城市雨洪灾害风险治理研究进展与展望*

章云睿 胡继元 李智轩 鲁钰雯 翟国方 ZHANG Yunrui, HU Jiyuan, LI Zhixuan, LU Yuwen, ZHAI Guofang

0 引言

城市雨洪灾害是城市在一定时期内遭遇强降水并引发内涝的现象，是破坏城市基础设施、造成人员伤亡与财产损失的高频自然灾害。根据中国水旱灾害公报数据显示，2000—2018年间全国洪涝受灾人口年均近12 000人，直接经济损失年均占到GDP的0.5%。近年来，一些极端降雨事件引发的城市洪涝巨灾越发频繁，“逢雨必涝”的问题已经变成当前城市发展的“新常态”。城市雨洪灾害的形成机制可分为自然与人为两方面[1-2]。自然因素中，极端天气频发是形成雨洪灾害的外部原因，空间上自然地理环境的差异也是影响雨洪风险的另一机制，如山区易引发暴雨山洪、沿海城市常面临台风带来的降雨洪涝等。人为因素中，城镇化是雨洪风险增强的关键内因，不透水路面的增加导致了城市地表水文特征的改变，进而提高城市易损性。此外，城市治理不当也是灾害易发的重要原因，如政府单一主体承担管理重任、城市用地缺乏风险分析和规划管控等。因此，城市雨洪灾害的治理是一项复杂系统工程，在强调自然方式治理的同时也要兼顾工程技术、规划政策、社会参与等多维视角。

雨洪风险治理是指导、协调和监督减少雨洪风险的相关措施、机制、政策、法律及其他安排的系统工作，对灾害风险防范化解、社会韧性持续提高、城市健康稳定发展有着重要意义。国外的治理研究最早源于对水体污染与洪涝威胁问题的解决。经过数十年探索，发达国家在应对雨洪灾害时已从小尺度的问题修补走向大尺度的综合防治，形成了较为系统的治理模式，并在健全规划[3]、制度[4]、技术[5-6]、法规的同时引入市场机制[7]、重视公众参与[8-9]，开启了新的治理阶段。而我国多从工程[10]、规划[11-12]、技术[13-14]等视角出发，缺乏对生态措施、刚弹性政策、风险分散机制、多元主体共治等维度的考虑，与发达国家相比还存在一定的阶段滞后性。虽然，近年来国内开始重视海绵城市、韧性城市等发展策略，但多数研究对雨洪灾害风险的解决思路都是局部化的，鲜有学者探索多维的城市雨洪灾害综合治理体系。城市雨洪治理中，仅依靠基础设施调控和规划等措施不足以应对日益严峻的巨灾风险，还应发挥技术、市场、制度、主体等多元价值。基于此，本文从综合治理措施与治理主体参与的视角对国内外城市雨洪灾害风险治理研究进行了回顾，分析国内外差异并提出我国未来研究的展望。

1 城市雨洪灾害风险治理研究进展

结合传统理论与新近研究，本文认为，城市雨洪灾害风险治理是一个由综合治理措施与参与其中的多元治理主体共同构成的体系，其中，综合治理涵盖雨洪设施治理、政策（规划）治理、防灾技术治理和其他治理措施等多维研究视角，多元主体主要包含以政府为主导，社会、个人为共同参与对象的相关研究（图1）。

图1 城市雨洪灾害风险治理研究体系Fig.1 research system of urban rain and flood disaster risk governance

1.1 雨洪设施治理

面对城市雨洪风险，采用雨洪设施进行治理是最直接、快速的选择。国外对此经历了末端排放式、源头系统式、自然式再到智能式的过程。从19世纪起，“以排解污”是各国治水的主要思路。为了解决日益凸显的水污染问题，市政排水系统在德国率先建设，并于20世纪初沿用到美、日等国家[15]。20世纪70年代到90年代，随着西方发达国家城镇化发展至稳定，传统治理方式已无法解决新的内涝问题[16]。国外的雨洪设施研究逐步从单一化的末端治理转向系统化的源头治理，并获得了广泛支持[17]。其中，最具代表性的有美国的最佳管理措施（best management practices，BMPs）、低影响开发（low impact development，LID）和英国的可持续城市排水系统（sustainable urban drainage system，SUDS）等。21世纪以来，生态学治理思想逐渐进入人们视线。由于传统的工程设施存在随时间而效率降低、建设规模有限等问题[6]，西方学者认识到自然过程也可以提供一些极端降雨下的有效保护[18]，提出了绿色基础设施（green infrastructure，GI）、绿色雨洪基础设施（green stormwater infrastructure，GSI）等可持续治理措施[19]。与传统的灰色基础设施相比，这类设施将工程技术与生态服务相结合，形成自然与半自然要素的互联网络，产生了良好的减灾效果[20]。绿、灰色设施的结合既可以在面临暴雨时保障城市排水的下限，也能在遇到中小降雨时确保更高的容纳上限，在实践中得到普及[21]。近年来，国外学者的视线又逐步向智能化、智慧化的设施治理转移，在考虑废水资源化循环的同时也加强对水量、水质的协同控制[22]，为我国刚起步的智慧雨洪设施发展提供了经验。

国内的雨洪设施治理相较国外起步晚（图2）。20世纪及以前，我国的治水理念基本停留在雨水的快速、直接排放到排放与收集结合的过渡阶段。直至21世纪，随着北京等城市雨洪利用项目的启动，研究逐步从简单排放转向综合利用，并开始挖掘雨水的景观、生态与游憩价值[16]。随着2013年习近平总书记在《中央城镇化工作会议》中强调“海绵城市”建设理念，兼顾“渗、滞、蓄、净、用、排”多重功能的海绵体设施成为我国雨洪治理研究的新方向。国内不断重视源头治理与生态治理研究，对国外的LID、GI等理念进行了吸收与转化[23]，目标也由单纯关注内涝风险缓解转为城市综合实力的提升[24]。但相较国外，我国在雨洪设施治理方面尚不成熟，表现在：一、认识上，利用工程手段尽快排走地表径流仍是许多城市在治理雨洪时的首选。广泛提升人们对海绵体价值与自然调蓄方式的认识尚具困难。二、技术上，与发达国家相比，我国在绿色屋顶、生物材料等方面的专业知识和技能有限[2]，缺乏自动化、智能化的海绵设计指导与本土化的智慧雨洪设施研究。三、投资上，GI、GSI的总体开发成本增加，而在地方获得资金的机会有限。国内尚缺乏有效的激励措施，亟需探索一种吸引多元投资的商业模式[19,25]，以加快雨洪设施的投入应用。

图2 国内外雨洪治理特征与模式的发展历程Fig.2 development process of rain and flood control characteristics and modes at home and abroad

1.2 政策（规划）治理

除了雨洪设施治理外，政策与规划引导也成为近年来雨洪灾害风险治理的关注要素。长期以来，国外的防洪政策呈现出三类特征：一、以灰色基础设施为主的防御性政策；二、涉及保险、应急队伍的响应性政策；三、发展绿色设施的适应性政策[4]。特征的演进体现出雨洪治理的政策思想由工程防御向生态韧性、演进韧性发展，相应的研究范式也从如何紧急救灾向如何排放、调蓄雨洪，再到综合治理、“与水共生”转变[26]。我国目前也进行了一些政策研究，但政策间存在着不可避免的资源与话语权争夺，在一定程度上会抑制海绵（韧性）城市发展的主动性[27]。

规划作为一种公共政策，在治理城市问题时发挥着首要且关键的作用。国外研究表明，气候适应性的规划为雨洪基础设施的配置、城市雨洪灾害防治与风险适应提供了新的路径[28]。21世纪以来，学者们认为可持续的土地开发与规划有利于风险治理和经济发展，也能降低城市的脆弱性[29]。在土地开发利用方面，美国采取了土地开发密度控制、土地混合度奖励、容积率补偿等一系列精明增长策略[30]，一定程度上抑制了洪灾对城市环境的破坏。在城市规划方面，欧洲城市在规划新区时，会遵循雨水流动的自然路径，以此建设连通廊道，同时考虑建筑物等流动屏障的空间布局[31]。近十年来，国外又开始关注韧性空间规划研究。理论上，极端降雨情景下韧性的城市空间应具有预先防备、干扰吸收、恢复重组、变化适应和系统转换的特征[32]。实践上，荷兰鹿特丹等在规划的早期阶段就考虑具有水韧性的空间设计[33]，并将应对雨洪等灾害的气候韧性项目置于城市发展战略的中心[34]。

我国的“治城理水”思想自《管子》的“凡立国都……高勿近阜而水用足，下勿近水而沟防省”就已出现，一些古城的水体规划系统在今天也发挥着排蓄循环的作用[35]。近十年来，国内从规划治理措施视角进行的研究增多。传统规划方面，涵盖了片区尺度下对城市新旧城区雨洪关联性的探究，认为要降低新城向旧城输入径流的可能，实现整体视角下的低影响开发[36]；地块尺度下对不同类型用地采取差异化的治理策略，如住区的绿地布局等[37]；建筑尺度下优化城市医疗、消防、公安等应急公共服务设施的布局等[38]。韧性规划方面，我国韧性城市的研究虽然起步晚，但与海绵城市的研究紧密关联[39]。近三年来，学者引进荷兰等国经验，探究了基于水韧性的空间规划思路与框架，并对我国海绵城市和国土空间的韧性治理提出了建议[40-41]。

1.3 防灾技术治理

科学、高效的技术与信息支持是灾害治理不可或缺的手段。过去几十年里，用于监测、分析、管理的空间信息技术与雨洪模拟方法不断普及，在风险管理中起到了理性支撑作用[1,42-43]。近年来，传统的雨洪模型正被基于规则的自动化方法所取代，以机器学习为代表的智能技术成为当下灾害模拟与风险评估的新方向[44]。梳理国内外研究，从技术视角出发辅助治理主要围绕三方面开展。

一、监测预警技术。其是通过地面台站观测和空中遥感监测等对灾害进行预测，并结合通信系统警示人们在危险事发前采取行动以减少风险[45-46]。过去长期用于预测大气和水文事件的物理与统计模型准确性不足，且在短期预测能力方面也饱受争议。因此，基于数据驱动模型的机器学习受到学者青睐，其可以在不了解基本物理过程的情况下，仅借助历史数据来分析并表征洪水风险发生的非线性特征[47]。目前，多专业主体的技术合作是该研究领域的最大挑战与突破口。

二、灾害模拟技术。其是根据预测的降雨过程，利用水文、水动力模型模拟城市地面的积水过程，为风险测绘和治理提供决策支持[48]。其中，数据和方法是实现创新的驱动因素。模拟数据上，研究常将降雨观测、地表地形数据等作为基础需求，辅以水文监测数据进行验证[13,49]。而由于高精度雨洪数据的获取成本高昂，近年来利用社交媒体等大数据平台（如Twitter、Youtube）获取雨洪信息成为新的途径[50-51]。模拟方法上，传统与新兴方法融合是当下发展的趋势，最新的研究提出将主流的水动力模型与机器学习相结合，实现物理基础与计算效率兼备的近实时雨洪模拟技术[49]。

三、风险评估技术。根据灾害风险理论，其是对致灾因子（雨洪）危险性、承灾体（人、建筑、财产等）暴露性和脆弱性的综合分析[52]，通过得到的风险水平与灾损结果，进行风险区划以协助管理。研究包含：基于历史灾情数据的数理统计、基于理论/经验的指标评价、基于水文水力模型的情景模拟、基于RS/GIS的空间分析和当前新兴的AI技术等[5,53]。近年来，国外学者运用深度学习神经网络、交替决策树机器学习等方法对区域雨洪敏感性进行评价，突破了传统的数据局限，提高了建模的精度，为动态化评估与管理提供了可能[54-55]。我国学者在雨洪损失评估等方面也结合大数据技术进行了分析辅助[56]，但目前仍是初步应用阶段。

1.4 其他治理措施

在主要的雨洪设施治理、政策（规划）治理与防灾技术治理等措施外，一些如市场制度、体制机制等研究成为21世纪以来国际上雨洪灾害风险治理的新探讨点，这些辅助性的治理措施也因各地方的地域文化、政体性质、发展阶段等不同形成差异化的特征。

一、雨洪保险制度。雨洪保险与再保险是国际上灾害风险分散和转移的常见措施，其不仅减少了个人损失、扩展了融资渠道，也是预先向公众传达风险信息的一种手段，还会影响灾后重建的效率[57-59]。目前，发达国家在社区一级的保险研究日益增多，而发展中国家通常面向农业等部门开展工作[60-61]。随着全球巨灾风险的升高，传统的保险研究正向巨灾保险基金、国际市场巨灾风险证券化研究转变[7]。我国在该领域的实践不足，投保率低、保险覆盖度小、保险产品质量有待提升、灾害损失理赔额偏低等问题普遍存在。

二、经济荣誉激励。为了调动公众参与雨洪治理的积极性，近年来学者们探究了一系列经济、财政、荣誉等激励措施，并在治理实践中运用。如美国地方政府通过税收调节、财政补贴、贷款优惠、雨水费减免等方式鼓励公众参与雨洪治理[62-63]，日本将经济补助与风险教育相结合，在提升公众积极性的同时也提高了治理效率[64]。国内学者补充认为，社会荣誉措施也能对不同主体产生激励作用，如对地方政府的绩效表彰、对企业的形象宣传、对个人的荣誉奖励等[65]。

三、法律法规保障。城市雨水及灾害相关的法律法规是治理中最有力的保障措施，但也是学术研究的薄弱领域。发达国家探索了从中央（联邦）到地方的法规标准层级体系，围绕LID、GI等理念将法律法规框架与城市雨洪治理相结合，逐渐形成“多级化传导、标准化管控、规范化实施、最小化障碍”的制度保障[62,66-67]。国内而言，2018年以来，随着河长制的建立与海绵城市相关条例的研究与推行，我国在法治领域取得了一些进展，但仍存在概念完整性、法律约束性、雨洪专项性不足等问题[68]。

四、宣传教育机制。风险沟通与防灾减灾宣传教育是增强社会风险认知、促进主体参与的软性举措。经过数十年研究发展，国外已形成风险沟通、教育与经验传播的成熟经验。如英国开展风险教育研究，发放带有洪水风险地图的宣传册、设立咨询电话和志愿项目等[9,69]，提升公众的风险应对能力。我国对雨洪的认识也由“灾害观”向“灾害+资源观”转变，认为其在一般情境下是灾害，但也可以通过有效治理转化为资源[26,70-71]。然而，有研究调查发现，公众对雨洪治理理念（如海绵城市）的认知度有待进一步提升[72]，这对我国今后的风险沟通研究提出新的诉求。

1.5 治理的多元主体参与

雨洪风险的综合治理中，主体的作用贯穿整个体系，是提升城市韧性的驱动力[73]。如何实现多元主体共治也是城市雨洪灾害风险治理的内在问题。纵观国际进展，相比传统的政府内分层治理、部门间封闭治理，开放式互动治理是今后可持续雨洪治理的有效结构[8,57]。日本较早进行了基于公众参与的洪灾防御社会化思考[59]，1997年的《河川法》首次明确了政府在防洪治理中要建立与公众的合作关系[64]。近年，日本面向治理主体进行的一系列组织结构、沟通机制、应灾手册的探索加快了“政府公助、社会共助、灾民自助”理念的深入，培育了国际先进的社区防灾文化[74-75]。美国的雨洪治理模式从早期自上而下的理性决策、地方主导的社区共治，转向1970年代后的政民合作治理。学者针对本国GI建设又提出，有效规划和实施GI需要与多个利益相关者建立既定且积极的关系，如土地所有者、社区团体和市政当局[63,76]。荷兰将减少土地所有者排水行为的负外部性视为雨洪灾害合作治理的核心，认为行为者不应将水问题转移到其他邻近地区[33]。

与西方资本主义国家不同，我国传统的雨洪治理模式具有高度技术官僚化和集中性特征[53]。在风险社会的新常态下，国内学者提出应转变政府担任风险管理单一主体的思路，公众与社会都有参与风险治理的权利和义务[77-78]。近年来，学者对不同层级治理主体的行动策略开展了研究，强调在建设雨洪韧性城市的过程中，城市管理者需要创新运用指南、清单、领导手册等推动灾害治理[79]，社区管理者可通过组织化学习、灾害管理与社区规划结合等方式吸纳群众参与决策与实践[80-81]。此外，主体间的良性互动也是促进风险治理的充分条件，如多部门间建立跨学科的伙伴关系可以加强洪水风险的适应能力[82]，而市政当局与社区公众间的不信任关系会限制地方政府治理洪水的有效性[83]。国内在这方面的研究深度不足，从单一治理主体转向对多层级主体衔接、多角色主体联动的关系研究是值得关注的内容。

2 总结与展望

城市雨洪灾害风险治理是一项需要多维度采取措施、多主体参与、多学科合作的综合性研究工作。未来，建议继续学习国际先进经验，结合我国国情与前沿课题，从以下方面展开深入研究。

2.1 融合人工与自然的雨洪设施优化研究

面对雨洪灾害或资源，采用城市雨洪设施系统进行源头—过程—末端的全流程管控是先行选择[84]。在未来的水治理中，既要满足城市化的内涝排水需求，也要满足环境、社会等综合要求。从传统高度工程化和集中式的灰色基础设施治理模式转变为结合自然过程与规划的灰、绿、蓝色基础设施联动治理模式，重视GSI、LID等的研究与应用。第一，治水思维上强调工程思想与自然理念相融合，在考虑排放的同时研究水的渗、滞、蓄、净等方式，提高雨水的资源化利用；第二，管理技术上学习国外，通过知识与技能培训探索城市雨洪设施的智能化、平价化管理，如考虑公共设施的透水铺装、路面与建筑面的生物滞留、智能传感组件的安装操控、兼顾成本与长效性的海绵体优化研究等；第三，设施保障上从多学科视角开展合作研究，探讨雨洪设施安全建设、投资机制、管理体制等改进的方法。

2.2 兼顾韧性与协调的规划政策治理研究

韧性的空间规划和协调的城市政策是应对雨洪灾害风险的补充治理手段。一方面，在传统规划研究中纳入水韧性思考，实现城市从被动抵御转为主动适应，从建立绝对安全的固定思维转为复杂适应系统下的弹性思维。规划中优先进行雨洪风险与韧性分析，转变以往“先地上再地下”的开发思路，提前考虑灾后重建的土地储备需求和土地利用政策[85]。在此基础上，丰富本土化的雨洪韧性国土研究，在当前我国逐步探索构建的国土空间规划体系中纳入雨洪安全发展底线与安全格局的考量，如探究城市与乡村雨洪灾害的风险驱动因子，通过规划改善国土开发的空间格局与次序等。另一方面，探讨我国韧性（海绵）城市与智慧城市、生态城市等多种政策间的协调关系，缓解城市资源的争夺问题。借鉴国外“跨国城市网络”做法[86]，推动城市群雨洪公共安全合作，组织区域性论坛交流彼此经验，将政策研究与基层治理实践相联系。

2.3 贯通数据、方法与应用的防灾技术研究

首先，在数据创新方面，探索数据的多元化与精细化，如降雨观测可以应用雷达、卫星、蜂窝网络等手段，水文监测结合公民众包、物联网、智能井盖等技术开展研究[87]。借助小波变换等数据分解技术优化数据集的质量，提高预测的准确性[47]。鉴于国内数据库的保密性，开源数据平台是学者可关注的方向之一。其次，在方法创新方面，将4S技术与大数据、神经网络算法等结合，通过集成多种机器学习方法改进雨洪灾害的模拟、测绘与评估水平。并且，学者也要跨越技术决定主义的藩篱，以人本主义方法看待雨洪韧性城市的实质。再次，在应用创新方面，将雨洪灾害防治的研究成果落实到管理中，如考虑如何实时传感、如何自动化作业、如何机器生成应急参考策略等，实现智慧化的雨洪治理。最后，重审传统技术与新技术的关系。河南郑州7·20暴雨灾害的经验告诉我们，在面临巨灾风险时，也不可忽视传统技术在快速、有效、稳定应对灾害方面的“支柱”作用。

2.4 统筹市场、法规与教育的体制机制研究

城市雨洪灾害风险治理是一项集体行动，其效益也将反馈于整个社会，引导每一个理性经济人为共同价值的实现做出行动离不开体制机制的研究。其一，深入市场研究，探索可实行的市场融资、风险分散等措施。可以通过市场管理学研究，挖掘城市海绵体建设的多元融资渠道，探索面向雨洪治理的PPP、BOT等模式，也可以探索构建雨洪巨灾保险的再保险体系，加快自然灾害保险的立法工作，建立以政府为主导的保险制度。其二，重视法治研究，将LID、GI、海绵城市等概念纳入国家和地方的法律法规制度中，关注雨洪防治相关法规的强制性标准和专项化规范的制定。其三，开展防灾宣传教育研究，目前国内的灾害宣教侧重在防灾知识与技能的传授，缺乏深层化的理论支撑和系统化的组织模式。未来，需要结合风险治理理论、风险沟通过程，构建串联起从家庭、学校到社会的风险教育保障机制。

2.5 完善角色与路径的主体互动参与治理研究

在应对全球视野下的环境风险问题时，新的治理模式已经从简单化、单一决策、自上而下式的过程发展到多中心、多层次、公众参与协作并自我组织的过程[88]。中国特色社会主义的抗灾成功经验告诉我们，坚持政府主导仍是不可动摇的道路。从治理主体角色上看，政府应从管控型治理转向服务型治理，多充当组织者和协调者的角色，通过政策研究与激励手段鼓励社区、企业与个人发挥作用；公众应化被动接受为主动协作，与政府形成紧密的沟通机制。从主体互动路径上看，探究如何在各部门之间搭建共享数据平台和协商渠道，做好雨洪灾害治理的信息互动、权责衔接；在政府与专家之间建立实时的对话机制，发挥多领域学者的顾问作用；在政府与公众之间建立灾前—灾中—灾后全过程的开放交流平台，减少“信息孤岛”，提高社会行动力；在专家和公众之间探索雨洪风险地图“参与式测绘”，既简化风险沟通和社会学习，也为决策提供可靠的多源信息[89]。

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图1-2：作者绘制