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城市洪澇治理與韌性城市建設:變革、創(chuàng)新與啟示 作者 | 徐宗學(北京師范大學水科學研究院教授),廖如婷,舒心怡

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-03-17  來源:城市洪澇治理與韌性城市建設:變革、創(chuàng)新與啟示 作者 |   瀏覽次數(shù):124
核心提示:城市洪澇治理與韌性城市建設:變革、創(chuàng)新與啟示 作者 | 徐宗學(北京師范大學水科學研究院教授),廖如婷,舒心怡
中國給水排水2024年城鎮(zhèn)污泥處理處置技術與應用高級研討會(第十五屆)邀請函 (同期召開固廢滲濾液大會、工業(yè)污泥大會、高濃度難降解工業(yè)廢水處理大會)

中國給水排水2024年城鎮(zhèn)污泥處理處置技術與應用高級研討會(第十五屆)邀請函 (同期召開固廢滲濾液大會、工業(yè)污泥大會、高濃度難降解工業(yè)廢水處理大會)
 



















WATER8848前言:專家對韌性城市理念的引入和發(fā)展,以及其對城市洪澇治理的影響,通常持積極和肯定的態(tài)度。以下是一些專家可能的觀點:

首先,專家普遍認為韌性城市理念為城市洪澇治理提供了新的視角和思路。面對氣候變化和城鎮(zhèn)化帶來的多重壓力,傳統(tǒng)防洪排澇理念已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的要求。韌性城市理念強調城市的動態(tài)發(fā)展、快速恢復和適應能力,更符合當前和未來城市發(fā)展的需求。

其次,專家認為韌性城市建設有助于推動城市洪澇治理模式的轉變。從過去單一、局部的工程治理模式轉向更加注重生態(tài)、綜合、長期的治理模式,有助于提升城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抵抗力,降低城市洪澇災害的風險。

此外,專家還指出韌性城市建設在城市基礎設施完善、城市規(guī)劃和管理的科學化規(guī)范化、自然生態(tài)系統(tǒng)的保護和恢復以及應急管理能力的提升等方面都發(fā)揮了重要作用。這些措施有助于增強城市對洪澇災害的抵御、適應和恢復能力,提高城市的防洪安全水平。

同時,專家也強調韌性城市建設是一個長期而復雜的過程,需要政府、企業(yè)和社會各方的共同努力和協(xié)作。在實踐中,需要不斷探索和創(chuàng)新,完善和發(fā)展韌性城市建設理念,以應對日益復雜的城市洪澇災害挑戰(zhàn)。

最后,專家普遍認為韌性城市建設理念的引入和發(fā)展為我國城市洪澇治理帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。在未來實踐中,需要充分利用現(xiàn)代科技手段,加強國際合作和交流,共同推動韌性城市建設的深入發(fā)展。

綜上所述,韌性城市理念在城市洪澇治理中具有重要作用和價值,得到了專家的廣泛認可和支持。未來,隨著理論和實踐的不斷深化和完善,韌性城市建設將在我國城市洪澇治理中發(fā)揮更加重要的作用。





 



城市洪澇治理與韌性城市建設:變革、創(chuàng)新與啟示

 徐宗學,等 中國水利雜志 

受全球氣候變化與人類活動的雙重影響,城市洪澇災害的頻率、規(guī)模和影響日益加劇,對人民生命財產(chǎn)安全、城市基礎設施安全、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展構成了嚴重威脅,城市洪澇問題已成為我國城市化進程中面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。2012年,北京“7·21”特大暴雨最大小時雨量110.3mm,超過100年一遇。2016年,河北省邢臺市發(fā)生強降雨過程,雨量超過“63·8”和“96·8”,成為歷史極值。2021年,河南省鄭州市“7·20”特大暴雨最大小時雨量達201.9mm,突破1951年鄭州氣象站建站以來的歷史紀錄。2023年7月,海河流域發(fā)生60年來最大流域性特大洪水,松花江流域部分支流發(fā)生超實測記錄洪水。城市洪澇災害不僅制約經(jīng)濟社會發(fā)展,也成為影響城市公共安全的突出問題,導致城市交通中斷、供水供電設施受損、商業(yè)活動停滯,嚴重制約了城市的正常運轉。同時還會對城市生態(tài)環(huán)境造成長期損害,破壞綠地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng),影響生態(tài)系統(tǒng)健康,降低城市居民生活質量。

為有效應對城市洪澇災害,圍繞高質量發(fā)展要求,有關部門在理念、技術、方法、路徑等方面開展了大量探索與實踐。出臺了一系列具有里程碑意義的政策文件,包括《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》《國務院辦公廳關于加強城市內澇治理的實施意見》,住房和城鄉(xiāng)建設部、國家發(fā)展改革委、水利部共同印發(fā)《“十四五”城市排水防澇體系建設行動計劃》,中共北京市委辦公廳、北京市人民政府辦公廳印發(fā)《關于加快推進韌性城市建設的指導意見》等。引入并發(fā)展“海綿城市”“韌性城市”等先進治水理念,提出并推動國家水網(wǎng)規(guī)劃建設,在相關領域取得了重要進展,流域、區(qū)域水資源配置格局持續(xù)優(yōu)化,水庫、河道、堤防、蓄滯洪區(qū)等關鍵水利設施功能不斷完善,以長江流域全覆蓋水監(jiān)控系統(tǒng)為核心的數(shù)字孿生水利重點建設項目取得積極進展,流域現(xiàn)代化防洪體系步入全新發(fā)展階段。

這些重大轉變不僅體現(xiàn)了我國對城市洪澇問題的深刻認識和高度重視,也展現(xiàn)了我國在城市化進程中追求可持續(xù)發(fā)展的堅定決心。然而,城市洪澇治理與韌性城市建設仍面臨諸多挑戰(zhàn)和問題。如何在快速城市化背景下平衡發(fā)展與保護的關系?如何構建更加高效、可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)?如何提高城市應對極端天氣事件的能力?這些問題都需要進行深入研究和探索。本文通過回顧我國城市洪澇治理理念的演變歷程,探討我國在城市洪澇治理與韌性城市建設方面取得的進展與成效,總結經(jīng)驗與教訓,以期為城市洪澇治理與韌性城市建設提供有益參考。

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我國城市洪澇治理理念及其演變

從單純工程措施到工程與非工程措施并舉

我國傳統(tǒng)城市洪澇治理主要基于工程措施,側重于防洪和排水。這種理念在新中國成立初期至改革開放期間,為我國城市防洪安全作出了重要貢獻。然而,隨著城市化進程的不斷推進,傳統(tǒng)城市洪澇治理理念的局限性逐漸凸顯。

首先,傳統(tǒng)城市洪澇治理理念過于依賴工程手段,忽視了自然環(huán)境的自我修復能力。在城市建設過程中,大量綠地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)被破壞,許多河湖坑塘被填平,導致城市的自然排水能力急劇下降。其次,傳統(tǒng)城市洪澇治理理念往往只關注短期內防洪排澇效果,缺乏對長期水資源管理和環(huán)境保護的全面認識,這不僅造成了水資源浪費,還加劇了城市水環(huán)境污染等問題。此外,傳統(tǒng)城市洪澇治理理念沒有充分考慮城市擴張對城市產(chǎn)匯流規(guī)律的影響,導致城市在面對極端天氣事件時脆弱性顯著增加。

這些局限性要求我們必須重新審視傳統(tǒng)城市洪澇治理理念,更加注重生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展,由通過單純工程措施治理城市內澇向工程措施與非工程措施并舉轉變,充分認識在大自然面前人類的主觀能動性具有一定的局限性,力爭從根本上實現(xiàn)城市長期防洪安全和生態(tài)系統(tǒng)健康。

從“小海綿”走向“大海綿”

為了克服傳統(tǒng)治理理念的局限性,我國積極探索城市洪澇治理創(chuàng)新路徑。近年,“海綿城市”理念逐漸得到普遍認可。海綿城市理念旨在賦予城市類似海綿的特質,使其在面對環(huán)境變化與自然災害時呈現(xiàn)出顯著的適應性和“彈性”。在雨季,海綿城市能夠吸收、滲透、儲存和凈化雨水;而在需要時,又能釋放并合理利用這些水資源。

“小海綿”理念主要聚焦于城市內部的雨水收集與利用,通過實施綠色屋頂、透水鋪裝和生物滯留設施等生態(tài)基礎設施項目,提升城市的自然排水能力。然而,隨著實踐經(jīng)驗的累積,人們逐漸認識到單純依賴城市內部的“小海綿”措施并不足以應對洪澇挑戰(zhàn),必須從更廣闊的流域尺度進行考量。于是,“大海綿”理念應運而生。

“大海綿”理念強調從流域層面對城市洪澇進行綜合治理,將城市與周邊的鄉(xiāng)村、河流、湖泊等自然生態(tài)系統(tǒng)作為一個整體進行考慮,注重發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)和工程設施在洪澇源頭控制與過程調節(jié)中的協(xié)同作用,從而全面提升整個流域的洪澇災害防御能力。這一理念的轉變不僅標志著我國在城市洪澇治理理念上的重大突破,也標志著我國城市洪澇治理模式從單一局部治理向綜合全面的流域治理轉變,為城市可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。

從單純城市洪澇治理到外洪內澇統(tǒng)籌

長期以來,城市洪澇治理多采用“洪澇分治”模式,但這種模式未能深刻反映出市政排水與水利防洪排澇緊密相連、互為邊界的關系。當遭遇短歷時強降雨時,單純提升排水管網(wǎng)標準,增強外排能力,往往會導致城市內河洪峰和水位顯著上升,加劇下游河道洪水風險,造成“因澇致洪”。反之,過度加高河道堤防,雖能應對高水位行洪,卻可能對排水管網(wǎng)產(chǎn)生頂托甚至倒灌效應,導致“因洪致澇”問題。這種分治模式不僅未能有效提升城市洪澇防御能力,反而加劇了城市洪澇治理矛盾。

隨著極端氣象水文事件的頻發(fā)與增強,城市面臨的過境洪水、本地洪水與內澇復合災害風險日益加劇。鄭州“7·20”特大暴雨災害后,我國開始轉變城市洪澇治理思路,將外洪與內澇作為一個整體進行統(tǒng)籌考慮,提出“洪澇統(tǒng)籌、洪澇共治”的治理理念。這一理念不僅關注城市內部洪澇的疏導與治理,更重視外部洪水對城市的影響。強調以流域規(guī)劃為引領,全面協(xié)調上下游、左右岸、干支流的關系,科學確定工程布局、規(guī)模和標準。在縱向上,采取“上蓄、中疏、下排”的策略,分段精準管控城市洪水;在橫向上,統(tǒng)籌考慮不同尺度設施的功能和效應,綜合應用源頭海綿設施、排水管網(wǎng)與城市河湖的協(xié)同調控機制,結合城市深層地下空間,深入挖掘并充分利用城市各層面的蓄排潛能。這一轉變不僅標志著我國城市洪澇治理理念的革新,也為構建全面、高效的城市防洪排澇安全體系奠定了堅實的基礎。

從海綿城市到韌性城市

21世紀以來,在氣候變化和城鎮(zhèn)化發(fā)展等多重壓力下,城市洪澇風險呈增長態(tài)勢。傳統(tǒng)防洪排澇理念已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的要求,韌性城市理念從動態(tài)與發(fā)展的角度為城市洪澇災害應對提供了新的視角。韌性城市理念是一種全新的城市防災減災理念,近年在國內外得到廣泛的關注和應用。該理念強調城市在面對自然災害、突發(fā)事件等外部沖擊時,能夠快速化解和抵御這些沖擊,保持城市的主要特征和功能不受明顯影響,并能在災后快速恢復和適應新的環(huán)境。在城市洪澇治理中,韌性城市建設理念強調通過加強城市基礎設施建設、構建高效的應急管理體系、保護和恢復城市生態(tài)系統(tǒng)等,增強城市對洪澇災害的抵御、適應和恢復能力。同時,注重從源頭上減少洪澇災害的發(fā)生,通過加強城市規(guī)劃和管理,控制城市的無序擴張,保護自然生態(tài)系統(tǒng),降低城市在應對洪澇災害時的脆弱性。

隨著韌性城市理論和實踐不斷深化,紐約、倫敦、東京、北京等超大城市均出臺了韌性城市建設規(guī)劃,我國《“十四五”新型城鎮(zhèn)化實施方案》也明確提出加快轉變城市發(fā)展方式,建設宜居、韌性、創(chuàng)新、智慧、綠色、人文城市。韌性城市理念的引入和發(fā)展,為我國城市洪澇治理提供了新的思路和方法,同時,提升城市韌性也成為未來城市洪澇災害防治的發(fā)展趨勢。

建設韌性城市,提高城市防洪安全

韌性城市建設理念的引入和發(fā)展,對我國城市洪澇治理產(chǎn)生了深遠的影響。首先,它推動了我國城市洪澇治理理念的轉變,從傳統(tǒng)以工程手段為主的單一、局部治理模式向更加注重生態(tài)、綜合、長期的治理模式轉變。其次,韌性城市建設促進了海綿設施、排水系統(tǒng)、防洪堤壩等城市基礎設施的完善和升級,提高了城市對洪澇災害的抵御能力和恢復能力。再次,韌性城市建設推動了城市規(guī)劃和管理的科學化、規(guī)范化,有效控制了城市的無序擴張,保護和恢復了河流、湖泊、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng),提高了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抵抗力,降低了城市面對洪澇災害的脆弱性。最后,韌性城市建設注重建立預警系統(tǒng)、疏散計劃、緊急救援隊伍等,提高了城市的應急管理能力,為應對極端降雨事件導致的特大洪澇災害提供了有力保障。

韌性城市建設理念的引入和發(fā)展,為我國城市洪澇治理帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。在未來實踐中,需要不斷探索和創(chuàng)新,不斷完善和發(fā)展韌性城市建設理念,為我國城市洪澇治理、提高城市防洪安全貢獻更多智慧和力量。

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我國城市洪澇治理變革與創(chuàng)新

技術應用方面

我國城市洪澇治理技術應用創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面:

①高精度監(jiān)測與預警系統(tǒng)。利用雷達、衛(wèi)星遙感、無人機等技術,構建“天空地”一體化水利感知網(wǎng),對城市洪澇進行全方位、高精度監(jiān)測和預警,實現(xiàn)物理流域與數(shù)字流域之間動態(tài)、實時信息交互和深度融合,為決策者提供及時、準確的數(shù)據(jù)支持。

②智能化排水系統(tǒng)。通過智能化改造,城市的排水系統(tǒng)可以更加高效、靈活地應對洪澇災害。例如,智能化排水泵站可以根據(jù)實時監(jiān)測到的水位和流量數(shù)據(jù),自動調節(jié)泵的運行狀態(tài),確保排水系統(tǒng)的順暢運行。

③生態(tài)化防洪工程。在防洪工程建設中,依據(jù)海綿城市理念,采取生態(tài)化工程措施,如濕地保護、河岸綠化、雨水花園建設等,既能夠提高城市防洪能力,又能夠保護和恢復城市生態(tài)系統(tǒng)。

④信息化管理與決策支持系統(tǒng)。通過集成多維多時空尺度的水利專業(yè)模型、智能分析模型和仿真可視化模型,構建數(shù)字孿生流域模擬仿真平臺。利用監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史災情信息,實現(xiàn)預報調度一體化和洪澇災害聯(lián)調聯(lián)控,從而滿足復雜場景下的應用需求,提升對城市生命線和重要保護對象的安全保障能力。

⑤新型防汛搶險設備。在城市洪澇治理中,研發(fā)和應用了多款新型防汛搶險設備,如移動排水車、履帶式排澇機器人、水陸兩用多功能挖泥船、水上救援機器人、裝配式防洪墻等,這些設備可以在惡劣的環(huán)境下快速、有效地進行防汛搶險工作,提高搶險救援效率。

政策與管理方面

我國城市洪澇治理政策與管理創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面:

①跨部門協(xié)作與聯(lián)動機制。過去,暴雨、洪水、內澇等監(jiān)測信息分散在氣象、水利、應急管理、城市規(guī)劃、建設、交通運輸?shù)榷鄠部門,部門間數(shù)據(jù)信息共享不暢,導致出現(xiàn)信息孤島和資源分散等問題。為了解決這一問題,我國已建立跨部門協(xié)作與聯(lián)動機制,加強各部門間數(shù)據(jù)資源整合。通過構建目標統(tǒng)一、任務協(xié)同、措施銜接、行動同步的城市洪澇聯(lián)防聯(lián)控工作機制,統(tǒng)籌制定城市洪澇災害超標準預案,確保在洪澇災害發(fā)生時能夠及時響應并有效應對。

②合作模式。為了克服政府單一投資在資金籌集、技術創(chuàng)新和運營管理等方面的局限性,我國積極引入政府和社會資本合作PPP(Public-Private-Partnership)模式,通過吸引民間資本和引入市場機制,為城市防洪減災工作注入新的活力。面對經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間日益凸顯的矛盾,以生態(tài)保護和環(huán)境治理為基礎的生態(tài)環(huán)境導向開發(fā)模式EOD(Ecology-Oriented-Development)應運而生。EOD模式采取產(chǎn)業(yè)鏈延伸、聯(lián)合經(jīng)營、組合開發(fā)等方式,推動公益性較強、收益性差的生態(tài)環(huán)境治理項目與收益較好的關聯(lián)產(chǎn)業(yè)有效融合、統(tǒng)籌推進、一體化實施,將生態(tài)環(huán)境治理帶來的經(jīng)濟價值內部化,是一種創(chuàng)新性的項目組織和實施方式。

社會與公眾參與方面

我國城市洪澇治理社會參與機制創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面:

①社區(qū)層面的深度參與。社區(qū)作為城市的基本單元,通過建立社區(qū)洪澇應對宣傳組織和志愿者隊伍,對社區(qū)居民進行洪澇災害防御意識培養(yǎng)和技能培訓,有助于提高社區(qū)的洪澇災害應對能力,形成社區(qū)內部的自我保護和救助機制。

②公眾教育與知識普及。通過舉辦洪澇知識講座、制作宣傳材料、開展線上線下教育活動等方式,提高公眾對洪澇災害的認知和應對能力。這種教育不僅針對個人,還針對學校、企事業(yè)單位等各個群體,確保在災害發(fā)生時,公眾能夠做出正確的判斷和行動。

③信息傳播與溝通機制。建立高效的信息傳播系統(tǒng),確保洪澇預警信息、災害應急指導等關鍵信息能夠及時、準確地傳達給公眾。這包括利用社交媒體、廣播、電視、手機短信等多種渠道,確保信息覆蓋的廣度和深度。同時,政府、媒體、社區(qū)組織等多方共同參與信息傳播工作,形成信息共享和協(xié)同應對的機制。

社會與公眾參與機制創(chuàng)新不僅提升了城市的防洪能力,也提升了公眾的自我保護和自救能力,為構建更加安全、穩(wěn)固的城市防洪排澇體系奠定了堅實基礎。

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我國城市洪澇治理進展與成效

城市洪澇模擬與風險評估取得重要進展

城市洪澇模擬模型研發(fā)方面

城市暴雨洪澇模擬是防洪排澇、建設海綿城市的核心技術之一。目前常用的城市洪澇模擬模型包括以水文學方法為主的模型、以水動力學方法為主的模型及水文水動力過程耦合模型,如以SWMM模型為代表的開源模型、以InfoWorks ICM和MIKE系列模型為代表的商業(yè)化模型和以HEC-RAS模型為代表的半商業(yè)化模型等。我國已成功研發(fā)出一些具有代表性的模型軟件,如中國水利水電科學研究院開發(fā)的洪澇仿真模型和洪水風險分析軟件FRAS、珠江水利科學研究院開發(fā)的HydroMPM模型、西安理工大學與英國紐卡斯爾大學聯(lián)合開發(fā)的GAST模型、大連理工大學開發(fā)的HydroInfo模型,以及中國水利水電科學研究院聯(lián)合多家單位共同研發(fā)的IFMS/Urban軟件等。同時,多學科技術的交叉融合為城市洪澇模擬能力的提升帶來新的契機。如遙感技術的運用實現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的融合與同化,為模擬提供了豐富的數(shù)據(jù)資源;深度學習技術則引領了大數(shù)據(jù)模型的新方向,與水文水動力模型形成互補,增強了模擬的精度和可靠性;GPU并行計算技術的引入,大幅度提升了水動力二維計算的效率,使得實時城市淹沒模擬成為可能;基于人工智能技術與智慧水務建設的智慧水系統(tǒng)平臺,建立了完善的數(shù)據(jù)-模型-預測-指揮一體化智能系統(tǒng),實現(xiàn)了對城市未來洪澇過程的預測預報和決策支持。

城市洪澇災害風險研究方面

科學、系統(tǒng)地認識城市洪澇災害的成因與機制,迅速且精準地評估災害風險,是完善城市防洪排澇體系、提升其應對能力、減少災害損失的根本與核心。城市洪澇災害風險可以認為是危險性和易損性的綜合表征。城市洪澇災害危險性分析是對災害系統(tǒng)中致災因子的特征進行分析,量化不同頻率災害的強度、歷時和影響范圍等,目前常用數(shù)理統(tǒng)計法和水文頻率法進行研究。城市洪澇災害易損性分析主要關注災害對城市內各類承災體,如人口、房屋、基礎設施等可能造成的損害程度或概率。由于不同承災體的承受能力存在差異,其受災損失也會有所不同,通常采用歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計法、指標體系評估法與實地調查災損率和災損曲線等方法進行研究。對于城市洪澇災害風險評估,目前國內外較為常用的評估方法有歷史災情評估法、指標體系評估法、遙感影像評估法和情景模擬評估法。選擇哪種評估方法,通常取決于評價的空間范圍、基礎數(shù)據(jù)的完整性、分析結果的時效性以及對評估精度的要求。有時,也會結合多種方法進行綜合評估,以獲得更為全面和準確的結果。

城市洪澇風險評估結果運用方面

城市洪澇風險評估涉及水文學、水動力學、氣象學、地理學等多個學科,這種多學科交叉融合的研究方式,不僅推動了相關學科的發(fā)展,也為解決城市洪澇問題提供了更全面的視角和方法。此外,城市洪澇風險評估使城市管理者和居民對洪澇災害有了更深入的了解,對災害成因、可能影響范圍和后果具有更清晰的認識,有助于增強防范意識和應對災害的準備程度;陲L險評估結果,城市可以更有針對性地優(yōu)化防洪排澇體系,如改進排水設施、加強河道治理、建設防洪堤等,這些措施可以更有效地應對洪澇災害,減少災害損失;跀(shù)值模擬的情景分析法不僅具有明確的物理機制,且能夠直觀、真實地反映城市實際洪澇淹沒過程,為管理者制定防災減災策略和風險管理決策提供了寶貴的參考依據(jù),幫助決策人員制定更合理的應急預案和響應措施,在洪澇災害發(fā)生時,能夠迅速調動資源應對,有效減輕災害影響。

城市洪澇災害監(jiān)測與預警系統(tǒng)建設初見成效

多源數(shù)據(jù)融合的監(jiān)測系統(tǒng)不斷完善

通過接入氣象衛(wèi)星、測雨雷達、水位監(jiān)測、水庫工情、閘泵工況等多源動態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)信息,構建“天空地”全覆蓋的暴雨洪澇立體監(jiān)測感知體系,夯實數(shù)據(jù)底板,有序組織不同類型、不同形態(tài)、不同來源的數(shù)據(jù),為水利治理管理提供詳實的基礎底圖,為城市防洪排澇預報、預警、預演、預案“四預”工作的開展和應急指揮提供了有力支撐。

監(jiān)測預警技術取得突破

通過集成數(shù)值降雨、山區(qū)洪水等預報技術,構建了城市內澇預報模型,實現(xiàn)了更精準的洪水預報。結合時空漸進式動態(tài)校正技術,洪水預報精度得到進一步提升。此外,還建立了多場景動態(tài)仿真驅動模式,有效提升了洪澇場景構建及風險預判的效率。這些技術不僅提高了洪澇災情預見期,還增強了應對城市洪澇災害的能力,為防洪減災工作提供了重要支撐。通過在線云計算結合GPU并行計算等技術,提高了服務效率、計算速度和可擴展性,進一步滿足了城市洪澇期間預警系統(tǒng)高頻率訪問需求。

應用場景更加廣泛

基于大數(shù)據(jù)平臺和城市洪澇災害監(jiān)測與預警系統(tǒng),不僅實現(xiàn)了對城市全要素和水利治理管理活動的數(shù)字映射和智能模擬,為實時監(jiān)控、問題發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化調度提供了有力支撐,還能關聯(lián)分析歷史與實時內澇數(shù)據(jù),為不同行業(yè)用戶提供易澇點預測、社會經(jīng)濟影響分析等服務。這些服務不僅涵蓋了政務、民生、商業(yè)等多個領域,還以多種形式呈現(xiàn),滿足了用戶的多樣化需求。

海綿城市建設:從示范區(qū)建設到全域化推進

提升城市防洪排澇能力

海綿城市建設通過雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝等措施增加城市地表的滲水能力,減少徑流外排,降低城市洪澇災害的發(fā)生概率。同時,構建城市排水防澇設施,提高城市排水系統(tǒng)的能力,確保在特大暴雨等極端天氣條件下,城市排水系統(tǒng)能夠正常運行,避免城市內澇的發(fā)生。

改善城市生態(tài)環(huán)境

海綿城市建設注重生態(tài)優(yōu)先,通過增加綠地、濕地等生態(tài)空間,提高城市的生態(tài)多樣性,降低城市熱島效應,提升城市環(huán)境質量。同時,通過雨水收集和利用,減少對地下水的開采,保護地下水資源。

促進城市可持續(xù)發(fā)展

海綿城市建設是一種可持續(xù)的城市發(fā)展方式,通過合理利用雨水資源,緩解城市水資源短缺問題,提高城市水資源利用效率,促進城市綠色交通、綠色建筑等領域的發(fā)展,推動城市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

從2015年第一批海綿城市建設試點城市公布,到2023年第三批系統(tǒng)化全域推進海綿城市建設示范城市獲批,我國海綿城市建設取得了顯著成效。例如,北京市城市副中心經(jīng)過近8年建設,截至2023年年底,總計完成試點區(qū)海綿城市項目125項,海綿城市建設達標面積約29.9km2,使4萬余居民受益。上海市在系統(tǒng)化全域推進海綿城市建設的過程中,通過完善海綿城市規(guī)劃技術體系、加強區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護修復、構建韌性安全城市河湖系統(tǒng)、完善城市排水防澇設施建設等措施,實現(xiàn)了城市防洪排澇能力的提升、城市生態(tài)環(huán)境的改善以及對城市可持續(xù)發(fā)展的促進。同時,各地積極探索海綿城市建設模式,形成了各具特色的海綿城市建設路徑。

社會、經(jīng)濟與環(huán)境效益明顯

社會效益

洪澇災害往往會給城市居民帶來諸多不便,如居住環(huán)境惡化、交通受阻等。通過多種洪澇治理措施,有效減少了這些不便,提高了居民的生活質量。通過建立完善的應急響應機制,顯著減少了因洪澇災害導致的財產(chǎn)損失和人員傷亡。洪澇災害可能引發(fā)社會不安定因素,如居民恐慌、社會秩序混亂等,有效的洪澇治理能夠減少這些因素的影響,從而增強社會的穩(wěn)定性。

經(jīng)濟效益

通過有效洪澇治理,顯著降低了洪澇災害帶來的經(jīng)濟損失,包括減少房屋、基礎設施和農作物的損失,以及避免或降低因災害導致的停產(chǎn)停業(yè)等間接經(jīng)濟損失。洪澇治理通過改善城市基礎設施、提高城市防洪排澇能力等措施,為城市經(jīng)濟發(fā)展提供了穩(wěn)定的環(huán)境。同時,洪澇治理還促進了相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展,如水利工程建設、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等。此外,洪澇治理有助于節(jié)約水資源,提高城市水資源利用效率,緩解城市水資源短缺問題,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。

生態(tài)環(huán)境效益

洪澇災害往往會對城市的生態(tài)環(huán)境造成破壞,如沖毀土地、破壞植被等,洪澇治理可以有效減少這些破壞,同時促進生態(tài)恢復,提高城市的生態(tài)多樣性。通過對城市河道進行定期清淤和整治,有效提高了河道行洪能力,減少河道淤積對水質的影響;對排水管網(wǎng)進行改造和升級,增加了排水管道容量,改善排水設施運行效率;在河道兩側建設生態(tài)河岸與碧道,增加河道生態(tài)功能,提高河道自凈能力,有效改善了水環(huán)境,維系了河湖生態(tài)系統(tǒng)健康。

圖片

結論與建議

在全球氣候變化和人類活動的雙重影響下,城市洪澇災害已成為影響城市穩(wěn)定與安全的重大挑戰(zhàn)。為了應對這一挑戰(zhàn),我國以習近平總書記關于治水的重要論述為指導,從生態(tài)系統(tǒng)整體性和流域系統(tǒng)性出發(fā),追根溯源、系統(tǒng)治理,取得了一系列顯著成效。以下幾點建議希望能為未來的城市防洪防澇工作提供有益參考。

堅持系統(tǒng)治理觀念,全方位推進國家與區(qū)域水網(wǎng)建設

城市洪澇災害的發(fā)生往往與水資源分布不均、排水系統(tǒng)薄弱以及城市基礎設施不完善等問題緊密相關。因此,必須從全局出發(fā),綜合考量水資源的合理配置、排水系統(tǒng)的升級優(yōu)化以及城市基礎設施的完善提升,通過加快河湖水系連通工程建設強化國家水網(wǎng),構建全面系統(tǒng)的流域洪澇治理體系,提升城市水系統(tǒng)韌性,更有效地應對城市洪澇災害威脅,保障城市的安全與可持續(xù)發(fā)展。

科技引領是打造智慧防洪防澇排澇體系的核心驅動力

隨著現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展,加強利用北斗、遙感、物聯(lián)網(wǎng)等技術手段,建立“天空地”立體水文氣象汛期信息監(jiān)測系統(tǒng),實時監(jiān)測和分析水文氣象數(shù)據(jù)。結合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術,研發(fā)精細化、高精度、智慧化的洪水預報及調度系統(tǒng),持續(xù)推進數(shù)字孿生水利體系建設,為防洪排澇工作提供準確、高效的決策支持,保障城市的正常運行和居民的生命財產(chǎn)安全。

加快完善現(xiàn)代化流域洪澇防御工程體系

全面貫徹落實海綿城市建設理念和標準,優(yōu)化排蓄設施體系布局,使城市能夠像海綿一樣吸收、存儲、排放雨水;推進排水防澇工程達標建設,合理規(guī)劃建設洪澇蓄滯場所,加快現(xiàn)有防洪排澇設施提標改造;加強大江大河控制性工程建設和流域行蓄洪區(qū)建設,增強流域洪水的調蓄能力,建設“源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉、超標應急”的城市排水防澇工程體系。同時,結合韌性城市建設,有效提升城市生命線工程防護標準,確保在超標準降雨條件下重要市政基礎設施功能不喪失,保障城市基本功能和安全,為居民創(chuàng)造更加安全、宜居的城市環(huán)境和生活條件。


圖片
本文引用格式:
徐宗學,廖如婷,舒心怡.城市洪澇治理與韌性城市建設:變革、創(chuàng)新與啟示[J].中國水利,2024(5):17-23.

來源 | 《中國水利》2024年第5期
作者 | 徐宗學(北京師范大學水科學研究院教),廖如婷,舒心怡
責編 | 李博遠
校對 | 劉磊寧
審核 | 王慧
監(jiān)制 | 軒瑋


 
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BEST|綠色低碳科技前沿與創(chuàng)新發(fā)展--中國工程院院士高翔教授  直播時間:2023年4月30日 14:00—16:00 2023-04-30 14:00:00 開始 日照:“碳”尋鄉(xiāng)村振興“綠色密碼”  鳳凰網(wǎng)山東    鄉(xiāng)村生態(tài)宜居,鄉(xiāng)村振興的底色才會更亮。我市堅持鄉(xiāng)村建設與后續(xù)管護并重,市、區(qū)、鎮(zhèn)聯(lián)
BEST論壇講座報告第十三期(cnwww1985):全球碳預算和未來全球碳循環(huán)的不穩(wěn)定性風險 The global carbon budget and risks of futur 國際水協(xié)IWA 3月17日直播:3月17日 國際水協(xié)IWA創(chuàng)新項目獎PIA獲獎項目介紹分享會 直播時間:2023年3月17日 9:00—11:30 2023-03-17 09:00:00 開始
中國給水排水直播:云中漫步-融合大數(shù)據(jù)、人工智能及云計算的威立雅智慧水務系統(tǒng)Hubgrade 直播時間:2023年3月15日 中國給水排水直播平臺會議通知 | 2023污泥處理處置技術與應用高峰論壇(清華大學王凱軍教授團隊等)
中國污水千人大會參觀項目之一: 云南合續(xù)環(huán)境科技股份有限公司  ?谑形鞅捞端|凈化中心 中國給水排水 Water Insight直播:劉銳平  清華大學 環(huán)境學院 教授 博士生導師—高濃度硝酸鹽廢水反硝化脫氮過程強化原理與應用 會議時間:2023.1.7(周六)10:00—11:00
智慧水務的工程全生命周期實踐分享 直播時間:2023年1月6日 15:00-16:00 對話嘉賓:竇秋萍  華霖富水利環(huán)境技術咨詢(上海)有限公司  總經(jīng)理 主持人:李德橋   歐特克軟件(中國)有限 蘇伊士 直播時間:12月30日14:00-16:00直播題目:污泥處理處置的“因地制宜和因泥制宜” 主講人:程忠紅,蘇伊士亞洲  技術推廣經(jīng)理 特邀嘉賓:劉波 中國市政工程西南設計研究總院二院總工 教
蘇伊士 直播時間:12月27日14:00-16:00;復雜原水水質下的飲用水解決方案    陳智,蘇伊士亞洲,技術推廣經(jīng)理,畢業(yè)于香港科技大學土木與環(huán)境工程系,熟悉市政及工業(yè)的給水及污水處理,對蘇伊士 曲久輝  中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士,發(fā)展中國家科學院院士;清華大學環(huán)境學院特聘教授、博士生導師;中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員
基于模擬仿真的污水處理廠數(shù)字化與智慧化:現(xiàn)狀與未來 直播時間:2022年12月28日(周三)9:30—12:00 2022城鎮(zhèn)溢流污染控制高峰論壇|聚焦雨季溢流污染控制的技術應用與推廣 中國給水排水
王愛杰 哈爾濱工業(yè)大學教授,國家杰青,長江學者,國家 領軍人才:廣州大學學術講座|低碳水質凈化技術及實踐 直播時間:2022年12月18日 9:30 國際水協(xié)會哥本哈根世界水大會成果分享系列網(wǎng)絡會議 直播時間:2022年12月15日 20:00—22:00
德國專場直播主題:2022 中國沼氣學術年會暨中德沼氣合作論壇 2022 中國沼氣學術年會暨中德沼氣合作論壇德國專場 時間:2022年12月20日  下午 15:00—17:00(北京時間) 2022中國沼氣學會學術年會暨第十二屆中德沼氣合作論壇的主論壇將于12月15日下午2點召開
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