潮顶托叠加影响显著，从而易于诱发区域洪涝灾害。

2.3 承灾体分析

洪涝灾害的承载体主要可分为居民住宅区、市政道路、工矿企业、通讯设施以及各类公共生活生产服务设施等，其中市政道路与河湖水系则是河网密集区洪涝灾害的主要承灾体。城镇雨水管网系统若不能及时排除区域雨洪，将会导致城镇积水内涝，而河网密集区特殊的水文与地理环境易导致河湖水系受淹出槽，造成洪水漫溢并引发洪涝灾害。因此，承灾体所能承载灾害的能力直接影响该类区域防洪防涝减灾水平，影响因素主要可概括为：①河道行洪能力。若河网密集区水系连通性不足与河道治理标准偏低，将造成区域内部河道在遭遇大量过境洪水时行洪排涝阻塞或洪水漫溢出槽，而河道淤积则会进一步削弱水系行洪能力。②用地竖向高程。若部分河网密集区建设用地安排于平坦低洼地区以及流域汇水尾闾，将造成区域排水条件不畅，易于诱发内涝灾害[15]。③管网排水能力。若地区市政排水管网治理标准偏低，下凹桥排涝设施能力不足，将导致城镇建设区自产雨水径流无法及时排除，进而造成道路与下凹桥积水并引发城市内涝。

3 洪涝灾害综合防控策略

3.1 合理选定治理标准

河网密集区制定防洪排涝标准时应综合考虑洪涝风险、致灾特征、灾害损失以及防治成本等因素，该类区域洪灾涝灾交互影响，因此应统筹区域防护与圩区治理需求制定防洪防涝标准，具体包括：①针对河网竖向高差小且洪涝致灾破坏性较小的区域，可分不同防护对象采用适宜较低防洪排涝标准。②针对土地开发程度较高，移民安置或征地补偿成本较高的区域，在保障中心城区和重点设施防洪排涝安全前提下，不宜将防洪排涝标准设定过高，应综合论证环境、社会以及经济承受力合理选取。③针对城镇化率较低或产业设施稀疏的较小范围区域，可适当选取较低防洪排涝标准。④针对设施产业密度或城镇化率较高的区域，可选取上限作为区域防洪排涝标准，而对于特别重要工矿企业区域或中心城区，其防洪排涝标准可高于区域或流域标准[16]。⑤应综合考虑河网密集区总体排涝标准、蓄排能力、圩区水面控制率以及排涝泵站、闸门联合运行调度方案，协调制定圩区防洪排涝标准。值得注意的是，不宜对圩区选取过高排涝标准，应保障圩区外围拥有一定调蓄容积，避免过渡并圩联圩与因涝致洪等问题。

3.2 控制内河排水条件

通过控制河网密集区城镇地面竖向标高与排水河道水位高差，可提升区域防洪排水效率，具体措施包括：①针对老旧城镇区域可依据更新改造进度，将重点建设区地面竖向标高逐步提高至其流域排水河道设计洪水位以上，从而降低区域内涝风险。②针对新开发建设用地可基于流域排水河道设计洪水位控制建设区竖向标高，保障排水河道控制水位不淹没规划或新建主要雨水管网出口内顶，确保建设区域雨水排除通畅。③应加强流域内部排水河网疏浚与拓宽，在台风或强降雨前加大内河水位削减幅度。同时，可通过分洪或拦蓄措施阻止外部大量洪水进入区域内部河网[17]。此外，应在内河下游与入湖、入海闸坝交接或地势低洼处设置强排泵站，加大内河下游在遭遇极端洪涝条件时的排涝能力，保障河网密集区内部排涝河道实现重力自流的行泄条件。

3.3 完善城镇减灾工程

通过完善河网密集区城镇防洪除涝工程，可有效削减洪涝灾害风险，具体措施主要包括：①通过设置调蓄空间、渗井、透水铺装等措施，可强化河网密集区针对城镇雨洪的源头控制，从而延缓住宅小区、工矿企业以及学校等场地雨洪径流外排量与峰现时间，削减下游河网的行洪与排水压力。②对于存在严重洪涝风险的场所与道路，可结合周边湿地、绿地以及洼地空间构建具备一定规模的雨洪调蓄设施，从而在防治洪涝灾害的同时，充分积蓄雨水资源。③针对城镇地表空间相对局促的建成区，则可结合周边人防设施、停车场以及体育场等空间，构建地下调蓄深隧或水池，削减区域洪涝灾害风险。④对于局地易涝城镇建设区，应合理安排城市竖向排水关系，加强对下凹桥、市政道路等重点公共服务设施排涝治理，应重点保障学校、医院以及重点基础设施竖向标高安全，避免造成集中低洼汇水积水区域。⑤针对城镇自来水、电力、燃气、地下停车场、地铁以及地下商场等重要公共服务设施，可修筑挡水墙等防涝工程设施，阻隔城镇涝水倒灌受淹，同时应注重完善应对极端降雨事件引发洪涝灾害的应急方案与措施。

3.4 统筹流域圩区治理

河网密集区圩区治理对策主要包括：①河网密集区圩区综合治理应遵循流域与区域防洪防涝等上位规划，在明确圩区外围河网水系行洪排涝能力基础上，综合考虑流域内圩区内洪涝调蓄需求与圩区外骨干河道行泄功能，合理有序安排圩区治理格局与治理规模。②河网密集区流域、区域以及地方圩区防洪防涝治理作为有机整体，圩区治理布局与区域河网水系治理布局互相影响，其中区域河网布局应支撑圩区治理需求，而圩区综合治理则应服从于区域河网水系整体布局。若圩区治理未考虑区域水系格局，则会在发生流域洪涝灾害时造成圩区外部河网水位过高，威胁区域防洪防涝安全。若区域河网水系治理未充分考虑圩区防洪除涝需求，则会导致外部水系治理标准偏低，河网行洪排涝规模偏小。③可通过灵活调度圩区外部洪水拦蓄工程、圩区闸门以及泵站等设施，避免长期封闭阻断圩区内部与外部水体交换，保障圩区内部水体必要的流动性与水量更替，从而实现圩区内部水环境安全与生态系统良性循环。

3.5 优化蓄洪调洪策略

流域防洪减灾体系与地方经济建设造成河网密集区下垫面与区域洪水调蓄情势发生变化，即应优化河网密集区蓄洪调洪建设思路，主要包括：①针对构成流域洪水调蓄体系具有重要功能的蓄滞洪区，可结合其蓄滞洪特征保留用地空间。②针对蓄洪泄洪频繁、启用概率高、洪水情势不稳定且毗邻城镇生活生产区域的滨河蓄滞洪区，可结合城镇规划与河道综合治理，腾退堤防用地与蓄洪滞洪场所，扩大河道行洪通道与天然蓄洪空间。③针对流域防洪防涝标准提高或洪水情势发生显著变化的河网密集区，可结合区域经济社会发展与流域防洪规划需求，经充分论证后扩大或新增设蓄滞洪区。④针对在流域防洪防涝体系中功能较小或启用概率很小的蓄滞洪区，可结合区域洪水调蓄与地方城镇建设实际调整蓄洪滞洪运行标准，可通过设置蓄滞洪保留区或防洪保护区等措施，在满足超标洪水临时分洪需求前提下，适当缩小蓄滞洪范围。⑤针对蓄洪与占地面积较大且启用概率不高的蓄滞洪区，可综合考虑蓄洪运行模式与地方生活生产需求，通过设置隔堤分洪工程，灵活安排防洪调度方案。⑥可结合湿地生态修复与雨洪资源化利用需求，丰富城镇河网密集区相关蓄滞洪区运行功能，促进地方水生态环境保护与区域水资源综合利用。⑦在城镇河网密集区临近村庄地带构建蓄滞洪区时，可采取就地安置避洪或外迁移民等措施，应结合乡村规划创建生活与生产空间以保障村民权益安全。⑧针对蓄滞洪区建设定位与蓄洪模式，应根据洪水风险影响在乡村规划中落实防洪防除涝、农村饮水安全、农田灌溉设施等公共服务设施需求。同时，可结合乡村规划灵活划分安全台地为若干独立村庄，针对各村实际提出适宜的村庄经济社会发展策略。

3.6 强化防控政策机制

强化多部门间联动协作是提升河网密集区防洪防涝水平的重要制度保障，具体包括：①可通过健全多部门间合作与整体联防联治机制，搭建跨区域、跨部门的信息共享与交流平台，从而为区域洪涝治理提供决策依据，促进洪涝灾害多元化社会治理。②针对城镇河网密集区应强化内涝与暴雨情势监测预报站网建设，构建洪涝灾害监控及预警平台，提升洪涝灾害预警信息发布时效性与指导性。③应强化统筹防汛减灾各部门间协调运作，明确细化部门间责任与督导机制，引导新闻媒体及公众监督参与，健全防洪防涝监督与政策法规体系。④可通过加强行业与区域部门间技术交流，广泛讨论区域防洪防涝关键问题与治理策略，避免多部门重复投入建设，破除城市洪涝治理各部门间的信息壁垒，促进地方行政与社会资源综合效益最大化。⑤应强化群防群治体系，善于利用典型案例播报、街道专栏宣传、移动通讯以及移动网络终端等形式，提升民众针对洪涝灾害认知与防范自救能力，强化洪涝应急救灾演练，切实减轻洪涝灾害造成的人民生命财产损失。

4 结语

城镇河网密集区大量外部洪水过境要求该类区域在洪涝灾害治理时应协调流域防控与区域治理，通过优化区域外部河网行洪条件与内部洪涝调蓄空间，有利于完善区域洪涝灾害防治体系。河网密集区洪涝灾害管理应注重合理规划、建设与运营流域性防洪防涝体系工程，实施风险区域分担与补偿等措施主动规避或削弱洪涝灾害影响，综合利用流域拦蓄水库、蓄滞洪区以及湿地等调蓄空间，提升区域洪涝蓄排能力。此外，加强洪涝灾害预警、完善应急管理机制、实施洪涝灾害调查评价并强化群防群策力度，有助于提升河网密集区城镇洪涝灾害应急处置水平。