近年,极端降雨事件越来越频繁,尤其一到汛期,不少城市开启“看海模式”。城市洪涝,成为城市高质量发展的“绊脚石”。
2022年9月18日,郑州。在习近平总书记主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会三周年之际,一场聚焦城市洪涝主题的高层学术论坛正在进行。这场论坛由中国水利学会、河南省科学技术协会和河南省水利厅联合主办,河南省水利学会承办,旨在探讨城市防洪建设存在的问题,汇聚专家观点,形成政策建议,助力城市防洪减灾能力提升。
如何看待防洪排涝中水与城市的关系?如何开展城市防洪排涝的系统治理?让水与城关系更和谐,未来还应该采取哪些措施?论坛特别约请中国工程院院士王浩、中国工程院院士张建云、水利部原总规划师张志彤等专家齐聚一堂,为提升城市防洪减灾治理水平建言献策。
《管子·乘马》中管仲有过著名的阐述:“凡立国都,非于大山之下,必于广川之上。高毋近旱,而水用足;下毋近水,而沟防省。”古人建城,注重水与城的关系,往往选择适宜高度的城址,既满足用水,又利于防洪。
如今,随着城镇化快速推进,一些相对低洼的地带逐步纳入城市版图,城市防洪排涝面临着巨大压力。据统计,我国城镇化率从改革开放之初的18%提高到了如今的60%以上。
“快速城镇化的背景下,城市洪涝是各种因素综合作用的结果。”中国工程院院士王浩认为,气候变化导致的极端天气是城市洪涝不容忽视的原因之一,“1850—2020年170年间,全球地表平均气温增加了约1.2℃,气候变暖导致水循环发生广泛变化;我国是全球气候变化的敏感区,升温速率高于同期全球平均水平,又由于地处中高纬度地区,极端降雨增加更为明显。近50年来观测表明,我国最大一日、三日雨量增减不明显,但短历时暴雨强度增加,极端降水日数也在增加。”
>2022年9月18日,全国城市防洪体系建设高层学术论坛在河南郑州召开 摄/杨其格
当然,再极端的天气,也只有遭遇人类活动,才会变成灾害。水利部原总规划师张志彤认为,“应对暴雨洪水灾害风险的预案不健全、不完善、不落实,导致对突发灾害应对不够从容有效,是城市洪涝灾害要汲取的重要教训。”
与此同时,城市功能日趋复杂。“城市尤其是大中城市的基础设施、资源、生态承受着更大压力,城市的脆弱性增加。”中国工程院院士张建云认为,城市洪涝防治呈现极端性、复杂性、艰巨性和长期性。
破解难题,理念先行。2020年4月10日,习近平总书记在中央财经委员会第七次会议上指出,要打造宜居城市、韧性城市、智能城市,建立高质量的城市生态系统和安全系统。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出“建设宜居、创新、智慧、绿色、人文、韧性城市”。
张建云认为,韧性城市建设是一个系统工程,包含基础设施韧性、经济韧性、社会韧性、空间韧性、生态韧性、治理韧性等,体现在诸多领域,涵盖城市规划、建设、管理、更新等各环节;城市水安全方面的韧性,则涉及基础设施、经济发展、社会稳定、生态安全、城市规划建设运行及治理。
城市是一个复杂巨系统,城市洪涝问题涉及城市系统的方方面面,特别是在我国复杂的水问题背景下,城市洪涝问题涵盖经济社会、体制机制等各方面,要实现城市洪涝的系统治理,需要统筹兼顾、长远谋划。
对于如今不少城市新区规划建设在低洼的洪涝易发区甚至“洪水走廊”,张建云认为,这是值得反思的。“一方面要加强顶层设计,将韧性思维、风险意识贯穿于城市规划、建设、管理、更新等各个环节,科学规划韧性城市建设目标。另一方面要因地制宜、因城施策,针对城市运行中存在的突出问题和短板,加强基础设施建设,完善应对风险的举措。”
在张建云看来,目前城市的排水、除涝、防洪等标准一直偏低,这是城市洪涝防治的最突出短板,应科学规划,加强城市基础设施建设,这是韧性城市构建的根本,“要给洪水以出路、给涝水以空间,一方面要强化城市河湖水系综合治理和连通,提升调蓄能力;另一方面,在洪涝灾害严重的大型城市,建设深隧和地下大型蓄水池等大型排蓄水设施是必要的。”
据了解,广州深层隧道排水系统东濠涌试验段工程,作为大型排水隧道,有效解决了广州市内涝、面源污染等问题。2022年11月2日,浙江杭州总投资达115亿元的扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程正式开工,工程在充分运用骨干河道工程基础上,将区域洪水通过深隧排至钱塘江,打通一条地下排涝的“大动脉”。
张志彤认为,相比防洪工程“硬件”建设,更加重视并大力加强防洪非工程措施“软件”的建设,是提高暴雨洪水防御能力的重中之重。他建议:一要针对洪涝风险完善各项预案;二是做好抗洪抢险队伍物资准备;三是强化暴雨洪水预测预报预警;四是科学精准研判果断指挥决策;五是及时抢险救援减轻灾害损失;六是加强舆情引导回应社会关切。
“对暴雨洪水可能造成的灾害,首先应做到心中有数,做好风险预知。”张志彤建议,“要提前做好城市洪涝风险分析,掌握不同量级暴雨洪水可能造成的淹没范围、淹没水深、持续时间以及可能给城市基础设施和居民造成的损害。根据洪水风险分析成果,事先制定完善各类防御方案。”
如果说城市是“点”,那么流域就是“面”。重塑水与城的和谐关系,离不开流域视野。
2021年,水利部印发《关于完善流域防洪工程体系的指导意见》,明确提出补齐防洪短板弱项,加强城市防洪能力建设。
王浩认为,现代流域洪涝防治要在充分认识流域产流-汇流-洪水演进的过程和规律的基础上,形成洪涝联防联控四道防线:第一道防线是流域,拦、蓄、行、滞洪水;第二道防线是沿江城市,外挡洪水、强排涝水;第三道防线是城市内区镇,蓄滞涝水;第四道防线是引入智慧管理平台。
>穿越郑州的贾鲁河 本刊资料
流域防洪与城市防涝,两者之间还存在一个关键问题——标准衔接。王浩介绍,流域防洪以径流重现期作为标准划分依据,城市防涝以降雨重现期作为标准划分依据,两者难以简单对应,要从水位、流量等方面关注标准的互相衔接,“比如水位应避免顶托现象,也就是河道防洪水位不能高于城市管网、渠系排水水位,排水系统的排水流量也应避免对河道行洪造成过大压力。”
城市洪涝问题的防与治,“智慧”手段不可或缺。
依托大数据、物联网、人工智能等信息技术,城市洪涝防治由多头管理的“九龙治水”向智慧统一管控的“联排联调”转型。“智慧化的联排联调就要‘眼、脑、手’联动,创新城市智慧水务建设模式。”王浩介绍,“眼、脑、手”体系中“眼”获取海量数据,利用空天地一体化监测体系,通过实时监测和诊断评价来发现问题;“脑”形成最优决策,依托水利模型、水务模型进行模拟预测和调度决策,分析问题并提出解决思路;“手”实现远程控制和现地执行,指挥人车物等应急资源,并远程控制库湖闸泵阀等水工程群,实现城市防洪排涝和生态友好两方面的水安全。
王浩介绍,“眼、脑、手”体系已在福州城区水系科学调度系统项目中得到成功实践。过去,福州受山区洪水、城市内涝、江水潮位顶托和暴雨台风等多种要素的影响,城市防洪排涝问题突出。现在,通过感知监测预警打造“眼”,预测预报、调度决策系统构成“脑”,指挥控制系统和自动化监控集成系统化为“手”,福州打造了一个社会“共建、共治、共享”的治水管水体系,成功应对“玛利亚”“卢碧”等台风暴雨。福州市水系智慧调度项目荣获2021年世界智慧城市大奖(中国赛区)能源和环境大奖。