城市洪涝治理与韧性城市建设：变革、创新与启示

徐宗学，廖如婷，舒心怡

（1.北京师范大学水科学研究院，100875，北京；2.城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室，100875，北京）

受全球气候变化与人类活动的双重影响，城市洪涝灾害的频率、规模和影响日益加剧，对人民生命财产安全、城市基础设施安全、生态环境和经济发展构成了严重威胁，城市洪涝问题已成为我国城市化进程中面临的严峻挑战。2012年，北京“7·21”特大暴雨最大小时雨量110.3 mm，超过100年一遇。2016年，河北省邢台市发生强降雨过程，雨量超过“63·8”和“96·8”，成为历史极值。2021年，河南省郑州市“7·20”特大暴雨最大小时雨量达201.9 mm，突破1951年郑州气象站建站以来的历史纪录。2023年7月，海河流域发生60年来最大流域性特大洪水，松花江流域部分支流发生超实测记录洪水。城市洪涝灾害不仅制约经济社会发展，也成为影响城市公共安全的突出问题，导致城市交通中断、供水供电设施受损、商业活动停滞，严重制约了城市的正常运转。同时还会对城市生态环境造成长期损害，破坏绿地、湿地等自然生态系统，影响生态系统健康，降低城市居民生活质量。

为有效应对城市洪涝灾害，围绕高质量发展要求，有关部门在理念、技术、方法、路径等方面开展了大量探索与实践。出台了一系列具有里程碑意义的政策文件，包括《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》，住房和城乡建设部、国家发展改革委、水利部共同印发《“十四五”城市排水防涝体系建设行动计划》，中共北京市委办公厅、北京市人民政府办公厅印发《关于加快推进韧性城市建设的指导意见》等。引入并发展“海绵城市”“韧性城市”等先进治水理念，提出并推动国家水网规划建设，在相关领域取得了重要进展，流域、区域水资源配置格局持续优化，水库、河道、堤防、蓄滞洪区等关键水利设施功能不断完善，以长江流域全覆盖水监控系统为核心的数字孪生水利重点建设项目取得积极进展，流域现代化防洪体系步入全新发展阶段。

这些重大转变不仅体现了我国对城市洪涝问题的深刻认识和高度重视，也展现了我国在城市化进程中追求可持续发展的坚定决心。然而，城市洪涝治理与韧性城市建设仍面临诸多挑战和问题。如何在快速城市化背景下平衡发展与保护的关系？如何构建更加高效、可持续的城市排水系统？如何提高城市应对极端天气事件的能力？这些问题都需要进行深入研究和探索。本文通过回顾我国城市洪涝治理理念的演变历程，探讨我国在城市洪涝治理与韧性城市建设方面取得的进展与成效，总结经验与教训，以期为城市洪涝治理与韧性城市建设提供有益参考。

一、我国城市洪涝治理理念及其演变

1.从单纯工程措施到工程与非工程措施并举

我国传统城市洪涝治理主要基于工程措施，侧重于防洪和排水。这种理念在新中国成立初期至改革开放期间，为我国城市防洪安全作出了重要贡献。然而，随着城市化进程的不断推进，传统城市洪涝治理理念的局限性逐渐凸显。

首先，传统城市洪涝治理理念过于依赖工程手段，忽视了自然环境的自我修复能力。在城市建设过程中，大量绿地、湿地等自然生态系统被破坏，许多河湖坑塘被填平，导致城市的自然排水能力急剧下降。其次，传统城市洪涝治理理念往往只关注短期内防洪排涝效果，缺乏对长期水资源管理和环境保护的全面认识，这不仅造成了水资源浪费，还加剧了城市水环境污染等问题。此外，传统城市洪涝治理理念没有充分考虑城市扩张对城市产汇流规律的影响，导致城市在面对极端天气事件时脆弱性显著增加。

这些局限性要求我们必须重新审视传统城市洪涝治理理念，更加注重生态平衡和可持续发展，由通过单纯工程措施治理城市内涝向工程措施与非工程措施并举转变，充分认识在大自然面前人类的主观能动性具有一定的局限性，力争从根本上实现城市长期防洪安全和生态系统健康。

2.从“小海绵”走向“大海绵”

为了克服传统治理理念的局限性，我国积极探索城市洪涝治理创新路径。近年，“海绵城市”理念逐渐得到普遍认可。海绵城市理念旨在赋予城市类似海绵的特质，使其在面对环境变化与自然灾害时呈现出显著的适应性和“弹性”。在雨季，海绵城市能够吸收、渗透、储存和净化雨水；而在需要时，又能释放并合理利用这些水资源。

“小海绵”理念主要聚焦于城市内部的雨水收集与利用，通过实施绿色屋顶、透水铺装和生物滞留设施等生态基础设施项目，提升城市的自然排水能力。然而，随着实践经验的累积，人们逐渐认识到单纯依赖城市内部的“小海绵”措施并不足以应对洪涝挑战，必须从更广阔的流域尺度进行考量。于是，“大海绵”理念应运而生。

“大海绵”理念强调从流域层面对城市洪涝进行综合治理，将城市与周边的乡村、河流、湖泊等自然生态系统作为一个整体进行考虑，注重发挥生态系统和工程设施在洪涝源头控制与过程调节中的协同作用，从而全面提升整个流域的洪涝灾害防御能力。这一理念的转变不仅标志着我国在城市洪涝治理理念上的重大突破，也标志着我国城市洪涝治理模式从单一局部治理向综合全面的流域治理转变，为城市可持续发展提供了有力支撑。

3.从单纯城市洪涝治理到外洪内涝统筹

长期以来，城市洪涝治理多采用“洪涝分治”模式，但这种模式未能深刻反映出市政排水与水利防洪排涝紧密相连、互为边界的关系。当遭遇短历时强降雨时，单纯提升排水管网标准，增强外排能力，往往会导致城市内河洪峰和水位显著上升，加剧下游河道洪水风险，造成“因涝致洪”。反之，过度加高河道堤防，虽能应对高水位行洪，却可能对排水管网产生顶托甚至倒灌效应，导致“因洪致涝”问题。这种分治模式不仅未能有效提升城市洪涝防御能力，反而加剧了城市洪涝治理矛盾。

随着极端气象水文事件的频发与增强，城市面临的过境洪水、本地洪水与内涝复合灾害风险日益加剧。郑州“7·20”特大暴雨灾害后，我国开始转变城市洪涝治理思路，将外洪与内涝作为一个整体进行统筹考虑，提出“洪涝统筹、洪涝共治”的治理理念。这一理念不仅关注城市内部洪涝的疏导与治理，更重视外部洪水对城市的影响。强调以流域规划为引领，全面协调上下游、左右岸、干支流的关系，科学确定工程布局、规模和标准。在纵向上，采取“上蓄、中疏、下排”的策略，分段精准管控城市洪水；在横向上，统筹考虑不同尺度设施的功能和效应，综合应用源头海绵设施、排水管网与城市河湖的协同调控机制，结合城市深层地下空间，深入挖掘并充分利用城市各层面的蓄排潜能。这一转变不仅标志着我国城市洪涝治理理念的革新，也为构建全面、高效的城市防洪排涝安全体系奠定了坚实的基础。

4.从海绵城市到韧性城市

21世纪以来，在气候变化和城镇化发展等多重压力下，城市洪涝风险呈增长态势。传统防洪排涝理念已经不能满足城市发展的要求，韧性城市理念从动态与发展的角度为城市洪涝灾害应对提供了新的视角。韧性城市理念是一种全新的城市防灾减灾理念，近年在国内外得到广泛的关注和应用。该理念强调城市在面对自然灾害、突发事件等外部冲击时，能够快速化解和抵御这些冲击，保持城市的主要特征和功能不受明显影响，并能在灾后快速恢复和适应新的环境。在城市洪涝治理中，韧性城市建设理念强调通过加强城市基础设施建设、构建高效的应急管理体系、保护和恢复城市生态系统等，增强城市对洪涝灾害的抵御、适应和恢复能力。同时，注重从源头上减少洪涝灾害的发生，通过加强城市规划和管理，控制城市的无序扩张，保护自然生态系统，降低城市在应对洪涝灾害时的脆弱性。

随着韧性城市理论和实践不断深化，纽约、伦敦、东京、北京等超大城市均出台了韧性城市建设规划，我国《“十四五”新型城镇化实施方案》也明确提出加快转变城市发展方式，建设宜居、韧性、创新、智慧、绿色、人文城市。韧性城市理念的引入和发展，为我国城市洪涝治理提供了新的思路和方法，同时，提升城市韧性也成为未来城市洪涝灾害防治的发展趋势。

5.建设韧性城市，提高城市防洪安全

韧性城市建设理念的引入和发展，对我国城市洪涝治理产生了深远的影响。首先，它推动了我国城市洪涝治理理念的转变，从传统以工程手段为主的单一、局部治理模式向更加注重生态、综合、长期的治理模式转变。其次，韧性城市建设促进了海绵设施、排水系统、防洪堤坝等城市基础设施的完善和升级，提高了城市对洪涝灾害的抵御能力和恢复能力。再次，韧性城市建设推动了城市规划和管理的科学化、规范化，有效控制了城市的无序扩张，保护和恢复了河流、湖泊、湿地等自然生态系统，提高了城市生态系统的稳定性和抵抗力，降低了城市面对洪涝灾害的脆弱性。最后，韧性城市建设注重建立预警系统、疏散计划、紧急救援队伍等，提高了城市的应急管理能力，为应对极端降雨事件导致的特大洪涝灾害提供了有力保障。

韧性城市建设理念的引入和发展，为我国城市洪涝治理带来新的机遇和挑战。在未来实践中，需要不断探索和创新，不断完善和发展韧性城市建设理念，为我国城市洪涝治理、提高城市防洪安全贡献更多智慧和力量。

二、我国城市洪涝治理变革与创新

1.技术应用方面

我国城市洪涝治理技术应用创新主要体现在以下方面：

①高精度监测与预警系统。利用雷达、卫星遥感、无人机等技术，构建“天空地”一体化水利感知网，对城市洪涝进行全方位、高精度监测和预警，实现物理流域与数字流域之间动态、实时信息交互和深度融合，为决策者提供及时、准确的数据支持。

②智能化排水系统。通过智能化改造，城市的排水系统可以更加高效、灵活地应对洪涝灾害。例如，智能化排水泵站可以根据实时监测到的水位和流量数据，自动调节泵的运行状态，确保排水系统的顺畅运行。

③生态化防洪工程。在防洪工程建设中，依据海绵城市理念，采取生态化工程措施，如湿地保护、河岸绿化、雨水花园建设等，既能够提高城市防洪能力，又能够保护和恢复城市生态系统。

④信息化管理与决策支持系统。通过集成多维多时空尺度的水利专业模型、智能分析模型和仿真可视化模型，构建数字孪生流域模拟仿真平台。利用监测数据和历史灾情信息，实现预报调度一体化和洪涝灾害联调联控，从而满足复杂场景下的应用需求，提升对城市生命线和重要保护对象的安全保障能力。

⑤新型防汛抢险设备。在城市洪涝治理中，研发和应用了多款新型防汛抢险设备，如移动排水车、履带式排涝机器人、水陆两用多功能挖泥船、水上救援机器人、装配式防洪墙等，这些设备可以在恶劣的环境下快速、有效地进行防汛抢险工作，提高抢险救援效率。

2.政策与管理方面

我国城市洪涝治理政策与管理创新主要体现在以下方面：

①跨部门协作与联动机制。过去，暴雨、洪水、内涝等监测信息分散在气象、水利、应急管理、城市规划、建设、交通运输等多个部门，部门间数据信息共享不畅，导致出现信息孤岛和资源分散等问题。为了解决这一问题，我国已建立跨部门协作与联动机制，加强各部门间数据资源整合。通过构建目标统一、任务协同、措施衔接、行动同步的城市洪涝联防联控工作机制，统筹制定城市洪涝灾害超标准预案，确保在洪涝灾害发生时能够及时响应并有效应对。

②合作模式。为了克服政府单一投资在资金筹集、技术创新和运营管理等方面的局限性，我国积极引入政府和社会资本合作PPP（Public-Private-Partnership）模式，通过吸引民间资本和引入市场机制，为城市防洪减灾工作注入新的活力。面对经济发展与环境保护之间日益凸显的矛盾，以生态保护和环境治理为基础的生态环境导向开发模式EOD（Ecology-Oriented-Development）应运而生。EOD模式采取产业链延伸、联合经营、组合开发等方式，推动公益性较强、收益性差的生态环境治理项目与收益较好的关联产业有效融合、统筹推进、一体化实施，将生态环境治理带来的经济价值内部化，是一种创新性的项目组织和实施方式。

3.社会与公众参与方面

我国城市洪涝治理社会参与机制创新主要体现在以下方面：

①社区层面的深度参与。社区作为城市的基本单元，通过建立社区洪涝应对宣传组织和志愿者队伍，对社区居民进行洪涝灾害防御意识培养和技能培训，有助于提高社区的洪涝灾害应对能力，形成社区内部的自我保护和救助机制。

②公众教育与知识普及。通过举办洪涝知识讲座、制作宣传材料、开展线上线下教育活动等方式，提高公众对洪涝灾害的认知和应对能力。这种教育不仅针对个人，还针对学校、企事业单位等各个群体，确保在灾害发生时，公众能够做出正确的判断和行动。

③信息传播与沟通机制。建立高效的信息传播系统，确保洪涝预警信息、灾害应急指导等关键信息能够及时、准确地传达给公众。这包括利用社交媒体、广播、电视、手机短信等多种渠道，确保信息覆盖的广度和深度。同时，政府、媒体、社区组织等多方共同参与信息传播工作，形成信息共享和协同应对的机制。

社会与公众参与机制创新不仅提升了城市的防洪能力，也提升了公众的自我保护和自救能力，为构建更加安全、稳固的城市防洪排涝体系奠定了坚实基础。

三、我国城市洪涝治理进展与成效

1.城市洪涝模拟与风险评估取得重要进展

（1）城市洪涝模拟模型研发方面

城市暴雨洪涝模拟是防洪排涝、建设海绵城市的核心技术之一。目前常用的城市洪涝模拟模型包括以水文学方法为主的模型、以水动力学方法为主的模型及水文水动力过程耦合模型，如以SWMM模型为代表的开源模型、以InfoWorks ICM和MIKE系列模型为代表的商业化模型和以HEC-RAS模型为代表的半商业化模型等。我国已成功研发出一些具有代表性的模型软件，如中国水利水电科学研究院开发的洪涝仿真模型和洪水风险分析软件FRAS、珠江水利科学研究院开发的HydroMPM模型、西安理工大学与英国纽卡斯尔大学联合开发的GAST模型、大连理工大学开发的HydroInfo模型，以及中国水利水电科学研究院联合多家单位共同研发的IFMS/Urban软件等。同时，多学科技术的交叉融合为城市洪涝模拟能力的提升带来新的契机。如遥感技术的运用实现了多源数据的融合与同化，为模拟提供了丰富的数据资源；深度学习技术则引领了大数据模型的新方向，与水文水动力模型形成互补，增强了模拟的精度和可靠性；GPU并行计算技术的引入，大幅度提升了水动力二维计算的效率，使得实时城市淹没模拟成为可能；基于人工智能技术与智慧水务建设的智慧水系统平台，建立了完善的数据-模型-预测-指挥一体化智能系统，实现了对城市未来洪涝过程的预测预报和决策支持。

（2）城市洪涝灾害风险研究方面

科学、系统地认识城市洪涝灾害的成因与机制，迅速且精准地评估灾害风险，是完善城市防洪排涝体系、提升其应对能力、减少灾害损失的根本与核心。城市洪涝灾害风险可以认为是危险性和易损性的综合表征。城市洪涝灾害危险性分析是对灾害系统中致灾因子的特征进行分析，量化不同频率灾害的强度、历时和影响范围等，目前常用数理统计法和水文频率法进行研究。城市洪涝灾害易损性分析主要关注灾害对城市内各类承灾体，如人口、房屋、基础设施等可能造成的损害程度或概率。由于不同承灾体的承受能力存在差异，其受灾损失也会有所不同，通常采用历史数据统计法、指标体系评估法与实地调查灾损率和灾损曲线等方法进行研究。对于城市洪涝灾害风险评估，目前国内外较为常用的评估方法有历史灾情评估法、指标体系评估法、遥感影像评估法和情景模拟评估法。选择哪种评估方法，通常取决于评价的空间范围、基础数据的完整性、分析结果的时效性以及对评估精度的要求。有时，也会结合多种方法进行综合评估，以获得更为全面和准确的结果。

（3）城市洪涝风险评估结果运用方面

城市洪涝风险评估涉及水文学、水动力学、气象学、地理学等多个学科，这种多学科交叉融合的研究方式，不仅推动了相关学科的发展，也为解决城市洪涝问题提供了更全面的视角和方法。此外，城市洪涝风险评估使城市管理者和居民对洪涝灾害有了更深入的了解，对灾害成因、可能影响范围和后果具有更清晰的认识，有助于增强防范意识和应对灾害的准备程度。基于风险评估结果，城市可以更有针对性地优化防洪排涝体系，如改进排水设施、加强河道治理、建设防洪堤等，这些措施可以更有效地应对洪涝灾害，减少灾害损失。基于数值模拟的情景分析法不仅具有明确的物理机制，且能够直观、真实地反映城市实际洪涝淹没过程，为管理者制定防灾减灾策略和风险管理决策提供了宝贵的参考依据，帮助决策人员制定更合理的应急预案和响应措施，在洪涝灾害发生时，能够迅速调动资源应对，有效减轻灾害影响。

2.城市洪涝灾害监测与预警系统建设初见成效

（1）多源数据融合的监测系统不断完善

通过接入气象卫星、测雨雷达、水位监测、水库工情、闸泵工况等多源动态和静态数据信息，构建“天空地”全覆盖的暴雨洪涝立体监测感知体系，夯实数据底板，有序组织不同类型、不同形态、不同来源的数据，为水利治理管理提供详实的基础底图，为城市防洪排涝预报、预警、预演、预案“四预”工作的开展和应急指挥提供了有力支撑。

（2）监测预警技术取得突破

通过集成数值降雨、山区洪水等预报技术，构建了城市内涝预报模型，实现了更精准的洪水预报。结合时空渐进式动态校正技术，洪水预报精度得到进一步提升。此外，还建立了多场景动态仿真驱动模式，有效提升了洪涝场景构建及风险预判的效率。这些技术不仅提高了洪涝灾情预见期，还增强了应对城市洪涝灾害的能力，为防洪减灾工作提供了重要支撑。通过在线云计算结合GPU并行计算等技术，提高了服务效率、计算速度和可扩展性，进一步满足了城市洪涝期间预警系统高频率访问需求。

（3）应用场景更加广泛

基于大数据平台和城市洪涝灾害监测与预警系统，不仅实现了对城市全要素和水利治理管理活动的数字映射和智能模拟，为实时监控、问题发现和优化调度提供了有力支撑，还能关联分析历史与实时内涝数据，为不同行业用户提供易涝点预测、社会经济影响分析等服务。这些服务不仅涵盖了政务、民生、商业等多个领域，还以多种形式呈现，满足了用户的多样化需求。

3.海绵城市建设：从示范区建设到全域化推进

（1）提升城市防洪排涝能力

海绵城市建设通过雨水花园、绿色屋顶、透水铺装等措施增加城市地表的渗水能力，减少径流外排，降低城市洪涝灾害的发生概率。同时，构建城市排水防涝设施，提高城市排水系统的能力，确保在特大暴雨等极端天气条件下，城市排水系统能够正常运行，避免城市内涝的发生。

（2）改善城市生态环境

海绵城市建设注重生态优先，通过增加绿地、湿地等生态空间，提高城市的生态多样性，降低城市热岛效应，提升城市环境质量。同时，通过雨水收集和利用，减少对地下水的开采，保护地下水资源。

（3）促进城市可持续发展

海绵城市建设是一种可持续的城市发展方式，通过合理利用雨水资源，缓解城市水资源短缺问题，提高城市水资源利用效率，促进城市绿色交通、绿色建筑等领域的发展，推动城市经济社会的可持续发展。

从2015年第一批海绵城市建设试点城市公布，到2023年第三批系统化全域推进海绵城市建设示范城市获批，我国海绵城市建设取得了显著成效。例如，北京市城市副中心经过近8年建设，截至2023年年底，总计完成试点区海绵城市项目125项，海绵城市建设达标面积约29.9 km2，使4万余居民受益。上海市在系统化全域推进海绵城市建设的过程中，通过完善海绵城市规划技术体系、加强区域生态环境保护修复、构建韧性安全城市河湖系统、完善城市排水防涝设施建设等措施，实现了城市防洪排涝能力的提升、城市生态环境的改善以及对城市可持续发展的促进。同时，各地积极探索海绵城市建设模式，形成了各具特色的海绵城市建设路径。

4.社会、经济与环境效益明显

（1）社会效益

洪涝灾害往往会给城市居民带来诸多不便，如居住环境恶化、交通受阻等。通过多种洪涝治理措施，有效减少了这些不便，提高了居民的生活质量。通过建立完善的应急响应机制，显著减少了因洪涝灾害导致的财产损失和人员伤亡。洪涝灾害可能引发社会不安定因素，如居民恐慌、社会秩序混乱等，有效的洪涝治理能够减少这些因素的影响，从而增强社会的稳定性。

（2）经济效益

通过有效洪涝治理，显著降低了洪涝灾害带来的经济损失，包括减少房屋、基础设施和农作物的损失，以及避免或降低因灾害导致的停产停业等间接经济损失。洪涝治理通过改善城市基础设施、提高城市防洪排涝能力等措施，为城市经济发展提供了稳定的环境。同时，洪涝治理还促进了相关产业发展，如水利工程建设、环保产业等。此外，洪涝治理有助于节约水资源，提高城市水资源利用效率，缓解城市水资源短缺问题，产生了巨大的经济效益。

（3）生态环境效益

洪涝灾害往往会对城市的生态环境造成破坏，如冲毁土地、破坏植被等，洪涝治理可以有效减少这些破坏，同时促进生态恢复，提高城市的生态多样性。通过对城市河道进行定期清淤和整治，有效提高了河道行洪能力，减少河道淤积对水质的影响；对排水管网进行改造和升级，增加了排水管道容量，改善排水设施运行效率；在河道两侧建设生态河岸与碧道，增加河道生态功能，提高河道自净能力，有效改善了水环境，维系了河湖生态系统健康。

四、结论与建议

在全球气候变化和人类活动的双重影响下，城市洪涝灾害已成为影响城市稳定与安全的重大挑战。为了应对这一挑战，我国以习近平总书记关于治水的重要论述为指导，从生态系统整体性和流域系统性出发，追根溯源、系统治理，取得了一系列显著成效。以下几点建议希望能为未来的城市防洪防涝工作提供有益参考。

1.坚持系统治理观念，全方位推进国家与区域水网建设

城市洪涝灾害的发生往往与水资源分布不均、排水系统薄弱以及城市基础设施不完善等问题紧密相关。因此，必须从全局出发，综合考量水资源的合理配置、排水系统的升级优化以及城市基础设施的完善提升，通过加快河湖水系连通工程建设强化国家水网，构建全面系统的流域洪涝治理体系，提升城市水系统韧性，更有效地应对城市洪涝灾害威胁，保障城市的安全与可持续发展。

2.科技引领是打造智慧防洪防涝排涝体系的核心驱动力

随着现代信息技术的快速发展，加强利用北斗、遥感、物联网等技术手段，建立“天空地”立体水文气象汛期信息监测系统，实时监测和分析水文气象数据。结合大数据、人工智能等技术，研发精细化、高精度、智慧化的洪水预报及调度系统，持续推进数字孪生水利体系建设，为防洪排涝工作提供准确、高效的决策支持，保障城市的正常运行和居民的生命财产安全。

3.加快完善现代化流域洪涝防御工程体系

全面贯彻落实海绵城市建设理念和标准，优化排蓄设施体系布局，使城市能够像海绵一样吸收、存储、排放雨水；推进排水防涝工程达标建设，合理规划建设洪涝蓄滞场所，加快现有防洪排涝设施提标改造；加强大江大河控制性工程建设和流域行蓄洪区建设，增强流域洪水的调蓄能力，建设“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系。同时，结合韧性城市建设，有效提升城市生命线工程防护标准，确保在超标准降雨条件下重要市政基础设施功能不丧失，保障城市基本功能和安全，为居民创造更加安全、宜居的城市环境和生活条件。