張辰：新時代我國城鎮(zhèn)排水防澇與流域防洪體系銜接研究

水處理網(wǎng)訊:導讀：洪澇災害包括內(nèi)澇和外洪，兩者既有區(qū)別又緊密聯(lián)系。在對內(nèi)澇和外洪關系分析的基礎上，借鑒美國在城鎮(zhèn)洪澇災害防治方面的經(jīng)驗，提出城鎮(zhèn)排水防澇和流域防洪在標準和技術上的銜接，詳細闡述并分析了城鎮(zhèn)排水標準、內(nèi)澇防治標準、治澇標準和防洪標準規(guī)定的內(nèi)容和彼此之間的銜接條件，從規(guī)劃和工程兩方面提出了技術銜接的途徑，并提出明確排水防澇與防洪的職責與界限、加強規(guī)劃管控、加強信息共享和建立聯(lián)防聯(lián)控機制等建議，以期為新時代城鎮(zhèn)排水防澇和流域防洪工作提供參考。

0 前言

2020年6月1日至7月28日，長江流域平均降水量為528.8 mm，較常年同期偏多50%，為1961年以來歷史同期最多，太湖流域平均降水量為690.1 mm，較常年同期偏多1倍，為歷史同期第二多，持續(xù)性強降水導致我國部分流域出現(xiàn)了嚴重的洪澇災害。

洪澇災害包括內(nèi)澇和外洪，兩者既有區(qū)別又緊密聯(lián)系。本文擬在對內(nèi)澇和外洪關系分析的基礎上，借鑒國際上發(fā)達國家在城鎮(zhèn)洪澇災害防治方面的經(jīng)驗，提出內(nèi)澇和外洪防治在標準和技術上的銜接，并提出建議，以期為新時代城鎮(zhèn)排水防澇和流域防洪工作提供參考。

1 內(nèi)澇和外洪的區(qū)別

1.1 內(nèi)澇和外洪的定義

內(nèi)澇，根據(jù)《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術規(guī)范》（GB 51222-2017）認為：是指一定范圍內(nèi)的強降雨或連續(xù)性降雨超過其雨水設施消納能力，導致地面產(chǎn)生積水的現(xiàn)象。標準中認為道路積水小于15 cm，住宅底層不進水不是內(nèi)澇，只有超過這一標準，且積水的退水時間超過一定標準，影響城鎮(zhèn)安全運行才能定義為內(nèi)澇。

洪災，根據(jù)應急管理部認為：是指由于江、河、湖、庫水位猛漲，堤壩漫溢或潰決，水流入境而造成的災害。按照成因可分成暴雨洪水（雨洪）、山洪、河流洪水、融雪洪水、潰壩洪水、冰凌洪水、泥石流、風暴潮等。

1.2 內(nèi)澇和外洪的關系

1.2.1 產(chǎn)生原因不同

內(nèi)澇主要是由于城鎮(zhèn)本地降雨過多（強降雨或連續(xù)性降雨）、地表消納能力不足（硬化面積過大、原滯蓄空間被占用）、城鎮(zhèn)排水能力不足（管道和內(nèi)河排水不暢）、局部地勢低洼等原因?qū)е鲁^一定標準的城鎮(zhèn)雨水徑流（內(nèi)水）在城鎮(zhèn)無法排除而造成。外洪主要是由于暴雨、急驟融冰化雪、風暴潮等原因引起流域性河湖水體的水位上漲并超過流域防洪標準的承受能力而導致堤壩漫溢甚至潰決、洪水（外水）進入城鎮(zhèn)而造成。

1.2.2 管理空間不同

內(nèi)澇科學防治的管理空間是城鎮(zhèn)尺度，對城鎮(zhèn)范圍內(nèi)降雨產(chǎn)流的管理，通過在城鎮(zhèn)規(guī)劃建設過程中采用合理的措施，排除一定的城鎮(zhèn)雨水徑流量，避免城鎮(zhèn)在降雨期間的道路積水和房屋進水，保障城鎮(zhèn)的安全運行。外洪防治則是從流域尺度，對流域范圍內(nèi)（包括干流和支流流經(jīng)的區(qū)域）降雨產(chǎn)流的管理，通過在流域的防洪規(guī)劃和工程建設過程中采用合理的措施，確保流域性河道的水位保持在合理的范圍內(nèi)，保障沿線城鎮(zhèn)的排水安全。

1.2.3 兩者既有聯(lián)系又不同

內(nèi)澇和外洪彼此之間存在著復雜的聯(lián)系，包括因雨致澇、因洪致澇、因澇致洪等多種情況。因雨致澇，當城鎮(zhèn)遭遇的暴雨量超過內(nèi)澇防治設計重現(xiàn)期的標準時，雨水管渠和排澇除險設施不能及時將城鎮(zhèn)雨水徑流排至外河，導致積水超過一定深度、退水時間超過標準并影響城鎮(zhèn)秩序和安全運行的現(xiàn)象。因洪致澇，當外洪形成后外河水位上漲，城鎮(zhèn)內(nèi)河無法順利將城鎮(zhèn)雨水徑流排出，內(nèi)河水位上漲，對排水系統(tǒng)產(chǎn)生頂托甚至倒灌，導致城鎮(zhèn)徑流不能及時排出造成嚴重積水且退水時間過長的現(xiàn)象。因澇致洪，當沿河城鎮(zhèn)產(chǎn)生的城鎮(zhèn)雨水徑流排至外河，大江大河流域面積大，干流匯集不同支流的洪峰，導致形成歷時較長漲落較平緩的洪峰；或者小河流的流域面積和河網(wǎng)的調(diào)蓄能力較小，導致形成漲落迅猛洪峰的現(xiàn)象。

2 國際城鎮(zhèn)排水防澇經(jīng)驗

發(fā)達國家和地區(qū)在城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中也都遭受過洪澇問題，基于可持續(xù)性雨洪管理理念，建立了適合本國國情的暴雨徑流源頭控制標準體系，如美國的低影響開發(fā)（Low Impact Development, LID）、英國的可持續(xù)城市排水系統(tǒng) (Sustainable Urban Drainage System, SUDS）和新加坡的低影響城市設計和發(fā)展體系（Low Impact Urban Design and Development, LIUDD）等。歐洲城鎮(zhèn)降雨較為平緩，與我國降雨特征不符，且流域面積不大、地勢坡降大，不易產(chǎn)生大面積洪澇災害；新加坡國家面積較小，與我國國情相差較大；分析研究美國的排水防澇經(jīng)驗對我國的借鑒意義較大。

美國的排澇防洪明確由城鎮(zhèn)排水防澇（Urban Flooding）和流域防洪(Flooding)兩部分組成，其責任主體分別為地方政府（Local Government）和聯(lián)邦政府（Federal Government）。其中城鎮(zhèn)排水防澇體系大體經(jīng)歷了水量控制、雨水水量和水質(zhì)控制并重以及可持續(xù)性雨水管理等階段。在發(fā)展過程中，逐步形成了目前由低影響開發(fā)（Low Impact Development）或稱源頭減排的微排水系統(tǒng)(Micro Drainage System)、小排水系統(tǒng)（Minor Drainage System）和大排水系統(tǒng)（Major Drainage System）組成的城鎮(zhèn)排水防澇體系。

低影響開發(fā)注重源頭徑流控制，包括透水鋪裝、雨水花園、綠色屋頂?shù)染G色基礎設施，可有效削減降雨期間的流量峰值，減輕市政雨水管渠的壓力，降低城鎮(zhèn)內(nèi)澇發(fā)生的頻率和強度。小排水系統(tǒng)包括雨水管渠、排水泵站和調(diào)蓄設施等傳統(tǒng)雨水排水設施，主要擔負重現(xiàn)期為1～10年較大概率事件城鎮(zhèn)雨水徑流的安全排放，且不允許地面積水。大排水系統(tǒng)包括城鎮(zhèn)低洼地、坑塘河湖水系、道路、廣場、綠地、體育設施等允許滯澇調(diào)蓄、行泄空間，以及管道泵排等灰色設施，主要應對小概率極端降雨事件，大排水系統(tǒng)的設計重現(xiàn)期為50年～100年。低影響開發(fā)設施、小排水系統(tǒng)、大排水系統(tǒng)均由城鎮(zhèn)政府進行建設和管理，如在北卡羅來納州，由市政雨水部門（municipal Stormwater divisions）負責市政雨水管渠、調(diào)蓄設施的建設和運維管理，與流域防洪管理相銜接。

流域防洪工程包括修建防洪堤、河道整治、開辟滯洪區(qū)和泄洪道等工程措施，以及滯洪區(qū)管理、洪水保險、洪水預報和預警等非工程性措施。防洪工程建設單位為陸軍工程師團，負責全國主要河道的堤防興建、護岸退建等，以及全國的防洪調(diào)度、對泛洪區(qū)管理等，堤防建設后交由各州政府運維管理。

美國把全國劃分成13個流域，每個流域均建立了洪澇預警系統(tǒng)，洪澇預報由國家海洋與大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）向社會發(fā)布，對洪水可能造成的災害進行及時、準確的預測，發(fā)布警示信息。城鎮(zhèn)內(nèi)澇和防洪預警發(fā)出后，視災害事件的規(guī)模按不同責任主體啟動不同的應急響應。以洛杉磯為例，洪澇響應分為四個層級，包括市級（City of Los Angeles）、郡級(County of Los Angeles)、州級(State of California)和聯(lián)邦政府級。在規(guī)模較小的暴雨災害事件中，應急響應的主導部門為市應急管理局。當災害達到一定規(guī)模時，由市應急管理局啟動市應急行動中心作為聯(lián)絡中心和牽頭單位，以市水務部門作為應急方案主要執(zhí)行部門協(xié)調(diào)市水務系統(tǒng)，同時聯(lián)合市交通、建筑安全、公共建設、消防、警務、園林、動物管理等部門進行工作部署。當災害超過市政府的處理能力時，提請郡級、州級乃至聯(lián)邦政府支援。郡級政府中參與的主要有消防、公共建設、交通和環(huán)境等部門。聯(lián)邦政府中參與的部門主要有陸軍工程師團、氣象團、地質(zhì)調(diào)查局、墾務局和聯(lián)邦應急管理局(Federal Emergency Management Agency)、海岸警衛(wèi)隊等，其中陸軍工程師團的職責是負責區(qū)域內(nèi)Hansen和Sepuulveda兩個大壩以及洛杉磯機場防汛工作。

3 內(nèi)澇和外洪的銜接

城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治是一項系統(tǒng)工程，涵蓋從雨水徑流的產(chǎn)生到排放的全過程控制，包括產(chǎn)流、匯流、調(diào)蓄、利用、排放、預警和應急措施等，而不僅僅只有傳統(tǒng)的雨水排水管渠設施。自2012年北京“7·21”暴雨之后，我國住房和城鄉(xiāng)建設部對城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治工作高度重視，多次強調(diào)城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治和流域防洪的銜接，標準體系逐步完善，工程建設陸續(xù)開展。特別是國家海綿試點城市對內(nèi)澇防治體系的探索和工程實踐，取得了很大成效。比如上海臨港國家海綿城市建設試點區(qū)經(jīng)受住了2018年和2019年兩次臺風和暴雨的考驗。

3.1 標準銜接

2013年我國內(nèi)澇標準提出以前，我國僅有城鎮(zhèn)排水和水利的治澇、防洪標準。這些標準隸屬于不同學科，在考慮問題的角度、計算方法的選擇等方面存在不一致之處 。近年來我國城鎮(zhèn)排水標準、內(nèi)澇防治標準和水利的治澇標準、防洪標準已基本實現(xiàn)統(tǒng)籌，形成統(tǒng)一的城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治和流域防洪體系。

3.1.1 相關標準

（1）排水標準?！妒彝馀潘O計規(guī)范》（GB 50014-2006,2016版）規(guī)定，雨水管渠設計重現(xiàn)期應根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、城鎮(zhèn)類型、地形特點和氣候特征等因素確定，并應明確相應的設計降雨強度，如表1所示。上海中心城區(qū)雨水管渠設計重現(xiàn)期確定為5年，其對應的設計降雨強度為58 mm/h，當發(fā)生小于該雨強的降雨時，不應產(chǎn)生地面積水。

（2）內(nèi)澇防治標準。《室外排水設計規(guī)范》（GB 50014-2006）2019年全面修訂時提出內(nèi)澇防治標準包括三方面，一是設計重現(xiàn)期，二是積水深度，三是退水時間。

內(nèi)澇防治設計重現(xiàn)期應根據(jù)城鎮(zhèn)類型、積水影響程度和內(nèi)河水位變化等因素確定，并應明確相應的設計降雨量，如表2所示。

最大允許退水時間如表3所示。人口密集、內(nèi)澇易發(fā)、特別重要且經(jīng)濟條件較好的城區(qū)，最大允許退水時間應采用規(guī)定的下限。此外，交通樞紐的最大允許退水時間應為0.5 h。

積水深度設計標準，居民住宅和工商業(yè)建筑物的底層不進水、道路中一條車道的積水深度不超過15 cm，本規(guī)定能保證城鎮(zhèn)道路不論寬窄，在內(nèi)澇防治設計重現(xiàn)期下，至少有一車道能夠通行。

上海作為超大城市，確定內(nèi)澇防治設計重現(xiàn)期為100年，其對應的設計降雨量為24小時275 mm，中心城區(qū)的退水時間為1 h。

（3）治澇標準。《治澇標準》（SL723-2016）規(guī)定，城市澇區(qū)的設計重現(xiàn)期應根據(jù)其政治經(jīng)濟地位的重要性、常住人口或當量經(jīng)濟規(guī)模指標確定，如表4所示。

（4）防洪標準。《防洪標準》（GB 50201-2014）規(guī)定，城市防護區(qū)應根據(jù)政治、經(jīng)濟地位的重要性、常住人口或當量經(jīng)濟規(guī)模指標確定，如表5所示。

3.1.2 標準銜接

從上述不同類型標準的標準值看，同一級別城鎮(zhèn)對應的重現(xiàn)期差異較大，比如對于某一特大城市，雨水管渠設計重現(xiàn)期是3～5年，內(nèi)澇防治標準是50～100年，治澇標準是20年，防洪標準是200年。但是，這些標準由于針對的對象不同，所以對應的降雨歷時和強度、水文數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法、設施計算方法都不一樣，不能單純從標準值上看是否可以銜接。

排水標準針對排水分區(qū)，應對1 h的短歷時強降雨，在排水標準的降雨下不允許地面出現(xiàn)積水。內(nèi)澇防治標準針對城鎮(zhèn)范圍，應對3～24 h的長歷時強降雨，允許地面出現(xiàn)一定深度積水，并根據(jù)城鎮(zhèn)能承受的程度明確最大允許退水時間，一般為0.5～4 h。這兩個標準針對城鎮(zhèn)管理尺度，一般以水量控制。

治澇標準針對城鎮(zhèn)內(nèi)河流域范圍，應對24 h或更長的長歷時降雨，要求雨后24 h排除。防洪標準針對流域范圍，應對數(shù)日至數(shù)月的長歷時降雨。這兩個標準針對流域尺度，一般以水位控制。

雨水管渠設計采用的是強度法，計算的是流量的概念，注重“排”。內(nèi)澇防治、治澇和防洪工程設計采用的都是容積法和強度法相結合的方式，除了計算流量，還要計算總水量和水位，注重“蓄排結合”。

城鎮(zhèn)排水標準和治澇標準的銜接，是通過城鎮(zhèn)內(nèi)河、湖泊等“蓄”的作用減緩城鎮(zhèn)排水峰值流量對排澇流量的影響。內(nèi)澇防治標準和治澇標準的銜接，主要依靠措施的不同，內(nèi)澇防治是城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的陸域水域協(xié)同，通過在陸域設置有調(diào)蓄功能的綠地、廣場等開放空間和調(diào)蓄池等工程設施，控制排入城鎮(zhèn)水域的徑流總量和徑流峰值，實現(xiàn)與城鎮(zhèn)內(nèi)河治澇標準的銜接，并確保區(qū)域滿足地面積水標準和退水時間要求。內(nèi)澇防治標準和流域防洪標準的銜接，則主要是通過對相應標準條件下洪水位的分析，建立確定的設計水位線，作為城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治系統(tǒng)設計的邊界條件和城鎮(zhèn)防洪工程實施的標準。

以上海市中心城區(qū)為例，排水標準為5年一遇，1 h降雨量為58 mm。治澇標準為30年一遇，不同水利片最大24小時面降雨量有所差異，如蕰南片為222.5 mm、淀北片為223.2 mm，最大1 h降雨量取總降雨量的24.7%為55 mm左右，結合水利片內(nèi)河湖的蓄水空間基本實現(xiàn)與排水標準相銜接。內(nèi)澇防治標準為100年 一遇，其中蕰南片24 h面降雨量為286.7 mm、淀北片為282.6 mm，最大1 h降雨量為70 mm左右，規(guī)劃通過藍綠灰結合、增設源頭減排設施和深層調(diào)蓄隧道的方式，控制超過內(nèi)河排澇能力的徑流量，實現(xiàn)內(nèi)澇防治標準和治澇標準的銜接。而上海黃浦江防汛墻的防洪（潮）設計標準為千年一遇，就是保證流域發(fā)生千年一遇洪（潮）位時，防汛墻不會發(fā)生漫溢或者潰壩，同時，內(nèi)澇防治系統(tǒng)的設施能在設計條件下正常運行。

3.2 技術銜接

內(nèi)澇防治和流域防洪均為系統(tǒng)工程，兩者在規(guī)劃上需要有效銜接，在工程手段上有共通之處。

3.2.1 規(guī)劃邊界銜接

內(nèi)澇防治系統(tǒng)和流域防洪系統(tǒng)在規(guī)劃上應統(tǒng)籌計算洪澇水量，實現(xiàn)空間布局和豎向規(guī)劃的銜接。在流域（區(qū)域）防洪規(guī)劃、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和城市防洪規(guī)劃的基礎上，洪、澇、潮災害統(tǒng)籌治理，合理布置防洪工程布局和規(guī)模，充分考慮城鎮(zhèn)排澇除險能力，以確定合理的設計洪峰流量、時段洪量和洪水過程線，為洪水流經(jīng)城鎮(zhèn)提供內(nèi)澇防治系統(tǒng)規(guī)劃的邊界。城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治系統(tǒng)以洪水過程線為規(guī)劃邊界，合理布局源頭減排設施系統(tǒng)、市政雨水排水管渠系統(tǒng)和排澇除險系統(tǒng)，并與城鎮(zhèn)內(nèi)污水處理和合流制溢流污染控制等系統(tǒng)有機銜接，實現(xiàn)對城鎮(zhèn)雨水徑流總量、峰值和污染等多重目標的控制。豎向高程規(guī)劃是實現(xiàn)城鎮(zhèn)排水通暢重要前提。

3.2.2 工程手段銜接

內(nèi)澇防治系統(tǒng)和流域防洪系統(tǒng)均采用“蓄排結合”的工程技術手段。城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治系統(tǒng)統(tǒng)籌地面地下，結合陸域水體，協(xié)調(diào)包括源頭減排、排水管渠和排澇除險等工程性設施以及應急管理等非工程性措施，并與防洪設施相銜接。流域防洪亦強調(diào)工程措施與非工程措施相結合，統(tǒng)籌治理洪、澇、潮災害，針對較為常見的江河洪水防治，工程措施以堤防為主，配合水庫、分（滯）洪、河道整治等，構建蓄排結合的完整防洪體系。

因此，在城鎮(zhèn)建設中應加強湖泊、水塘、濕地等天然水域保留，充分發(fā)揮其在內(nèi)澇防治系統(tǒng)中源頭減排和排澇除險的蓄排作用，以及其在流域防洪系統(tǒng)中的防洪滯澇作用。

4 建議

4.1 明確排水防澇與防洪的職責與界限

城鎮(zhèn)排水防澇屬于地方事權，城鎮(zhèn)建設是系統(tǒng)工程，排水和內(nèi)澇防治更是系統(tǒng)工程，地方政府應在住建部指導下開展相應工作，其針對的是城鎮(zhèn)范圍內(nèi)發(fā)生的降雨事件，包括3～5年的大概率和20～100年的小概率事件；流域防洪則屬于中央事權，由水利部主管，針對的是流域范圍內(nèi)的小概率降雨事件，設計重現(xiàn)期一般為100～200年一遇甚至更大。

4.2 加強規(guī)劃管控

在規(guī)劃層面加強空間分配和豎向銜接的統(tǒng)籌是解決城鎮(zhèn)排水防澇和流域防洪的核心問題。以流域為單位編制防洪規(guī)劃，確定流域防洪標準和相應的洪（潮）水位，合理分配流域上下游城鎮(zhèn)的外排水量，并科學布局滯洪區(qū)域，為流域洪水留出足夠的空間。以城鎮(zhèn)為單位編制排水防澇規(guī)劃，首先要為城鎮(zhèn)“留白”，最大限度保護山水林田湖草的基本生態(tài)格局，最大限度適應地形地貌，對沿江沿河岸線留出一定距離、不予開發(fā)；確定城鎮(zhèn)排水防澇標準，科學劃分排水分區(qū)，規(guī)劃各類排水設施的布局和規(guī)模，做好豎向銜接，包括源頭減排設施、雨水管渠和排澇除險設施的銜接，以及排澇除險設施和外河設計洪水位的銜接。

4.3 加強信息共享，建立聯(lián)防聯(lián)控機制

加強對降雨統(tǒng)計、氣象預報、降雨產(chǎn)匯流、河湖水位等重要水文特征和數(shù)據(jù)的信息共享，共建數(shù)據(jù)感知體系和預警預報系統(tǒng)。針對不同范圍和程度的降雨，建立流域?qū)用婧统擎?zhèn)層面的聯(lián)防聯(lián)控機制，加強多部門聯(lián)合的應急預案編制以及應急裝備和物資的儲備。

原標題:給水排水 |張辰：新時代我國城鎮(zhèn)排水防澇與流域防洪體系銜接研究