极端气候背景下的思考：城乡建设与治水

冷 红，陈 天，翟国方，蔡云楠，王培茗，吴庆洲，王思思，黄国如，赵宪尧

关注水生态健康安全导向的气候适应性规划|冷红

IPCC 最新的报告指出，在未来几十年里，所有地区的气候变化都将加剧，而随着未来气温升高，极端天气事件也将变得越来越严重，强降水、极端温度和强台风等将极大地影响人们的生产生活，且预计影响的频率和强度有着增加的趋势。如何更好地应对未来全球的气候变化？针对这一现实问题，国际上专家学者们提出了“减缓”和“适应”的两条路径，其中“减缓”的路径主要通过减少和控制碳排放的可持续低碳建设和发展来减缓气候变化的程度，实现碳达峰和碳中和，而“适应”的路径则强调面对气候变化的严峻现实采取相应的措施，适应其带来的广泛而深刻的影响。大量既有研究表明，规划对于实现减缓和适应气候变化的两条路径都具有重要的引领作用，而与减缓气候变化相比，适应气候变化在当前显得更加紧迫，应当充分发挥规划学科的重要作用，深入开展气候适应性规划的研究和探索。

气候变化带来的极端暴雨事件近年来呈现加剧趋势，由此引发的洪涝灾害在各地不断出现。据中国气象局国家气候中心统计，相比于其他极端天气事件，暴雨洪涝在人员伤亡和直接经济损失等方面都占较高的比例。2021 年夏季，我国河南、山西等地暴雨造成了十分严重的灾害后果，甚至有人员伤亡。欧洲的瑞士、比利时、法国、德国等部分地区也都遭受暴雨袭击，多地出现河水泛滥、城区被淹的险情，房屋、道路、桥梁和电力等基础设施受损严重。这其中很多极端暴雨天气出现在既往降雨量较少的北方地区，呈现出降雨集中、雨量大等特点。由于这些地区缺少应对极端暴雨天气的足够经验，暴雨洪涝灾害预警以及应急响应机制并不完善，一旦出现极端暴雨事件，很容易引发灾害从而对居民的健康安全产生较大的威胁，而专家们预测这样的极端天气事件未来可能出现的会更加频繁，且降水量会增加很多。因此，应当未雨绸缪，居安思危，以关注健康安全为出发点，从水生态视角下开展气候适应性规划和建设的研究和实践。基于此，应充分认识气候变化形势的严峻性和极端天气事件的不确定性，在适应性规划应对方面重点关注以下四个要点：

一是深入开展极端暴雨的灾害预测模拟和空间风险识别研究。通过数字信息和模拟技术的支持对于极端暴雨事件及其引发洪涝灾害的时空分布进行推演和预测，精准研判城市和乡村灾害空间风险点、风险级别和风险影响范围，在此基础上结合实际情况，将暴雨引发洪涝灾害的空间风险预警和灾害防范策略及方法纳入专项水生态安全防灾规划，进一步融入不同层级的国土空间规划体系。

二是合理规划城乡人居环境中的水生态空间。洪涝灾害的产生既有气候变化导致极端暴雨天气事件的原因，也有排水管网建设标准低以及大规模城镇化建设进程中许多城乡建设用地硬化比例增大、自然河道受到侵占、城乡蓄洪泄洪能力降低的原因。因此，应当结合当前全域全要素的国土空间规划，在更大地域范围统筹布局和建设修复城市河湖水系、绿地及公园，提升蓝绿空间滞蓄和消纳周边区域雨洪的能力，在此基础上将自然解决途径与人工管控措施相结合，建设雨洪排放、水利及防洪系统，最大程度减缓城区内涝，确保城市防洪安全。持续推进海绵技术应用，充分发挥湿地、雨洪花园、下凹式绿地、生态植草沟、屋顶绿化、透水铺装等的海绵作用，通过渗、滞、蓄、净、用、排等技术削减降雨径流，降低城市积水内涝风险和防洪压力，提高城区的蓄洪能力和排洪能力，实现良性水生态循环。

三是加强极端暴雨来临时的城市应急治理响应。在突发灾害性天气引发的暴雨和洪涝达到超标准的规模时，仅仅依靠工程措施来控制是难以防范的，这时就需要发挥应急治理的重要作用，提前制定相应应急治理规划。在区域层面，加强江河水系流域上下游之间以及不同地区之间在水生态环境保护和水灾害应急治理方面的协作统筹，完善流域水系联合调度，实现区域内水生态环境优化；在城镇层面，则应加强气象、水利、城建、市政、交通等多部门与社区街道之间在水灾害应急防范和救援时的合作。此外，还应充分发挥大数据技术的优势，加强区域与机构各方的信息共享，在洪涝灾害突然来临时能迅速响应，以更为精细化的治理保障居民健康安全。

四是积极面向公众开展防灾避险的宣传。气候适应性规划的实施需要广泛的公众参与，应完善防灾和救援信息的交流通道，通过各种途径增强公众应急安全意识。例如通过制作和公布洪涝风险示意图，将风险可视化，除了标注与洪涝灾害风险相关的内容包括等级、危险程度和影响范围之外，还应该标注避险路线和避险场所，适应未来可能会更加频繁发生的水灾害挑战。

中国地域辽阔，气候类型多样，是世界上受极端天气气候事件影响较为严重的国家，在全球气候变化的大背景下，极端暴雨天气的事件未来还会不断出现，且可能具有更为复杂的不确定性，面向洪涝灾害风险防范的需求，除了进一步提高气象预警水平以外，还应进一步从水生态的视角下加强健康安全导向的气候适应性规划研究，提升城镇抗洪涝风险的韧性，最大程度上减轻由极端天气事件带来的灾害风险，保障人民生命财产安全和经济社会高质量发展。

基于“城水耦合”理念的空间规划体系初论|陈天1，王高远2

水是人类生存和城市发展的基础条件与战略资源。水生态文明建设将成为未来城镇高质量发展的重要组成和基础保障。在国土空间规划中，水资源是平衡保护与发展的重要依据，是划定三生空间约束底线与研判土地利用开发的支撑条件，与国土空间规划之间存在着相互制约、协调互动的复杂关系。

“耦合”概念源自物理学，指两个及以上的系统间通过相互作用而彼此影响以至联合为整体的现象,是各子系统良性互动形成的相互依赖、协调与促进的动态关联机制。“城水耦合”（City-water Coupling）指城市系统与水环境系统之间的相互约束与胁迫、促进与激励关系，旨在构建良性互馈与动态完善的双向调节作用。而基于“城水耦合”理念的国土空间规划是指以尊重顺应城水系统间的相互作用关系为原则，在不同层次与类别的空间规划中，以促进涉水物质、能量、信息等要素自由流动、高效循环与协调发展为目标的空间规划编制与实施管理。科学完善的规划体系是任何一种规划良性运转并高效发挥作用的前提。目前学界对国土空间规划体系讨论热烈但尚无定论，对于其中的涉水版块更是关注甚少。故笔者尝试从编制体系、管理体系与技术体系方面，对基于“城水耦合”理念的规划体系展开初步讨论。

在编制上，首先要从多维度视角补充完善涉水规划编制内容，例如可在水资源集约利用、水灾害安全防控、水环境整治提升、水生态健康维护、水气候适应调节、水交通多元高效、水文化继承发扬及水经济特色开发等重点方面择优开展专项规划编制工作。基于各专项系统要求,细化落实国土空间规划中对水域及城水关系的战略定位、空间指标、底线管控、资源保护等的内容。对于重点管控的水资源利用类专项规划，应强化自上而下的约束性传导，对于辅助支撑的水空间要素配置类专项规划，应强调合理渐进的指引性要求；其次，考虑到水系规划从侧重局部水环境治理到统筹流域综合规划的方向转变，国土空间规划要相应地构建与五级三类对应的跨尺度流域单元与水功能区管控体系。框架应涵盖区域流域，城市流域，片区流域再到街区或社区流域，并将传统流域规划中的水资源管理与各层次国土空间规划中的空间要素配置互补融合，形成对总体规划、详细规划及各专项规划有效衔接的指标传导。通过上述两点，形成综合协同与专项对接的编制体系，指导全流域国土空间用途管制和格局优化。

在管理上，一方面，水资源环境是跨界特性最典型与最需要跨部门协同的领域之一。另一方面城市本身是一个复杂系统，同时水资源环境问题也具备多样性。因此两者的良性耦合需要多方统筹推进。因此，应当建立城市联动、部门协同的水情共享与水治理协作机制，增强水资源管理在空间规划中的整体性和协调性。进一步推动涉水责任单位整合，集中涉水事务管理职能，通过行政、法律、市场合作等手段，对水资源的使用权属与收益分配进行合理谋划。在这套统筹协商机制下，系统性全链条地开展空间规划中涉水方案的制定修正，并降低其在省、市、县三级行政单元中的传导实施成本。此外，还应在管理全过程中引入公众参与机制，以调研会、宣传讲座等形式广集民意民智，促进形成全民城水共识，主动妥善回报社会关切，对受到负面影响的利益相关者提供合理的经济与生态补偿，建构富有获得感与公平性的人水空间关系。

在技术上，“城水耦合”涉及多时空组构的城水形态耦合格局、多因子互馈的城水系统耦合过程、多尺度协同的城市空间耦合体系、多目标统筹的城水功能耦合效益与多技术集成的城水管理与决策支持系统构建等。具体来讲，其内容包括但不限于耦合城市水环境的总体城市设计，高密度城市水生态系统服务评价，适水性住区空间规划模式与方法，城水耦合理念下城镇空间增长的边界管控体系优化，城市雨洪灾害模拟与承洪韧性评价，空间治理背景下海绵城市规划体系和实施研究等。而上述工作实际上已超出城乡规划的传统学科范畴，因此要继续在学科层面加强协同，将城乡规划与地理、水利、环境、生态、农林、气象、市政、防灾、能源、文化、健康及信息技术等学科深度融合形成交叉学科群，吸纳各相关专业技术方法，形成针对城水关系优化的规律解析—现状评估—情景模拟—规划论证—实施修正的完整规划闭环，从而更全面更深层更科学地指导城水空间高质量发展。

国土空间规划体系构建是推进国家治理体系和治理能力现代化的重要组成部分。我国水情复杂，水治理在国家空间治理体系中长期占据重要地位。基于“城水耦合”理念的空间规划体系应从技术体系、编制体系与管理体系三方面推进构建，形成全要素、全过程的涉水空间治理模式，并在规划实践中不断修正、创新和完善该体系的价值导向、框架逻辑与内容边界，实现三者高效长效协同、互馈，最终促进现代化理水营城目标的实现。

增强国土空间韧性，减少洪涝灾害损失|翟国方

（1）国内外极端气候灾害频发

今年7 月20 日河南郑州下了“千年一遇”的暴雨，共造成302人死亡，50 人失踪，数百万人受灾，经济损失上千亿。国务院高度重视，已决定成立调查组,对河南郑州“720”特大暴雨灾害进行调查。无独有偶，9 月初四级飓风“艾达”侵袭美国纽约州、新泽西州、宾夕法尼亚州等地，造成的死亡人数达68 人。美国总统拜登于当地时间9 月6 日发布声明，宣布新泽西州和纽约州进入联邦紧急状态。

郑州的“720”洪涝灾害也好，纽约的“艾达”飓风灾害也罢，都是全球自然系统和经济社会系统相互综合作用的结果在城市层面的不同反映。一方面，城市的自然条件、经济社会发展水平、洪涝灾害的设防标准等从根本上决定了城市的受灾程度。另一方面，全球气候变化增大了巨型水灾风险。据中国气候中心报告，我国平均年降水量和年累计暴雨站日数都呈增加趋势。因此，如何科学应对城市水灾，尤其是郑州、纽约等超大城市的洪涝灾害也是世界性的重要问题。

（2）提升国土空间韧性是应对极端气候灾害的有效方式

国内外各界都认为，提升国土空间（包括城市）韧性是应对灾害风险的有效方式。联合国减灾署和联合国人居署都强调韧性提升在城市经济社会发展和防灾减灾救灾中的重要性，呼吁联合国成员国行动起来，增强城市和社区韧性。日本则在2013年出台《国土强韧化计划法》，从中央到地方推进国土强韧化计划的编制，有序提升国土空间韧性，应对灾害风险。

我国也高度重视国土空间韧性的提升，在2020 年1 月自然资源部发布的《省级国土空间总体规划编制指南（试行）》，要求增强国土空间韧性，10 月份的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中，则首次明确强调要建设韧性城市，并在国家“十四五”规划中韧性城市建设上升为国家战略。

（3）建设洪涝韧性城市需要处理好各种关系

所谓韧性城市，就是指当受到灾害或事故的冲击时，不仅不会受到致命的破坏而瘫痪、而且还能够快速回复的城市。韧性城市所具有的韧性，不仅仅是指具有灾后快速回复重建的能力，而且还包括对外来冲击的抵御能力和灾害发生时的减灾救灾能力，具有前瞻性、鲁棒性、创新性、稳定性、冗余性、灵活性、适应性、多样性、独立性、相互依懒性、敏捷性、多尺度网络连通性、高效性、协作性、公平性、自学习能力、自组织能力等特征。

如何科学规划建设洪涝韧性城市，作者认为应从系统论的角度，正确认识和统筹处理资源与灾害的关系，安全与风险的关系，设防标准与经济社会发展阶段的关系，上游中游与下游的关系，洪水与内涝的关系，地上与地下的关系，硬件对策与软件对策的关系，政府、社会与个人的关系，灾前、灾中与灾后的关系，传统技术与新技术的关系，以及洪涝系统与其他系统的关系等11 个方面的关系。

（4）我国洪涝灾害韧性城市建设面临的主要问题

郑州“720”洪涝灾害，集中地暴露了我国洪涝灾害韧性城市建设方面的主要问题。主要有以下四个方面：

①在横向联动方面，灾害预警、紧急泄洪、应急救援、调用抢险物资、实行交通管制等措施较为脱节、相互独立，多部门横向联动能力较差。关键预警和救援信息无法及时同步到相关政府及责任部门，导致应急救援和人员疏散工作的滞后。

②在信息理解方面，政府部门对郑州气象发布预警信息所蕴含的工作要求理解不足，没有及时按照职责做好防暴雨应急和防汛决策，灾害风险防范意识较弱。

③在应急响应方面，防汛应急响应从Ⅱ级提升至Ⅰ级后，郑州地铁仍在运行，道路交通和交通管制等响应行动也严重滞后，应急防洪物资准备不足，水、电、气等生命线系统受到严重影响。

④在城市规划建设方面，基础设施建设缺乏前瞻性，溢洪道、泄洪道建设不足，并且存在淤积、断面不规则，甚至空间被占压的情况，影响泄洪效率。

（5）我国洪涝灾害韧性城市建设需要顶层设计

我国洪涝灾害韧性城市建设，需要顶层的统一规划设计，尤其是要高度重视法律法规的建设和国土空间规划的系统编制。

①建立健全法律法规体系。在机构改革和国土空间规划体系构建的大背景下，我国应当加快编制适宜我国国情的基础性、综合性的《综合防灾基本法》，在基本法中明确防灾减灾各环节、各部门的基本建设要求，并根据新时代应急管理事业的发展要求加快修编《抗震防灾法》、《防洪法》等。通过立法明确综合防灾规划在国土空间规划体系中的法定地位，助推韧性国土空间的建设。

②重视国土空间规划的系统编制。安全韧性提升是作为国际上解决各类灾害问题的先进理念和重要抓手，因此，应将国土空间韧性规划作为重要专项规划纳入国土空间规划体系，形成与国土空间总体规划紧密衔接、相互协调反馈并同步编制的互动规划关系。同时，不论是编制国土空间总体规划时考量防灾减灾，还是编制国土空间防灾减灾专项规划，都应该明确规划关注的主要灾种、主要内容以及与相关规划的相互关系，以确保规划的科学性和可操作性。

从城市气候图到气候适应性规划——城市规划对于气候变化的技术响应|蔡云楠，梁芳婷

局地气候与城镇规划建设密切相关，基于城市规划要素与气候变化关系的基础研究揭示了两者的内在关系，并为减缓并适应气候变化的城市规划理论和方法提供了科学依据。探索城乡空间统筹、技术方法融合、基础设施协调、行政管治协同和全生命周期的气候适应性规划原则与策略，将为城市建设提供韧性发展的科学指引。

（1）基于气候适应性的城市规划研究

①1950 年代以来的城市气候图

城市气候地图作为提升城市韧性、缓解和适应气候变化的城市规划工具，依据城市气候特征分析，提出改善城市气候环境的城市规划建议，主要分为气候分析图和规划建议图。1950 年代，德国基尔、波恩等地研发城市气候分析地图，通过现状城市气象数据的整理与分析，引导城市规划缓解和适应气候变化问题；1992 年，德国斯图加特联盟编制的城市气候规划图，汇总城市气候特征，作为城市用地气候功能查询的工具；2006 年中国香港编制的城市气候分析与规划图，依据气候特征和城市形态，形成气候特性规划分级分区，并提出针对性的气候规划建议。

②当代多元化的气候适应性规划

当代，气候适应性规划研究在理论上呈现出多种方向和不同的侧重点，如 “海绵城市”从水资源治理与利用的研究角度探索适应气候变化的建设实践；“韧性城市”提出防治结合的适应气候变化的新路径，通过合理规划可持续的物质系统和人类社区提高城市防御和恢复能力；“基于自然的解决方案”提倡依靠自然的力量应对气候风险，构建温室气体低排放和气候韧性社会。在研究内容方面，从应对极端天气频发、热岛效应等一系列气候变化问题出发，主要探讨气候适应性规划框架、居民健康安全与气候变化的关系、气候适应性规划策略等。在设计对象方面，涉及公共空间、城市景观、建筑及住区等。在技术方法方面，城市气候与城市热环境的监测、模拟、调控、效应评估等多尺度气候适应性规划技术不断得到应用。

（2）气候适应性规划的要素与内容

揭示与减缓并适应气候变化相关的关键城市规划要素，分析城市空间布局与形态、建筑设计与材料、自然生态资源等城市规划要素对气候的影响特征，可以为减缓并适应气候变化提供科学依据。

规划要素与城市局地气候之间的紧密关联是气候适应性规划的内在逻辑。其中，城市形态、街道与路网等空间形态与布局决定“生态接触面”的大小，影响城市地区空气流通和热量堆积等气候要素的交换，城市冠层和城市边界层等相关城市形态要素影响城市“中小尺度”的局地气候；密度、容积率、材料等建筑要素影响城市热岛强度；绿地覆盖率影响城市的温度、湿度、风速风向等气候效应，涉及的碧道、绿道等城市水系、绿廊以生态廊道形式为居民提供了净化空气质量、防洪调蓄、调节气候、景观游憩等功能。当前，定量化的研究更为气候适应性规划提供了重要科学依据。

（3）气候适应性规划的基本原则与策略

①城乡空间统筹，尺度与要素相结合

从空间层次的角度出发，紧扣城市、乡村两类地域空间尺度、气候特征的复杂性与规划要素的差异性，进行分级分类规划，通过气候规划分区的统筹治理，提高城乡气候适应性和韧性。

②技术方法融合，保护与修复相结合

绿色低碳的生态保护与修复技术是气候适应性规划的关键手段，综合设计学、材料学、物理学等多学科理论知识，探索低能耗、可持续的交叉创新技术方法，形成可推广、可复制、可操作的绿色低碳技术工具包。

③基础设施协调，治理与支撑相结合

通过绿色基础设施和灰色基础设施的共同协调，发挥互联性、互通性、多功能性，积极应对社会、环境和技术冲击等气候变化带来的不确定性挑战，形成经济且有效的弹性基础设施网络，支撑后续高强度、可持续的城市发展。

④行政管治协同，规划与行动相结合

加快推进气候适应性规划的制度化、规范化、法制化，将其融入国土空间规划体系，明确缓解和适应气候变化的发展目标与阶段，制定详细的计划与措施，由规定的职责部门落实管治工作。

⑤全生命周期流程设定，多领域与多层次管控相结合

将气候适应性的理念与技术支撑融入多层次、全周期、多领域的规划设计过程，将“监测—预警—行动—修正”贯穿于城镇全生命周期的建设活动中，通过程序化、制度化的设定提升城镇的气候韧性。

（4）总结与展望

气候适应性城市规划是应对气候变化、提升城市韧性的有效途径。城市规划如何缓解并适应气候变化将成为当代城市规划研究的重要基础领域。通过气候地图编制、气候适应性规划理念与技术方法的探索，探寻城市规划要素对气候变化的内在规律，提出气候适应性城市规划的原则与策略，将为气候适应性城市规划提供科学的理论支撑。

城市未来的发展将面临更大的挑战，我们需要把气候适应性理念融入国土空间规划体系，实现全流程耦合，从空间、生态、社会等不同维度完善减缓和适应气候变化的规划设计策略，提出更加具体、全面、可行的气候适应性规划整体方案，促进城市可持续发展目标的实现。

“头顶一碗水”的山地城镇及乡村人居环境安全策略漫谈|王培茗，张泽宁

我国是世界上拥有水工建筑最多的国家，但兴建时间大多在1950～1970 年代，由于建设年代久远，当时的技术和财力都有限，水库大坝安全往往存在较多安全隐患。据统计，自1954年以来，大坝溃决总数可达3.7 万余座，溃坝事故率约3.4%，且其中绝大多数的溃坝事故属于中小型水库溃坝，占溃坝总数的96%，其中小Ⅱ型占76%。在我国山地及高原占到国土面积2/3 以上，山地区域由于其地形的特殊性，暴雨往往酿成山洪、泥石流、滑坡等一系列灾害。大量建设的小型（Ⅰ）、（Ⅱ）水库及塘坝是农田水利建设的主力军，量多面广，导致山地城镇和乡村位于水库下游的“头顶一碗水”现象较为普遍。在极端气候背景下，这些城镇和乡村面临着极大的危险，加之山地区域地震等活动频繁，地震又会对水库大坝造成较大破坏，灾害的叠加会给水库下游人民群众的生命财产安全带来不可估量的损失，如汶川地震时的紫坪铺水库，玉树地震时的禅古电厂水库均被震裂，给当时的抗震救灾造成了较大难题。对山地区域病害水库的排查、加固工作也一直在进行，但许多小型坝往往是土坝，加固处理并不理想。另一方面，对水库（塘坝）下游城镇和乡村安全的评估也势在必行。

1965年Gregory 等通过建立水深—损失率曲线，来验证洪水淹没水深与乡村居民住宅洪涝灾害损失之间的关系；1981 年Hollingsworth 开始构建风险评价框架，把地形坡度作为影响山洪灾害危险性的主要因子进行分析，并采用因子叠加分析法对山洪灾害危险性进行评估；2005 年 Joy Sanyal、LU XX 结合遥感技术及GIS 技术首先对山洪灾害危险性和易损性的分布情况进行了探究，然后利用 ArcGIS 软件将山洪灾害危险性和易损性栅格图进行加权叠加分析绘制了山洪灾害风险区划图；2020 年王维琳等计算济南市小李庄村沿河村落受灾水位，判定居民户与不同频率洪水水面线的关系来分析山丘区沿河村落受灾水位及危险区划分方法；1993年Steffen 结合 GIS 技术与城市暴雨径流模型对城市暴雨产生的径流过程进行模拟研究进而提出洪灾避险转移方案；2016 年温家兴以陕西省略阳县为例，利用 MIKE11 软件建立一维洪水演进模型，将模型模拟得到的洪水淹没信息结合 GIS 技术对略阳县遭遇洪水淹没损失状况进行综合分析，由此制定相应的避洪转移预案；2017 年张小霞、施文婧等人基于溃堤洪水风险图，利用 GIS 提取洪水淹没信息基于ArcGIS 网络分析和强大的绘图功能绘制了沂河朱家庙溃堤洪水避险转移图，并将转移路径和避洪安置点位置标识在地图上使得避险转移信息简洁明了。

综上所述，无论是对水库下游洪水灾害的评估还是对水库下游洪灾避险路线的评估都有较为成熟的理论和方法。基于此，我们提出对水库下游城镇或乡村安全策略如下：

（1）根据《国务院办公厅关于开展第一次全国自然灾害综合风险普查的通知》要求，在全国范围内针对城镇及乡村上游水库（塘坝）的安全状况进行风险评估，尤其是20 世纪50～70 年代的水库（塘坝），对病害水库（塘坝）进行工程加固处理；对于下游城镇规模较大或村庄密集区，而无加固条件或加固不理想的上游中高风险水库（塘坝）进行拆除，杜绝隐患，并重新规划农田水利设施建设。

（2）对于水库（塘坝）下游区域的城镇及乡村进行安全评估。基于区域DEM 图、水库有效库容、暴雨强度等数据，针对中高风险水库（塘坝）进行洪水溃坝推演和疏散推演，对“头顶一碗水”的城镇和乡村人居环境安全进行评估，尤其是泄洪区的城镇和乡村，估算人员疏散时间。对于无疏散条件（疏散时间不足、路径、场地无法满足等）的中高风险区域少数山区村庄或小城镇可结合国土空间规划进行拆并；若拆并乡村或城镇成本大于拆除水库的成本则考虑拆除水库。

（3）对于水库（塘坝）下游中低风险区域的城镇或乡村也应根据虚拟的溃坝情况、地形条件、暴雨情况进行评估，测算避难疏散时间、合理规划避难疏散路径和疏散场地，绘制防灾地图，并对人民群众进行宣传和防灾演练，使大家树立防灾意识，能在有效的时间内快速疏散到安全区域。

人民生命安全重于一切，城乡人居环境安全的评估也至关重要。长久以来对城镇和乡村上游水库的安全评估仅限于工程层面，应对措施也是以工程处理为主。而“头顶一碗水”的山地城镇和乡村不仅量大面广，而且常常是处于泄洪区或者上游水库规模小、建设早、质量差、加固效果不好的区域，危险时时存在，若不能有效评估和处理，一旦灾害发生将产生可怕的后果。

现代城市暴雨后防涝对策|吴庆洲

基于现代城市暴雨后防涝治理的研究，在此提出如下3 条对策：

（1）学习古代经验，建设和维护好现代城市水系

中国古代城市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。鉴于我国各地地理环境的差别，城市水系的形态各异，可分为以线状水体为主的河渠、河网型水系；以面状水体为主的湖泊、坑塘型水系；和以线状、面状水体相结合的河湖型水系。同时由于城市的发展背景和气候的不同，其水系的规划布局、面积、容量更是每城各异。

每一个城市都要建设一个完善的城市水系，它必须满足以下3个关键要求

①必须有足够大的调蓄能力

以明清紫禁城为例，明代开凿的紫禁城护城河(又名筒子河)宽52m，深6m，两侧以大块豆渣石和青石砌成整齐笔直的河帮，岸上两侧立有矮墙，河长约3.8km。筒子河的开凿不仅利于军事防卫，并增加了宫城之美，且兼有排水干渠和调蓄水库的两重功用。其蓄水容量为118.56 万m3，相当于一个小型水库,对于这个面积不足1km2的紫禁城而言，筒子河的蓄水容量起着重要的保证作用。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，紫禁城内径流全部泄入筒子河，也只是使筒子河水位升高不足1m（0.97m）。

这就是紫禁城建成至今600 余年从无雨潦之灾的重要原因之一。

②行洪河道必须有足够的密度和足够大的行洪断面

明清紫禁城行洪河道密度达8.3km/km2,其筒子河的行洪断面达312m2。这是紫禁城从无内涝灾害的另外的重要原因。

③城市范围内最低洼的地区是洪涝灾害易发地，应挖深为湖池，成为城市水系的调蓄洪水之地

城壕、河渠、湖泊、沟塘共同组成了——“城壕环绕、河渠穿城、湖池散布”的古城水系布局方式。

（2）建设好大、小排水排涝系统大排水系统则是指由地表通道、地下大型排放设施、地面的安全泛洪区域和调蓄设施等组成的，主要为应对超过小排水系统设计标准的超标暴雨或极端天气特大暴雨的一套蓄排系统。通常按100 年一遇的暴雨对大排水系统的设计进行校核，高标准地为城市安全设防。

大排水系统通常由“蓄”、“排”两部分组成。其中“排”主要指具备排水功能的道路、开放沟渠等地表径流通道；“蓄”则主要指大型调蓄池、深层调蓄隧道、地面多功能调蓄、天然水体等调蓄设施。

传统管道排水系统称为小排水系统，一般包括雨水管渠、调节池、排水泵站等传统设施，主要担负重现期大致为1～10 年范围的暴雨的安全排放，保证城市和住区的正常运行。大排.水系统与小排水系统在措施的本质上并没有多大区别，它们的主要区别在于具体形式、设计标准和针对目标的不同。更重要的是，它们构成一个有机整体并相互衔接、共同作用，综合达到较高的排水防涝标准。

（3）做好城市防洪涝的预警和管理

做好城市防洪的预警和管理，是十分重要的。郑州“7.20”洪涝灾害，却在这方面做得欠佳。

①管理不善减少了行洪河道的行洪断面，人为失误使涝灾更严重

郑州城区以贾鲁河为主要的行洪河道。河道行泄通畅是其防洪能力的保障，然而，贾鲁河市区段内多个景观设施处设置了不合理的围堰，使河道行洪断面骤然变小；部分景观桥梁桥涵断面的设计不合理；河道沿线设置了多个拦水坝以维持河道水位（图1）。该类设施在贾鲁河市区段内分布数量较多，不利于河道行洪。

图1 贾鲁河沿线的桥涵处河道变化

②郑州市新城区选址不利于排洪防涝，低洼处没挖成湖池，增加了洪涝风险

20 世纪70 年代以前，郑州城市中心区主要位于山前倾斜平原，高程自西南向东北缓慢下降，坡度为0.1%～0.2%，有利于地表径流的疏解和市政排水管网的布局。近40 年来，郑州城区以旧城区为中心向外扩张。其中，城北的新城区大部分位于倾斜平原与黄河堤岸间的冲积平原上（图2），因其原为黄河泛滥而成的湖沼，故地形平缓并向中心缓慢下降，南北两侧的海拔相对中部高6～8m，整体坡度低于0.1%。其地势是市政排水管网布局中存在的不利因素，与下游河道较低的行泄速度相叠加，形成了较大的内涝威胁。

图2 郑州城区地形剖面（南北向）

③地铁、隧道及城市建筑地下空间规划设计科学性欠佳，造成严重生命财产损失

次生灾害，造成生命财产的损失。“7.20”特大暴雨中地下空间受灾严重，京广隧道、红专路隧道、纬四路隧道等下穿隧道严重积水，地铁5 号线五龙口停车场发生了严重的积水倒灌，郑大附一院、阜外医院因外部洪水涌入导致地下空间被淹没。本次灾害导致了39人于地下空间溺亡，其中京广隧道6 人遇难，地铁5 号线14 人遇难，而医院、停车场、商场等建筑物地下室受淹也造成了巨额经济损失。

（4）结论

郑州“7.20”城市内涝灾害的原因分为两个：一是极端降雨产生的地表径流，这是自然原因引起的灾害。另一个是与管理不善相关的人为灾害。比如贾鲁河是市区最重要的行洪河道，却因修建道路、沿河建筑等造成多处堵塞、阻断、缩窄，严重影响行洪断面，这是洪涝灾害加重的重要人为原因。隧道和地铁等受淹致多人遭难，也与城市预警管理不善有关，如果管理得好，应是可以减少遭难人数的。

在城市低洼地区，应该开挖一些湖池，既可以增加城市水系的调蓄能力，也可以同时进行城市景观的建设。把挖湖池的泥土，可以垫高湖边的地段，垫高之地可以建医院等公共设施，不至受洪涝之灾。

地下空间规划设计要严谨、科学，要防止洪水灌入，也要考虑万一洪水灌入时的紧急逃生措施。如果没有考虑这些措施，一旦灾情发生，就只有坐以待毙。

城市蓝绿基础设施在应对洪涝灾害中的重要作用和实施策略|王思思

城市蓝绿基础设施（urban blue-green infrastructure）是一种“基于自然的解决方案”（Nature-based Solutions）。不论是宏观尺度的河湖水系、自然区域和开放空间，还是微观尺度的生态型雨水设施、小微湿地，都对维持区域水文和生态平衡，以及在极端气候下的雨洪调蓄都发挥重要作用。此外，以生态系统及其生态服务为核心的蓝绿基础设施，除了在适应和缓解洪涝灾害方面的功能外，还能够起到提高生态系统稳定性、维持生物多样性、调节小气候、提供休闲娱乐空间等多种功能，因此它既是当前我国海绵城市建设的重要组成部分，也是城市生态系统修复和保护的重要对象。

在城市新区的规划建设过程中，通过合理的国土空间和用地规划，及绿色基础设施、城市水系和排水系统、道路交通系统、竖向设计的整合，构建起城市蓝绿基础设施，可以从根本上避免许多城市排水防涝问题的产生，并通过发挥其系统性功能，在应对较大重现期的暴雨内涝事件中起到重要作用。下面的两个案例展示了如何在新城规划设计过程中，通过将蓝绿基础设施与城市用地布局和开发建设进行有机结合，实现了较好的雨洪调蓄效果和较高的综合效益。

在陕西省西咸新区沣西新城建设中，在规划前期就利用天然径流通道布局了中心绿廊。该中心绿廊是西咸新区着力打造四级雨水系统的核心单元，全长6.8km，宽200～500m，面积约180ha。绿廊系统应用了海绵城市建设理念，最大限度地保护当地水生态敏感区，构建城市发展与蓝绿空间相结合的系统工程。城市所产生的雨水径流经道路边沟、市政雨水管网、地块雨水浅管汇入雨水廊道顶部，雨水廊道由一系列梯级水面构成，通过土壤、植物的渗滤、吸附等净化，最终汇入绿廊中心的人工湿地。经测算，该绿廊可有效蓄存30 年一遇暴雨汇流量（24h 降雨88.2mm），可调节100 年一遇暴雨汇流量（24h 降雨118.7mm）。中心绿廊建设为综合解决该地区洪涝灾害频发、干旱缺水等问题起到示范作用，提升了区域的综合价值和生态形象。

在北京东方太阳城居住社区项目中，由于场地位于潮白河畔，地势低洼，面临着排水压力大、景观水体水质难以维持、耗水量大等问题。为了实现防洪排涝、景观湖水质水量保障等多重目标，项目形成了以一系列景观水体为核心，通过合理的用地规划和竖向设计，使居住区的雨水径流可以自流入湖体，并通过一系列以生态系统为基础的截污缓流、生态修复、自我净化和多功能调蓄的蓝绿基础设施，构建了“源头—中途—末端”相结合的雨水控制利用系统。项目实施以来，经受了10 年来多次特大暴雨的考验，有效抵御水涝风险；年均利用雨水资源近70 万吨，增加地下水的补给量；径流经植被浅沟、雨水花园、植被过滤带等截污净化后输送入湖，补充湖体水量，有效地控制了面源污染；生态型雨水措施替代传统雨水管道系统，节省大量管道投资，从而获得了经济、环境和社会多方面效益。

可见，如果从规划设计伊始，就能够做好总体规划，对城市蓝绿基础设施进行有效保护和充分利用，并发挥蓝、绿、灰3 个系统的协调作用，可以在区域、城市和社区等不同尺度上，实现雨洪调蓄、生态建设、经济技术可持续的多赢局面，在总体上提高城市的韧性能力和宜居程度。诚然，在已建城区进行蓝绿空间的扩容提效具有较大的难度，但利用城市更新、口袋公园、河道修复等项目契机，“见缝插针”似的提升城市蓝绿空间的比例和功能效益，也具有广阔的发展前景。在改造项目中，因地制宜地将多种功能需求和水文调节等生态功能相结合，能够极大地改善已建城区的人居环境，实现土地综合价值的最大化。

在实施蓝绿基础设施的城市实践中，除了上述规划设计的因素外，还面临的一个主要问题就是建设资金问题。蓝绿基础设施所提供的水文调节、生态涵养、气候改善等功能，具有很强的外部性，这一特点导致生态资产难以保证可持续的收入流，也难以将未来的收益进行内部化。因此，在世界银行2021 年的《灰、绿、蓝方案相辅相成—中国基于自然的城市洪水综合管理解决方案效益评》报告中，提出需要改进评估方法，确定并评估从基于自然的解决方案中获得的效益及价值，并确定潜在受益者的分布，提供估值框架，从而促进对蓝绿基础设施的共同投资。报告指出，对蓝绿基础设施所带来的广泛效益进行分析和量化评估，将有助于增加资金来源和融资选择，从而提升蓝绿基础设施建设发展的长期可持续性，促进社会向高质量绿色发展的模式过渡。

城市暴雨内涝防控与应急体系建设|黄国如

近年来，随着全球气候变化的进一步加剧，极端暴雨内涝事件频发，已经严重影响社会经济的可持续发展，其中尤以今年发生在郑州市的“7.20”暴雨为甚。郑州市2021年7 月20 日降雨量552.5mm，8～17 时降雨量438.0mm，16～17 时1 小时降雨量201.9mm，郑州市遇难292 人，造成了十分严重的人员伤亡和财产损失。因此，急需探讨城市暴雨内涝防控技术和极端暴雨下的应急管理能力建设。

（1）城市暴雨内涝防控技术

城市暴雨内涝防控技术主要包括工程措施和非工程措施两大类，工程措施主要包括整治河道，以便上承雨水管网的雨水，下达排涝闸站排泄涝水；改造地下管网，增加排涝设施；增加调蓄和渗透能力，强力推行海绵城市开发建设模式。

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。众所周知，传统的排水模式是雨水排的越多、越快越好，海绵城市的核心内容是低影响开发雨水系统（LID）构建，主要基于“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针，将雨水的渗透、滞留、集蓄、净化、循环使用和排水密切结合，统筹考虑内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目标，进而达到“更宜居、更安全、更节能、更生态”的目标。

海绵城市建设指南明确指出，建设海绵城市需统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。低影响开发雨水系统可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能，有效控制径流总量、径流峰值和径流污染；城市雨水管渠系统即传统排水系统，应与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排放。超标雨水径流排放系统用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流，一般通过综合选择自然水体、多功能调蓄水体、行泄通道、调蓄池、深层隧道等自然途径或人工设施构建。以上3 个系统并不是孤立的，也没有严格的界限，三者相互补充、相互依存，是海绵城市建设的重要基础元素。

通俗地来讲，海绵城市措施可以划分为三类。一是“小海绵”，即狭义上的海绵城市措施，强调源头控制，通过生物滞留池、植草沟、绿色屋顶、调蓄设施和可渗透路面等措施来控制降雨期间的水量和水质，减轻排水管渠设施的压力，主要针对频繁发生的小雨事件；二是“中海绵”，对应的是排水管渠设施和排涝除险设施，通过管网泵站、地下深隧工程和大型调蓄工程等使雨水排放或滞蓄，可缓解遭遇中大雨事件的城市内涝；三是“大海绵”，即把城市周边的乡村、农田、河湖湿地纳入海绵城市建设范畴，使城市的涝水有地可排。这其实与上述的海绵城市建设指南中的描述基本一致，只不过是给予了形象的解释。

当前海绵城市建设不是本身出现了问题，而是实施过程存在很多困难。在很多城市尤其是大城市的老旧城区，因为人口密度很大，建筑物密集，土地稀缺，拆迁成本高昂，难以在短期内进行高密度的LID 建设，对排水管网进行升级改造也举步维艰。另外，城市内涝防治是一项系统工程，地下管网只是其中的一个子系统，如果要达到抵御50 年或100 年一遇暴雨的标准，还要建设深层隧道排水系统和大型调蓄设施等综合性措施来应对，然而这些措施需要占用城区大量的地下空间，这就涉及到地下空间规划和利用问题，这也是目前存在的痛点和难点。尽管海绵城市建设存在很多困难和挑战，但面对全球气候变化导致的极端气候事件频发的现状，唯有大张旗鼓地、旗帜鲜明地高举全域化推进海绵城市建设的大旗，才能将城市建设成为“不怕水”的海绵城市。

（2）极端暴雨情景下的应急体系建设

由于城市内涝防控的工程措施投资巨大，技术十分复杂，实施难度大，想短期内改变城市内涝现状十分困难，因此采用城市内涝防控的非工程措施，着力提高城市暴雨内涝预警预报水平，加强极端暴雨情景下的应急体系建设就显得尤为迫切。

首先需要加强全球气候变化背景下极端暴雨演变规律研究。面对极端气候事件频发的现状，要加强极端暴雨演变规律分析，探讨全球气候变化和城市化对极端降雨的影响程度。分析最大可能降水（PMP），并利用PMP 复核城市敏感区域的最大可能受灾情况，有针对性地提出对策措施。

进一步提升城市洪涝预警预报水平。降雨预报尤其是短临（0～3h）降雨预报难度巨大，加大气象预报科技攻关力度，加强分区预报和短临预报，努力将预报降雨落区精准到区、街（乡镇）、重点区域等，以提高降雨预报精度和预见期。加大城市雨洪模型研究力度，为城市洪涝预警预报和应急响应提供最核心的支撑。

加强应急预案编制和应急处置。城市防洪、排涝和应急管理等部门要积极制定城市防洪排涝应急预案，落实各部门工作任务、响应程序和处置措施。要结合气象预报和实时监测资料，加强灾情研判，及时启动应急预案，及时发布预警信息，按职责及时准确发布预警预报等动态信息，做好城区交通组织、疏导和应急疏散等工作。

加强地下空间等重要工程避险研究。城市重要基础设施例如地铁、地下商城等有严格的防洪排涝标准，但由于各种原因会遇到灌水现象，需要通过详细的物理实验和分析计算，研究地下空间的水力学过程，制定详细的逃生预案。另外，城市洪水地表流速较大，一旦发生城市洪水，人车容易失稳，造成人员伤亡和车辆损失，需对人车失稳机理进行深入探讨。并研究重要生命线工程（电力、供水、网络等）的脆弱性，提高这些骨干工程的抗风险能力。

加强公众安全教育。通过多种形式的宣传教育，切实加强提高公众防灾避险意识和自救互救能力，要通过公众安全教育，让大家充分知晓洪涝灾害的危险性，减少灾害发生时的侥幸心理，减少极端灾害发生时候的伤亡事故，给群众灌输“遇到极端暴雨，躲是不二法则：不躲不逃，死路一条”的避险理念。

极端背景下城市地下建筑物安全风险防范|赵宪尧

改革开放30 多年来，我国城市化进程快速发展，城市规模迅速扩大，主城区人口达到和超过五百万的特大城市，超大城市总数已经接近20 座。我国城市主城区人口多，毛密度大，各类建筑需求量大，但建设用地有限。于是，发展地下商业建筑，停车场，地下铁道，道路隧道等地下建筑物便成为顺理成章的事情。这些地下建筑有的深埋地下，有的穿越河流湖泊，遇到水，火，爆等极端情况，安全风险极大。对此新形势下出现的新问题，我们在规划设计和建设管理中往往掉以轻心，酿成大祸，车毁人亡。血的教训告诉我们，必须重视水灾，火灾和恐爆等极端背景下城市地下建筑物的安全风险防范研究。本文介绍以郑州京广路南北隧道，武汉东湖隧道，武汉两湖隧道，武汉和平大道延长线等城市长大道路隧道为对象，研究它们在极端背景下安全风险防范，请各位专家指导。

以坚持人民至上，生命至上为指导思想，以交通流理论为预测依据，以人机共处微观交通仿真为手段研究城市道路隧道在不同横断面形式，不同长度组合，不同交通流组合，不同极端背景下安全风险及其防范措施。其中最为重要的研究结论是：汽车道路隧道长度超过一定数值时，必须设置连续的，宽度为2.50m 的应急车道。必要时，还须设置一定数量通地面的竖向人员逃生通道。在供汽车高速，快速行驶的机动车道右侧设置连续的应急车道不但是确保车行道上车流稳定，有序，畅通的重要保证，更是确保隧道内车辆和人员安全的重要保障。隧道内机动车行道的车道数越多，长度越大，在其右侧设置应急车道愈益重要。当并排的单向机动车道数超过四条时，必要时甚至应该在机动车道的左右两侧都设置应急车道，以提供事故车辆应急停靠，救援车辆及时施救更好的条件。

7.20 郑州暴雨酿成京广路南北长大隧道车毁人亡的特大灾祸后，当我们看到公布的隧道出入口堵塞和隧道内车毁人亡的报道后，即行判断这次暴雨成祸的主要原因是隧道横断面设计违反我国《公路隧道设计规范JTGD70-2004》第4.4.5 条“长、特长隧道应在行车方向的右侧设置应急停车带”的规定。微观仿真研究表明，如果当初按照此《规范》的规定设置了连续应急车道，这次郑州暴雨，京汉南北隧道出入口，隧道内就会有熄火车停靠，避险车逃出，救援车施救的应急通道，就不会酿成如此大祸。

我国不少特大，超大城市在规划设计穿过江湖，穿越山体，穿过建设区隧道时，不区别隧道长短，冒险取消应该设置的连续应急车道，主要原因是忽视“生命至上”原则，误读了我国住建部颁布的《城市道路工程设计规范CJJ37-2012》第5.3.6 条及其条文说明，误读了《城市快速路设计规程CJJ129-2009》第5.3.4 条及其条文说明，误读了《城市地下道路工程设计规范CJJ221-2015》有关条文造成重大设计错误。

例如，长大道路隧道设计者，决策者在解读《城市快速路设计规程CJJ129-2009》第5.3.4 条文“在单向2 车道的高架快速路上，应设2.5m 宽连续或不连续停车带”时，错误地解释成“在单向3车道的高架快速路上，可以不设应急车道”，执意在城市单孔，双孔隧道建设中推广所谓“四改六”经验，变更设有应急车道的标准双向四车道横断面形式为不设应急车道的双向六车道横断面形式。更为严重的是，有的城市，例如在武汉市，将这种错误解读推广到号称“国内最大的城市道路单管双层隧道”的长大隧道设计与建设中。交通流预测与人机微观仿真研究表明，按照这种“四改六”设计方案建设的城市道路长大隧道，尤其是像武汉两湖隧道南段，和平大道延长线隧道这类“单管双层隧道”存在巨大安全风险，而且不利于交通有序畅通，提高通行能力有限，必须得到克服和改正。

住建部十多年前颁布的《城市道路工程设计规范CJJ37-2012》第5.3.6 条及其条文说明以及表4.2.3，《城市快速路设计规程CJJ129-2009》第5.3.4 条及其条文说明以及表4.2.1，表4.2.3，尤其是《城市地下道路工程设计规范CJJ221-2015》中有关条文为设计人员违反我国《公路隧道设计规范JTGD70-2004》第4.4.5 条规定提供了法规借口，提供了误读误判的文字逻辑错误依据。如推行“四改六”方案的设计人员和决策者将条文中“在单向2 车道的高架快速路上，应设2.5m 宽连续或不连续停车带”错误的解释成“在单向3 车道的高架快速路上，可以不设应急车道”，进而更加严重的将这种错误解读推广到长大隧道的设计中，甚至推广到单管双层隧道的武汉两湖隧道、武汉和平大道延长线长大隧道的设计与建设中。甚至可以说我国现行隧道设计规范有关应急安全方面的条文，也是应该考虑我国安全形势和经济发展状况进行修改和完善的。

研究表明，上面提到的两本设计规范，设计规程中的3 个表格提供的“一条车道设计通行能力”数据都是不完整，不科学的。而这组不科学的错误数据误导了提出，赞同“四改六”错误方案的决策者、设计者对道路安全、畅通和通行能力的错误理解。

对城市道路长大隧道在极端背景下安全风险防范研究表明，在设计，建设城市道路隧道时，必须遵照我国交通部颁布的《公路隧道设计规范JTGD70-2004》第4.4.5 条“长、特长隧道应在行车方向的右侧设置应急停车带”等项规定设置应急车道。同时，研究也表明，修改住建部在十多年前颁布的《城市道路工程设计规范CJJ37-2012》和《城市快速路设计规程CJJ129-2009》，以及《城市地下道路工程设计规范CJJ221-2015》中不科学，文字逻辑又可能引起误读误判的上述条文，条文说明，相关表中数据都是十分必要，十分迫切的。