尊重自然、師法自然，張建云院士談城市洪澇和海綿城市 中國(guó)給水排水

7月22日，強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“安比”突破魔都結(jié)界，登陸上海，整座城市枕戈待旦，做好一切防汛防洪預(yù)案，抗擊臺(tái)風(fēng)。近年來(lái)，隨著海綿城市建設(shè)的推進(jìn)，和對(duì)排水防洪的高度重視，我們確實(shí)做的越來(lái)越好。

7月20日，張建云院士到訪(fǎng)上海，在上海城投研究總院院士論壇上，分享了他關(guān)于中國(guó)城市洪澇及海綿城市建設(shè)的觀點(diǎn)，謹(jǐn)以此文，與廣大同行分享。

——阿三 語(yǔ)

2012年7月21日，一場(chǎng)歷時(shí)19小時(shí)，最大降雨強(qiáng)度110.3 mm/h的特大暴雨襲擊北京，造成79人死亡、房屋倒塌10660間、160.2萬(wàn)人受災(zāi)、經(jīng)濟(jì)損失116.4億元的慘痛后果。

這些年來(lái)，每一個(gè)排水人都在反思，都在總結(jié)，都在改變，都在進(jìn)步。2016年7月19日，“721”四周年之際，北京再次發(fā)生了歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)55小時(shí)，最大降雨強(qiáng)度56.8 mm/h的大暴雨，但是這一次，眾志成城的首都北京，交出了無(wú)明顯洪澇和交通影響，無(wú)人員傷亡的漂亮答卷。

不忘教訓(xùn)，方能涅槃重生。

7月20日，南京水利科學(xué)研究院張建云院士蒞臨上海城投研究總院院士論壇，分享了他對(duì)中國(guó)城市洪澇與海綿城市建設(shè)方面的觀點(diǎn)。

近年來(lái)，城市內(nèi)澇問(wèn)題，幾乎成為了經(jīng)歷者的災(zāi)難、旁觀者的問(wèn)責(zé)、網(wǎng)絡(luò)段子手的狂歡。“復(fù)旦、同濟(jì)等大學(xué)看海抓魚(yú)”、“走出河海（大學(xué)）便是江湖”、“一夜過(guò)后變成海景房”等等網(wǎng)絡(luò)段子風(fēng)傳于微博、朋友圈，更多的是一些網(wǎng)友此起彼伏地“拷問(wèn)”著“城市的良心”，變成一次次的網(wǎng)絡(luò)審判。

客觀而言，中國(guó)特有的地理位置（太平洋水汽和印度洋水汽交匯）、特有的地形條件（地球第3極）、特殊的氣候特點(diǎn)（季風(fēng)特點(diǎn)突出），決定了我國(guó)的洪澇災(zāi)害頻發(fā)。約2/3的國(guó)土面積受到洪水的威脅，全國(guó)2/3城市均發(fā)生過(guò)不同程度的暴雨洪澇。此外，全球變暖、熱帶氣旋增強(qiáng)、人類(lèi)活動(dòng)帶來(lái)的熱島和雨島效應(yīng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了城市洪澇出現(xiàn)的概率，使得我國(guó)洪澇災(zāi)害日趨嚴(yán)重。

但是，即便客觀使然，逢雨就得必澇?

張?jiān)菏空J(rèn)為，我國(guó)近年來(lái)在應(yīng)對(duì)城市洪澇問(wèn)題上所暴露出來(lái)的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)偏低，包括管網(wǎng)排水系統(tǒng)、內(nèi)河除澇能力河流域防洪能力；（2）城市化開(kāi)發(fā)影響，體現(xiàn)在對(duì)自然排水系統(tǒng)的破壞，影響了產(chǎn)匯流機(jī)制；（3）城市應(yīng)急管理水平相對(duì)較弱，包括監(jiān)測(cè)、預(yù)警河應(yīng)急預(yù)案等。北京“721”以后，我國(guó)從政府主管部門(mén)，到整個(gè)行業(yè)，甚至到普通群眾，都在分析問(wèn)題、援引經(jīng)驗(yàn)、建言獻(xiàn)策，這是一輪痛定思痛之后引領(lǐng)行業(yè)向好發(fā)展的態(tài)勢(shì)，也是一次從中央發(fā)起的，政策、資金全部配套到位的切實(shí)的行動(dòng)。

——海綿城市建設(shè)。

我們發(fā)現(xiàn)，隨著改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，和城市化進(jìn)程的飛速前進(jìn)，很多潛移默化的變化正在不斷傷害著城市自身的排水能力。從太湖流域土地利用影像圖資料看到，1985年以來(lái)，區(qū)域內(nèi)城市化區(qū)域快速增長(zhǎng)，城市的擴(kuò)張導(dǎo)致耕地、林地的的大量減少，濕地、水域衰減或破碎，流域的水量調(diào)蓄能力明顯降低，洪水得以長(zhǎng)驅(qū)直入到城市。同時(shí)在外部風(fēng)險(xiǎn)不斷增加的同時(shí)，城市自身的無(wú)序開(kāi)發(fā)，地下設(shè)施（停車(chē)庫(kù)、商場(chǎng)、下沉式立交橋）的頻繁布置，以及排水標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低（1~2年）的現(xiàn)狀，似乎也預(yù)示著城市內(nèi)澇的必然性。

在海綿城市建設(shè)大潮呼之欲出前夕，北京在經(jīng)歷了“721”之后所做出的快速響應(yīng)：雨水管網(wǎng)改造、1460公里中小河道治理、75座泵站改造、47個(gè)蓄水場(chǎng)所建設(shè)，以及城市暴雨洪澇的監(jiān)測(cè)預(yù)警加強(qiáng)…… 此后北京在應(yīng)對(duì)極端天氣時(shí)的表現(xiàn)，游刃有余。

對(duì)此張?jiān)菏吭u(píng)價(jià)道：科學(xué)防治城市洪澇，提高排水除澇和防洪能力，加強(qiáng)暴雨洪澇監(jiān)測(cè)預(yù)警和應(yīng)急管理，城市洪澇問(wèn)題可以得到很好的解決。

于是，一系列圍繞建設(shè)海綿城市建設(shè)的準(zhǔn)備工作轟轟烈烈的開(kāi)始，并由標(biāo)準(zhǔn)先行。

城市排水標(biāo)準(zhǔn)，指雨水排水管網(wǎng)（包括雨水管渠、檢查井、排水明溝、雨水泵站、閘閥等）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)產(chǎn)生于城市內(nèi)較小匯水面積上較短歷時(shí)的雨水徑流進(jìn)行排除，2014年2月，住建部頒布《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范）（GB50014-2006，2014年版），大大提高了我國(guó)雨水管渠的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。

城市排澇標(biāo)準(zhǔn)，指城區(qū)內(nèi)承擔(dān)排澇功能的河道水系及排澇泵站（包括內(nèi)河、湖泊、排水溝渠和排澇泵站、水閘建設(shè)等）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)解決較大匯流面積尚較長(zhǎng)歷時(shí)暴雨產(chǎn)生的澇水排放問(wèn)題，2012年，《城市防洪工程規(guī)劃規(guī)范》（GB/T50805-2012）頒布，明確了排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在5~20年一遇，特大城市應(yīng)大于20年一遇。

城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，是城市為防御持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的主要外河或湖泊洪水，或是濱海城市為防御設(shè)計(jì)高潮位所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)2010年修訂的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）明確，特別重要城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)大于200年一遇，實(shí)際操作中，上海防御風(fēng)暴潮的海堤標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)1000年一遇，哈爾濱松花江防洪標(biāo)準(zhǔn)也已大于500年一遇。

張?jiān)菏繌?qiáng)調(diào)，三類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（排水、除澇、防洪）防治的對(duì)象不同，要解決的科學(xué)問(wèn)題不同，所用資料不同，計(jì)算方法也不同，但必須協(xié)調(diào)銜接。

2013年12月12日，在《中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議》上正式提出海綿城市建設(shè)的要求。此后，住建部和各地政府、相關(guān)單位，參考美國(guó)低影響開(kāi)發(fā)（LID）理念[1]、英國(guó)和歐洲的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)理念[2]、新加坡的活力、美觀、清潔水（ABC）計(jì)劃[3]，以及澳大利亞的水敏城市設(shè)計(jì)[4]，進(jìn)一步明確了“‘滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，此后，30個(gè)城市分兩批相繼開(kāi)展了轟轟烈烈的試點(diǎn)建設(shè)工作。

但是，與普遍存在的一種思維誤區(qū)不同，海綿城市并不是單一的洪澇防治，而是水綜合治理的系統(tǒng)工程，張?jiān)菏吭谄饰鰧?duì)海綿城市建設(shè)正確的認(rèn)識(shí)中這樣分析道。

海綿城市的系統(tǒng)工程概念，包括了防洪排澇保安、水資源保障、水環(huán)境治理、水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)，以及水文化傳承多個(gè)方面。我們?cè)陂_(kāi)展海綿城市建設(shè)中，必須意識(shí)到源頭減排是基礎(chǔ)，要建設(shè)海綿體流域，減少?gòu)搅餍纬�，減少暴雨徑流量和延緩峰現(xiàn)時(shí)間，并通過(guò)人工濕地等自然生態(tài)條件，減少水體的污染。從法國(guó)馬賽、法國(guó)巴黎、廣州等城市的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，我們也必須客觀認(rèn)識(shí)到，對(duì)洪澇風(fēng)險(xiǎn)較大的大型城市，在確保足量、且排蓄功能健全的分散式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建設(shè)深隧等大型排蓄水和水處理系統(tǒng)是必要的，從而實(shí)現(xiàn)集中和分散的協(xié)同。更為重要的是，全面提升城市河湖水質(zhì)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)根本性目標(biāo)，需要多策并施、綜合治理。筆者認(rèn)為，可以預(yù)想的是，當(dāng)我國(guó)水環(huán)境整體得到提升之后，無(wú)論是水資源還是排蓄水方面，都有可能實(shí)現(xiàn)集中和分散的協(xié)同，這或許也是回歸自然的遠(yuǎn)景追求吧。

而在具體的海綿城市系統(tǒng)工程的對(duì)策方面，張?jiān)菏垦院?jiǎn)意賅地總結(jié)道：截污是前提、清淤是基礎(chǔ)、活水是靈魂、管理是保障。值得討論的是，關(guān)于“清淤”的話(huà)題，侯立安院士曾提出過(guò)這樣的觀點(diǎn)：在黑臭水體治理的具體工程實(shí)施中，清淤需要更多地關(guān)注底泥的處理處置問(wèn)題，切勿引起新的污染。在條件和技術(shù)允許的情況下，考慮原位修復(fù)的方式更為理想。因此，是清淤還是原位修復(fù)，還需要結(jié)合具體情況具體討論，從而選擇最為適宜的方式。

然而，目前我國(guó)有不少城市都具有情況復(fù)雜的歷史問(wèn)題，特別是大城市中的老城區(qū)，幾乎無(wú)法實(shí)施大規(guī)模的海綿城市建設(shè)。對(duì)于老城區(qū)的城市洪澇防治，張?jiān)菏恐赋觯瑧?yīng)當(dāng)問(wèn)題導(dǎo)向、因地制宜、采取針對(duì)性措施，并具體展開(kāi)為（1）增設(shè)下凹式綠地和植草溝等，減少雨水流入下水管道的水量；（2）運(yùn)用可資利用的池塘、水體、人工調(diào)蓄池等調(diào)蓄設(shè)施，攔蓄洪澇；（3）結(jié)合城市道路、園林等設(shè)施維護(hù)和升級(jí)，按LID理念進(jìn)行改造，提高排水除澇能力，建設(shè)地下洪澇儲(chǔ)蓄場(chǎng)所。

而作為城市綜合管理水平的重要體現(xiàn)，搭建可靠的城市洪澇監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警信息系統(tǒng)，也是海綿城市建設(shè)中重要的非工程措施，應(yīng)當(dāng)予以重視。

尊重自然、師法自然。是多年來(lái)中國(guó)水務(wù)人痛定思痛后所得出的普遍真理。無(wú)論是曲久輝院士所提出的并開(kāi)展研究的通過(guò)岸濾等措施實(shí)現(xiàn)不加藥給水處理的理念，還是海綿城市建設(shè)所恪守的低影響開(kāi)發(fā)理念，都印證了這個(gè)真理。

千年前，李冰父子在四川通過(guò)利用山勢(shì)、地勢(shì)與水勢(shì)所建設(shè)的都江堰工程，使四川盆地成為天府之國(guó)。十年前，乘勢(shì)利導(dǎo)，因時(shí)制宜的上海青草沙水庫(kù)正式建成通水，一條橫臥在長(zhǎng)江口，逆流而上的“中華鱘”解決了上海這座特大型城市千萬(wàn)人優(yōu)質(zhì)原水供給問(wèn)題，給上海進(jìn)一步對(duì)標(biāo)全球卓越城市提供了無(wú)價(jià)的基礎(chǔ)保障前提。如今，我們推行并實(shí)施海綿城市，同樣也是致敬自然、遵從自然的一次工程建設(shè)革命，讓城市不再看海，讓城市水系統(tǒng)綜合治理得以實(shí)現(xiàn)。

文：阿三（阮辰旼）

本文觀點(diǎn)和素材均采自于2018年7月20日張建云院士在上海城投研究總院院士論壇上的主旨報(bào)告，限于專(zhuān)業(yè)能力，如有表述謬誤或曲解，還望諒解。

（張建云院士在院士論壇上作演講）

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