推动海绵城市建设系统提升城市雨洪韧性*

栗玉鸿 邹 亮 李 利 沈哲焱 宗 晶 LI Yuhong, ZOU Liang, LI Li, SHEN Zheyan, ZONG Jing

0 引言

随着我国城市化进程的推进，城市集聚了越来越多的人口和财富，而在当前全球气候变化的大背景下，极端自然灾害事件则有不断增多的发展趋势，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《气候变化2021：自然科学基础》也证实了这一判断。我国具有雨汛同期的气候特征，雨洪通常集中于4—10月之间，台风活动区域雨洪灾害甚至可以持续到11月。雨洪事件往往会造成不同程度的灾害损失，轻则影响城市正常运行秩序，重则危及居民的生命财产安全。例如2021年7—10月，我国河南、湖北、山西等地接连因特大暴雨引发严重的洪涝灾害。面对极端超标情况，传统刚性管控型工程思维方式在应对当前更为频发的灾害时已显露出捉襟见肘的困境，城市防灾和救灾形势愈加严峻。无限提高工程防御水平的灾害应对方式不是社会可持续发展的途径，亦不符合我国当前生态文明建设、城乡建设绿色发展和低碳发展的要求。“树立安全发展理念、健全公共安全体系和提升防灾减灾救灾能力”成为党的十九大以来城市工作的重要内容和时代发展目标。为此，《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》首次在国家文件中提出建设“韧性城市”的要求，旨在提升城市应对未来难以预估的自然和突发事件风险的适应能力、处置能力和恢复能力；而构建“自然积存、自然渗透、自然净化”的海绵城市，促进蓝绿自然生态基础设施和城市灰色基础设施融合，是提升城市雨洪韧性的重要举措。中办、国办2021年印发的《关于推动城乡建设绿色发展的意见》提出“实施海绵城市建设，完善城市防洪排涝体系，提高城市防灾减灾能力，增强城市韧性。”《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》也提出了“根据建设海绵城市、韧性城市要求，因地制宜、因城施策，提升城市防洪排涝能力”。面对灾害事件的不可避免性、设防标准被突破的必然性和气候变化带来的不确定性，要切实做到以人民为中心，保障人民群众生命财产安全，实现安全发展、健康发展和高质量发展，不断满足人民群众对美好生活的需求，韧性城市建设是一条必由之路，也是贯彻落实总体国家安全观、统筹发展与安全的关系、提高城市风险防范能力的必然要求。

1 海绵雨洪韧性体系的组成

韧性的概念自提出以来，经历了从最初的工程韧性（engineering resilience）到生态韧性（ecological resilience）再到演进韧性（evolutionary resilience）的发展过程[1]。本世纪初，韧性理论被广泛应用于城市系统，逐渐延伸到规划和实践领域。“韧性城市”指城市能够凭自身的能力抵御灾害、减轻灾害损失，并能够从灾害中快速恢复过来的一种状态。韧性作为城市发展的新理念，已成为国际上城市安全发展模式追逐的热点。2012年，基于应对桑迪飓风的经验教训，纽约市出台《纽约适应计划》；2013年又颁布《一个更强大、更具韧性的纽约》规划。该规划提出以“韧性”城市为核心理念，以提高城市应对风险能力为主要目标，以增加城市竞争力为核心，以加强基础设施和灾后重建为突破口，以加大资金投入为保障，规划在工程、经济、社会、组织等几个方面推进韧性城市的建设。2021年10月，北京市发布《关于加快推进韧性城市建设的指导意见》，从空间、工程、管理和社会四个方面提出了建设韧性城市的实施路径。由此可以看出，相较于传统的城市安全保障模式，韧性城市由针对防灾、救灾等节点的应对转向适于灾害全过程的系统应对，各个环节相互呼应，并形成动态反馈的闭环体系，实现城市应对灾害策略的动态调整，推动城市应对灾害能力的动态提升。

雨洪韧性体系则可通过海绵城市建设将原本单一的管道排放、堤防阻隔措施转变为降雨、产流的全过程管理，充分发挥蓝绿基础设施的韧性。在大空间尺度上，强调自然空间与城市空间的和谐共生，通过“山水林田湖草”生命共同体的保护，重视空间格局的优化，充分发挥由多类型、高质量蓝绿空间和其他环境要素构成的网络体系，留足雨洪的滞蓄空间和排放出路，形成雨洪控制的基底；在微观的设施尺度上，强化利用更加生态的、绿色的、分散的蓝绿设施弥补大型城市灰色设施灵活性和弹性的不足。蓝绿灰融合不仅促进雨洪韧性城市的建设，也同时发挥了更加综合的城市生态功能，强化了地域景观特征和生态效益，有效将蓝绿自然生态空间作为城市可持续发展的生态服务支撑，如通过恢复河道自然水位、进行河道生态化的改造可有效提升城市防洪排涝、自然生态等综合功能[2]。在工程体系基础上，统筹蓝绿灰设施的管理调度，能够更好地发挥综合效益（图1）。2019年，世界银行编写了《绿色与灰色设施整合报告：创建下一代基础设施》报告，也表明了这一观点。

图1 海绵雨洪基础设施的组成与作用Fig.1 the composition and role of sponge stormwater infrastructure

2 海绵雨洪韧性体系的构建策略

2.1 构建原则

海绵雨洪韧性城市体系在构建过程中强调对韧性理论基本原则的遵循，主要包括以下三个方面：第一，系统性思维，在体系构建过程中整合城市、建筑、景观和基础设施等多空间系统，建立整体性框架；第二，经济性原则，同时基于可持续发展基本原则，使设计策略能够满足环境、社会和经济效益共赢的需求，也即讲求“性价比”；第三，适应性设计，制定适应当地实际情况的设计方案，鼓励在实践中积累地方性经验[3]。其中系统性思维最为重要，要从降雨的全过程进行识别谋划，包括降雨规律与风险研究、降雨后地面自然空间的管控与保护、人工灰色与绿色基础设施的建设，以及应急管理调度体系等。

2.2 强化系统梳理开展风险评估

雨洪管理应坚持系统性思维，全面系统梳理雨洪产生的先决条件和影响因素，包括降雨规律、下垫面产流、自然调蓄空间、排放通道、地形洼地等方面，确定主要影响因素，开展雨洪风险评估，划定不同降雨强度下的雨洪风险区域，以利于制定系统化的预防、解决和改善措施。相对于发达国家已经开展的最大可能风险评估工作，目前我国各地针对标准内洪涝灾害的风险评估工作仍普遍处于起步阶段，导致治理措施系统性差，解决问题能力弱，更无法应对超标雨洪的风险。国家防汛抗旱总指挥部办公室2008年就印发了《洪水风险图编制导则》，《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》中也明确编制内涝风险图，探索划定洪涝风险控制线和灾害风险区。考虑到我国雨洪叠加的特点，在开展风险分析时，应同步进行雨洪遭遇分析，确定不同遭遇频率下的风险。

2.3 理水营城保护蓝绿雨洪空间

根据雨洪风险分析，合理规范人类在不同风险区的建设发展行为应是首要的雨洪适应性策略。中国自古以来就有梳山理水、理水营城的理念，通过系统梳理“山水林田湖草”的自然脉络，有效将安全与利用有机统一在一起。例如杭州西湖、南湖都是山脚重要的雨洪滞蓄空间，不仅缓解了山洪入城的风险，也促进了雨水的利用，形成了城市的重要水源，支撑了古代杭州城的繁荣发展[4]。沿江城市则多形成了水进人退，与洪水共存的策略。例如长江沿线有着大量的蓄滞洪区，居民们几乎都成为看天的专家，洪水来时举家迁离，洪水退后河流的泥沙带来了肥沃的耕地，灾后往往还能赶种一季水稻或打渔为生；即使是近现代沿江形成了大量建筑，也多做好了应对洪水的准备，南方骑楼柱上特有的铁环就是作为洪水浸淹街道时栓船之用，一楼用于生意，不住人，洪水时骑楼临街二楼以上窗户为门式，以备洪水期从此上下船。

总结历史经验不难发现，“善治水者，不与水争地，古之排大疑、决大难之人，必就势以为湖塘，然必弃数千亩之地，豁然千亩之粮，而后湖成焉”[5]。可以说面对极端事件，留足合理的空间、尤其是蓝绿空间，通过自然力量进行雨洪控制是最经济有效的。以武汉为例，面对50年一遇24 h约303 mm的降雨，武昌地区的湖泊调蓄承担了200 mm以上的雨水调蓄，约70 mm左右雨水是通过泵站排放至长江；但武昌地区泵站总规模仍超过了800 m³/s，投入极高，灰色设施难以应对巨大的自然灾害。因此在区域和城市的大尺度上，雨洪灾害与人类发展的共存，很大程度上是以人类对高风险地区的合理避让为主的，这不仅包括了空间上的避让，也包括了功能上的避让。空间上通过蓝绿空间保留，尽可能保障雨洪的缓冲、滞蓄空间，尤其是山脚、滨河和低洼区域的管控；功能上的避让则应强调风险区内人类活动应服从于雨洪行泄的需求，前述骑楼的水门和铁环即如此，美国洪水保险制度也强调了洪水风险区内的建筑最低高程限制[6]，这些都从功能角度限制了人类活动对雨洪空间的影响。

2.4 落实源头控制改善系统韧性

相对于大型的调蓄空间，通过源头的雨水径流控制，强化分散的蓝绿基础设施覆盖，也能有效改善应对雨洪灾害的能力，提升系统的韧性。在雨洪出路清晰的情况下，雨洪灾害的发生往往是短时洪涝峰值超出局部管渠、河道过流能力，造成上游排水不畅而形成的。不断提升管渠、河道过流能力虽然能够有效解决此类问题，但是这类工程往往对城市现有设施影响大，投入高；更为重要的是随着城市不断发展，相关标准是不断提高的，不可能做到随着标准的提升，对现有管网、河渠进行一轮大规模的改造。因此通过源头蓝绿空间的建设，促进雨洪源头的滞蓄、错峰，能够极大改善峰值叠加的问题，缓解城市内涝风险[7]；而且源头设施建设容易，且功能复合，还能够较好地发挥环境景观品质提升的作用，一举多得。

2.5 补齐短板提升灰色设施能力

在城市雨洪风险应对过程中，管网、渠道、泵站等灰色基础设施仍是基本的保障工程，目前很多城市还存在着灰色基础设施能力严重不足的问题，应加快补齐短板。在补短板工作推进中，仍应强调系统性，做好合理性和经济性分析，不能简单对设施能力评估不足就开始大拆大建。例如管网评估过程常常暴露出集中连片管网能力不达标的问题，但深入分析原因，多是由于下游主干管能力不足导致上游管线顶托冒溢，通过改造提升主干管能力就能有效提高整个管网的达标水平。此外，灰色设施改造提升过程中还应综合考虑源头径流控制设施、蓝绿自然基础设施等综合发挥的效果。

2.6 保证应急调度降低灾害损失

由于超标雨洪灾害的存在，除做好雨洪调蓄空间管控和工程设施建设外，应急调度管理机制也不可或缺，这不仅要求有着基于风险评估的应急预案，更重要的是要形成完善的预案演练和执行机制，健全以情景构建为主线的应急预案流程管理，完善以应急演练检验为重点的应急预案优化机制[8]。一方面应强化数字化、智慧化的管理调度，通过将历史信息、统计信息和实时信息叠加，及时发现风险和隐患，开展会商决策、工程抢险；另一方面应做好信息的发布和引导，做到及时预报预警、重点时段加密信息发布频率，提示避让积水点、错峰出行等，保证全社会及时有效获得准确信息，能够极大减轻雨洪灾害造成的人员财产损失。

3 和谐“人水城”关系的规划解决方案

面对发展与风险在更高约束条件下相互制衡的局面，提升城市雨洪管理能力是保障城市高质量发展的重要基础。当前，基于风险管理理念的雨洪灾害防治体系建设已成为我国城市安全保障框架的重要内容，以海绵城市建设为基础的雨洪风险适应性规划能够在时空尺度上与雨洪灾害全过程管理要求紧密衔接，做到“人水城”关系的和谐。在相关工作中坚持规划引领，融入“人水城”和谐的海绵城市理念，推进蓝绿灰基础设施结合，是系统构建雨洪韧性城市的有效途径。

3.1 构建理想蓝绿空间结构

尊重“山水林田湖草”自然结构和地形地势条件，构建蓝绿空间为主的大型雨洪滞蓄空间和排放通道，形成理想的城市空间结构，能够极大提升城市雨洪风险的应对能力。雄安新区在城市规划布局中，坚持构建了蓝绿交织、水城共融的生态骨架，每个组团在现有高程基础上做了龟背处理和叶脉式蓝绿空间设计，不仅保障了雨洪空间，也有效进行了城市组团的分隔，避免集中硬化区域的形成。海口江东新区等新区在规划中也充分考虑了地势条件，保留生态滞涝区，充分发挥了生态空间的安全保障作用（图2）。

3.2 统筹协调的治水体系

理水营城不能局限于城市内部，应统筹流域、区域与城市内部的治水要素，尤其是针对我国雨汛同期的特点，强化洪涝统筹十分必要。目前，已经有大量规划和研究开展了城市内涝和洪水遭遇频率的分析和应对策略的制定[9]。武汉市即为典型雨洪同期、风险叠加的城市，针对长江洪水顶托，其明确提出了以外围防洪圈安全为基础，城市内部打造湖泊调蓄、泵站抽排、源头减量的蓄排平衡体系，探索了自然蓝绿空间、源头海绵设施与泵站堤防等灰色设施融合的雨洪防治体系。

3.3 功能复合的用地布局

我国人地矛盾紧张，严格禁止高风险空间利用在一些情况下并不现实，这就需要以雨洪控制为基本要求，强化高风险区域内的功能复合的用地布局，通过合理的规划设计和高效风险预警与调度，实现高风险区域的复合利用。汛期水进人退，保障滞蓄空间；汛后快速恢复，构建合理的人员活动开敞空间。如海口江东新区起步区针对沿海洪涝潮灾害重点影响地区，严格将其划定为“蓝绿”公共生态区，形成能够韧性应对极端洪涝潮灾害和海平面上升的潮间带公园。云南滇中新区在规划中对嘉丽泽湿地区域的空间利用也采取了这种策略[10]（图3）。湖北某新城规划设计中，也将自然冲沟打造成为及排涝、休闲为一体的公园体系，保障安全的同时扩充了城市生态空间；同时通过自然排水通道的分隔，有效促进了源头海绵设施与自然蓝绿空间的衔接，减少了灰色基础设施的投入（图4）。

图3 云南滇中新区防灾空间总体结构Fig.3 overall space structure of disaster prevention of Dianzhong New District,Yunnan Province

图4 湖北某新城生态雨洪体系规划Fig.4 ecological stormwater system planning of a new district, Hubei Province

4 小结

雨洪韧性城市是实现人与水和谐共生的城市可持续发展模式，它从优化土地利用、组织城市结构、塑造多用空间和整合城市系统等多方面循水造形、构建使城市健康发展的治理模式，突破以往将城市雨洪系统作为配套工程的局限，以动态发展的全过程视角制定目标，从多专业、多角度切入灾前预防、灾中应急和灾后恢复问题，考虑城市长期的发展和运营维护，在充分利用自然生态的基础上，构建蓝绿灰结合的雨洪风险防治体系，并结合现代技术进行提升优化。海绵城市即是该理念的具体实现，城市开发建设过程中，应坚持构建“自然积存、自然渗透、自然净化”海绵城市体系。

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图1-4：作者绘制