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全國防災減災日丨程曉陶:強化流域協(xié)同,提高城市應對洪澇能力
今年5月12日是第16個(gè)全國防災減災日,主題是“人人講安全、個(gè)個(gè)會(huì )應急——著(zhù)力提升基層防災避險能力”。本文為中國水利水電科學(xué)研究院教授級高工程曉陶于2023年9月24日在2022/2023中國城市規劃年會(huì )之專(zhuān)題會(huì )議十七“打造人與自然和諧共生的韌性空間”上所作題為《城市洪澇防治的流域統籌與韌性提升》的主題報告。報告總結了海綿城市建設推進(jìn)十周年來(lái)認識的深化與進(jìn)展,指出城市洪澇防治需走流域統籌的綜合治水之路,并給出了發(fā)展中國家韌性提升的基本策略。
一、高質(zhì)量發(fā)展對城市洪澇防治的要求
1、洪水災害形勢嚴峻
全球氣候持續增暖與人類(lèi)活動(dòng)加劇,明顯加大了災害性天氣事件發(fā)生的可能性及其后果的不確定性,“灰犀?!薄昂谔禊Z”接踵而來(lái),既有的災害防治系統和應急處置體系為應對異常災害風(fēng)險,不得不面臨更大的壓力和空前的挑戰。
海河“23.7”流域性特大洪水京津冀降水實(shí)況
2023年7月29日至8月1日,臺風(fēng)“杜蘇芮”殘余環(huán)流攜豐沛水汽北上,受到華北北部“高壓壩”攔截,加上太行山和燕山山脈地形抬升等共同作用,京津冀地區出現1963年以來(lái)最大場(chǎng)次降雨過(guò)程,部分地區洪澇災害嚴重。海河流域有22條河流發(fā)生超警以上洪水,8條河流發(fā)生有實(shí)測資料以來(lái)最大洪水,大清河、永定河發(fā)生特大洪水,子牙河發(fā)生大洪水,海河流域發(fā)生流域性特大洪水。海河“23?7”流域性特大洪水中,海河流域28處蓄滯洪區中先后有8處啟用。
海河“23.7”流域性特大洪水蓄滯洪區啟用情況
2、統籌發(fā)展與安全面臨更大的壓力
從全球范圍來(lái)看,發(fā)達國家的人口城鎮化率平均已超過(guò)80%,據預測,其城市人口總數從21世紀初的9億至2050年將達到11億,已經(jīng)基本處于平衡態(tài)了。而發(fā)展中國家的城市人口,將從25億翻番至52億,前期基礎設施建設欠賬較多,后期壓力還將持續增大。2020年中國城市人口增至9.02億,人口城鎮化率達到63.89%,21世紀前20年,中國新增的城市人口4.43億,已相當于歐盟國家人口的總和。
根據聯(lián)合國減少災害風(fēng)險辦公室的統計數據,2000-2019年間全球災害事件最多的10個(gè)國家中,有8個(gè)是發(fā)展中國家,有8個(gè)在亞洲。我國是亞洲最大的發(fā)展中國家,自然災害列在全球首位 ,中國是自然災害最為嚴重的國家之一。
全球災害事件最多的國家(來(lái)源:災害的人類(lèi)成本:過(guò)去20年(2000-2019)的概述。聯(lián)合國減少災害風(fēng)險辦公室,2020年)
據統計,2022年我國一線(xiàn)城市首次集體出現人口減少,除北京、上海、廣州人口分別減少4.3萬(wàn)人、13.54萬(wàn)人和7.65萬(wàn)人之外,深圳人口也減少1.98萬(wàn)人。城鎮化進(jìn)程減速標志著(zhù)我國從追求高速度發(fā)展進(jìn)入了謀求高質(zhì)量均衡發(fā)展的新階段。由于我國城市化進(jìn)程的多樣性,在洪澇防治模式上不存在所謂的“最佳模式”,也加大了治理方略抉擇的復雜性。
3、水利是實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的基礎性支撐和重要帶動(dòng)力量
黨的十八大以來(lái),習近平總書(shū)記多次對完善治水管水體制機制法治提出要求、作出部署,強調要完善流域管理體系,完善跨區域管理協(xié)調機制;健全湖泊執法監管機制;加強流域內水生態(tài)環(huán)境保護修復聯(lián)合防治、聯(lián)合執法。
水利部黨組書(shū)記、部長(cháng)李國英指出,要強化流域治理管理,堅持流域系統觀(guān)念,強化流域統一規劃、統一治理、統一調度、統一管理,健全流域規劃體系,推進(jìn)流域協(xié)同保護治理,實(shí)施流域控制性水工程聯(lián)合調度、統一調度,推進(jìn)上下游、左右岸、干支流聯(lián)防聯(lián)控聯(lián)治。
習近平總書(shū)記在黨的二十大報告中指出,高質(zhì)量發(fā)展是全面建設社會(huì )主義現代化國家的首要任務(wù),明確提出優(yōu)化基礎設施布局、結構、功能和系統集成,構建現代化基礎設施體系。因此,適度超前開(kāi)展水利基礎設施建設,不僅能為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提供有力的水安全保障,而且可以有效釋放內需潛力,發(fā)揮投資乘數效應,增強國內大循環(huán)內生動(dòng)力和可靠性,具有穩增長(cháng)、調結構、惠民生、促發(fā)展的重要作用。
二、海綿城市建設推進(jìn)十周年來(lái)認識的深化與進(jìn)展
1、海綿城市的提出
2013年12月12日,習近平總書(shū)記在《中央城鎮化工作會(huì )議》的講話(huà)中強調:“提升城市排水系統時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái),優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水,建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。其要旨有兩點(diǎn),一是應統籌考慮水多水少水臟的問(wèn)題,二是治理中要順其自然,要將人的力量與自然的力量相結合。
隨后,住建部開(kāi)始推動(dòng)海綿城市建設,編制了《海綿城市建設技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統構建(試行)》,目標是小雨不積水,大雨不內澇,水體不黑臭,熱島有緩解。應該指出,海綿城市建設應統籌低影響開(kāi)發(fā)雨水系統、城市雨水管渠系統及超標雨水徑流排放系統,以上三個(gè)系統相互補充、相互依存,是海綿城市建設的重要基礎元素。
同時(shí),水利部出臺了《推進(jìn)海綿城市建設水利工作的指導意見(jiàn)》,指出海綿城市是以低影響開(kāi)發(fā)建設模式為基礎,以防洪排澇體系為支撐,充分發(fā)揮綠地、土壤、河湖水系等對雨水徑流的自然積存、滲透、凈化和緩釋作用,實(shí)現城市雨水徑流源頭減排、分散蓄滯、緩釋慢排和合理利用,使城市像海綿一樣,能夠減緩和降低自然災害和環(huán)境變化的影響,保護和改善水生態(tài)環(huán)境。
2、海綿城市建設的本質(zhì)追求與階段特征
海綿城市是將城市排水思路由傳統“快排”思路轉變?yōu)椤熬忈尅?,措施為“滲、滯、蓄、凈、用、排”。建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市,其本質(zhì)是謀求道法自然、天人合一的發(fā)展模式與綜合治理模式,是將生態(tài)理念融入到城市發(fā)展規劃與綜合治水規劃之中。
道法自然,就是按規律辦事。在發(fā)展中既要遵循自然的規律,也要遵循經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展規律;天人合一就是要保護、利用以致增強自然的力量,以綜合治理手段形成人與自然間的合力,在流域、城市、社區三重尺度上統籌考慮防洪排水治澇、徑流污染防治、水資源利用與生態(tài)環(huán)境保護的需求,走出經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展新常態(tài)下符合自身國情水情的綜合治水之路。
傳統雨水管網(wǎng)、最佳管理實(shí)踐(BMPs)以及低影響度開(kāi)發(fā)(LID)在目標、管理方式、流量控制、水質(zhì)控制、工程措施、所需空間、對場(chǎng)地的干擾、與景觀(guān)的結合、對自然資源的保護、維護與成本等方面都存在不同,是個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。
美國二戰之后也經(jīng)歷了加速城鎮化的階段,按“先地下、后地上”原則修建排水系統,由于雨水通過(guò)管網(wǎng)盡快排向河道,加之經(jīng)濟發(fā)展后污染加重,出現了雨洪峰值增大與初雨污染的問(wèn)題。為滯洪削峰與減輕污染,1970年代起推進(jìn)最佳雨洪管理實(shí)踐,主要靠集中的大型設施。至1990年代,為恢復自然的水文特征,才推行起低影響度開(kāi)發(fā)模式。我國快速城鎮化階段,一度存在“先地上、后地下”,顧面子不要里子的問(wèn)題,有些地方直接就想以L(fǎng)ID方式靠短期高投入一舉實(shí)現整套治水的高指標,結果往往是得不償失。需要指出的是,一味延伸傳統,或簡(jiǎn)單照搬他國先進(jìn)模式,都可能付出高昂代價(jià)。因此,綜合治水需從基本國情出發(fā),因地制宜、因勢利導。
3、海綿城市認識的深化與發(fā)展
隨著(zhù)近些年的研究與實(shí)踐,對海綿城市建設的現實(shí)需求更加明確,即到底優(yōu)先要解決什么問(wèn)題:是城市看海與水體黑臭!另外,對擬解決問(wèn)題的復雜性與艱巨性有了更深入的理解。同時(shí),對決策者與社會(huì )公眾都需要說(shuō)明,由于問(wèn)題的復雜性和艱巨性,城市看海與水體黑臭,不是靠短期高投入就可能立竿見(jiàn)影徹底解決的。任南琪院士關(guān)于我國海綿城市建設的發(fā)展歷程—城市水循環(huán)系統1.0版至4.0版,體現了對治水系統工程認識的深化。城市治水是項系統工程,海綿城市建設不能碎片化,要統籌考慮,由于不同區域洪水特性各異,治水對策要因地制宜;同一區域隨經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展,洪水風(fēng)險與治水需求變化,要因勢利導。
三、城市洪澇防治需走流域統籌的綜合治水之路
城市水利是以城市所處的河湖水系及城市水循環(huán)為主要對象,在水利基礎設施規劃、設計、建設、運營(yíng)、維護、監測與管理及人類(lèi)涉水活動(dòng)監管的全過(guò)程中,統籌運用工程、法律、行政、經(jīng)濟、科研、教育、技術(shù)等手段,為滿(mǎn)足城市日益提高的水安全保障需求和支撐城鄉協(xié)調發(fā)展而進(jìn)行的一系列綜合治水與涉水管理活動(dòng)。
這些活動(dòng)的主要作用是防洪治澇、供水保障、雨水資源利用、水環(huán)境治理、水景觀(guān)構建、水生態(tài)修復、水土保持、水運交通、水文化傳承和水務(wù)綜合管理等。城市水利具有綜合性、基礎性、延續性、公益性、資金密集性和管理復雜性等基本特征,需要大力促進(jìn)部門(mén)協(xié)作、信息共享與社會(huì )參與。
1、在綜合治水中要變“失度”為“適度”,必須奉行生態(tài)文明的理念
在生態(tài)文明理念指引下,以謀求人水和諧的可持續發(fā)展為目標,依靠科技與管理的進(jìn)步,統籌規劃,綜合治理,道法自然,天人合一,構建生態(tài)環(huán)境友好的水利工程體系,趨利避害,化害為利,減輕風(fēng)險,保障安全。
2、加強部門(mén)間與區域間的協(xié)作已成綜合治水的必然要求
綜合治水需要加強各相關(guān)部門(mén)的密切協(xié)作,比如2014年,浙江就已經(jīng)開(kāi)始了五水共治,統籌考慮治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節水。再如2015年出臺的水10條,需要統籌環(huán)境保護部、發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部、財政部、國土資源部、住房城鄉建設部、交通運輸部、水利部、農業(yè)部、衛生計生委、海洋局等多個(gè)部門(mén)。然而,目前壓力仍然巨大,綜合治水還面臨著(zhù)嚴峻的挑戰,部門(mén)協(xié)作還存在不協(xié)調的問(wèn)題,河長(cháng)制仍存在亟待完善的問(wèn)題。
四、發(fā)展中國家韌性提升的基本策略
1、災害風(fēng)險的內涵
以區域為對象,災害風(fēng)險指在一定時(shí)空間范圍內,由自然或人為原因導致不同類(lèi)型不同規模災害事件的發(fā)生概率,及其對人類(lèi)生命、財產(chǎn)以及社會(huì )經(jīng)濟活動(dòng)造成損失的可能性,即風(fēng)險的大小涉及致災因子的危險性H、承災體的暴露度E與脆弱性V。
以特定系統如基礎設施為對象,其災害風(fēng)險可定義為由事故或災害事件導致不期望后果的可能性,即風(fēng)險是威脅T、脆弱性V和后果C的函數。這個(gè)后果包括了由于基礎設施系統破壞所導致的其他一系列不利事件。
2、 基礎設施韌性提升基本概念的再認識
單一承災體/系統的洪水韌性示意圖如下圖所示。作為正經(jīng)歷快速城鎮化進(jìn)程的發(fā)展中國家,“先地上、后地下”“重面子、輕里子”現象普遍存在,圖中點(diǎn)劃線(xiàn)①表明我國城市基礎設施建設起點(diǎn)較低,且往往處于明顯滯后狀態(tài),補短板的壓力很大,遭遇大洪水時(shí)系統并未進(jìn)入平衡態(tài)。
而大災之后,人們不僅希望快速恢復重建,而且希望系統能夠達到更高、更安全的水平,以滿(mǎn)足經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和安全保障的需求,如圖中點(diǎn)劃線(xiàn)②所示,以免下次暴雨來(lái)臨,又會(huì )重蹈覆轍。顯然,對于尚處在快速爬坡進(jìn)程中的發(fā)展中國家,韌性提升需求,不是僅僅為了應對未來(lái)氣候變化帶來(lái)的潛在風(fēng)險,而是要在現實(shí)中統籌好發(fā)展與安全。
3、城市水利基礎設施韌性提升策略與措施
結合我國的國情,城市水利基礎設施韌性提升策略與措施可以從以下環(huán)節著(zhù)手:
(1)風(fēng)險辨識:
針對變化環(huán)境,增強辨識災害鏈及超標準洪水等對水利工程構成重大威脅的能力,識別最大可能與最不利情景下的薄弱點(diǎn),判別工程失事或失效可能危及的范圍及其造成的后果。
(2)危險感知:
改進(jìn)監測、預報、預警系統,熟悉不同等級危險臨近的前兆;具備對多源信息及工程險情進(jìn)行快速、綜合研判與推演的能力;明確分級預警信息發(fā)布的范圍、對象與送達方式。
(3)抗災搶險:
提升根據險情類(lèi)別、等級與緊迫性制定搶險方案并組織實(shí)施的能力;對超標洪水,制定防洪工程體系的優(yōu)化調度方案,滯洪削峰,減勢消能,盡力降低洪水危害性。
(4)應急處置:
為應對工程失事或水庫轉入緊急泄洪的保壩運行狀態(tài)、蓄滯洪區分洪運用等極端情況,編制針對性強的應急預案,推進(jìn)預案實(shí)施的能力建設與物資準備。
(5)災損承受:
針對最大可能的災難情景積極采取減輕風(fēng)險、減少損失的防范性措施。針對最不利情景建立水利工程體系的保險機制,使巨災風(fēng)險在時(shí)空上得以分擔。
(6)韌性重建:
綜合研判災難成因、薄弱環(huán)節與短板,重建中吸取教訓,探討可行的、有助于提升系統韌性的改進(jìn)措施,分輕重緩急,統籌兼顧,避免盲目轉移風(fēng)險。
4、綜合治水、韌性提升適宜方案的評估與抉擇
首先要做好規劃,規劃的失誤是最大的失誤。其次要進(jìn)行可行方案的優(yōu)化比選,實(shí)施順序的優(yōu)化安排。對于規劃方案的選擇,要有需求分析、約束條件分析、成本效能分析以及風(fēng)險分析。
5、發(fā)展中國家復雜城市水問(wèn)題的解決,需走“中西醫結合”診斷和綜合治理之路
中國的水問(wèn)題,總體來(lái)說(shuō)是延續數千年的慢性病,但在人口倍增與快速城鎮化的背景下,也顯現出急性病的新特征。中醫通過(guò)長(cháng)期臨床經(jīng)驗的總結,經(jīng)望聞問(wèn)切,了解患者整體狀態(tài),強調身心一體,辯證調理施治;西醫基于解剖、病理醫學(xué)知識和儀器檢查來(lái)診斷病情,對癥下藥、刀至病除。在基礎信息不完備、難共享的現實(shí)條件下,單純依靠建立完善的指標體系進(jìn)行風(fēng)險、安全、韌性等方面的評價(jià),尚難以得到可靠的結果。以需求為引領(lǐng)、問(wèn)題為導向,結合情景分析等技術(shù)手段,也可以做出綜合研判。城市復雜水問(wèn)題的解決,需因地制宜,形成合力,統籌用好藍、綠、灰手段,以非工程措施來(lái)推動(dòng)有利于整體與可持續發(fā)展的工程措施。
五、結語(yǔ)
河湖水系的連通性,決定了流域內各城市間及城鄉間在綜合治水上加強溝通協(xié)調的必然需求。只有大力推動(dòng)城市洪澇防治的流域統籌,才能為城市/區域的高質(zhì)量發(fā)展提供更為堅實(shí)的基礎支撐與水安全保障。標準適度、布局合理、維護良好、更具韌性、調度科學(xué)的防洪排澇工程體系,是人水和諧與可持續發(fā)展的基本依托。洪澇綜合防治涉及更新觀(guān)念、改進(jìn)機制、創(chuàng )新技術(shù)與健全保障體系。有利于流域整體和可持續發(fā)展的工程措施需以法規、經(jīng)濟、行政等非工程措施來(lái)推動(dòng)。規劃失誤是最大的失誤。藍綠灰結合,以流域為單元的城市綜合治水規劃,尤需重視實(shí)施目標的優(yōu)化分解、實(shí)施步驟的優(yōu)化安排與實(shí)施力量的優(yōu)化整合。城市洪澇防治的流域統籌與韌性提升,必然對決策科學(xué)化提出更高的要求,數字孿生流域/城市的發(fā)展,將為決策科學(xué)化提供有力的工具,并成為倒逼信息共享的動(dòng)力。
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