浅析超大型城市涝灾成因及对策

(上海市水务规划设计研究院，上海 200233)

近年来，城市洪涝水灾的现象相继出现，如：武汉、深圳、广州等城市强暴雨造成的“看海”的报道给人们留下了深刻的印象。2012年7月21日,北京普降暴雨形成洪涝灾害造成重大人员伤亡和财产损失。2013年10月8日,上海遭遇“菲特”台风，造成全市受灾人口12.40万，直接经济损失约9.53亿元。上海作为国际化大都市，超大型城市，如何应对和防治洪涝水灾，提高防涝能力，减少水灾损失，降低水灾威胁，确保城市防汛安全，是十分重要而紧迫的现实问题。

1 涝灾成因分析

1.1 自然因素

上海市为沿海城市，自然地理区位、水文、气象条件，决定了上海是易受台风、暴雨、洪潮、涝灾威胁比较严重的地区。

1.1.1 地理区位因素

上海市位于长江流域和太湖流域的最下游，濒江临海，是典型的江南水乡，属平原感潮河网地区，水网发育，全境地势低平，平均地面高程4.00m左右，其中上海市西部地区地面高程一般在2.00～3.50m。上海四季分明，雨量充沛，常年平均降水量1191mm，汛期6—9月降雨量占全年的60%以上，平均每年影响上海的热带气旋有2个。独特的自然地理区位和发达的经济社会条件，往往遭受洪涝灾害损失特别严重。

1.1.2 台风强降雨是引发涝灾的基本因素

上海市夏、秋两季常受台风暴雨影响，台风暴雨往往降雨强度大且集中，并引起气象潮增水，引发特大高潮和大浪，导致潮水漫堤，如适逢天文高潮和上游洪水下泄，往往造成更大灾害。在2013年10月8日“菲特”台风期间，降雨强度大，持续时间长，全市普降大暴雨到特大暴雨，最大24h降雨达332mm，全市共有24个站累计雨量超300mm，274个站雨量超200mm，48h累计雨量为上海1999年梅雨季以来最大的一次。据气象部门分析，24h雨量是本市52年来最大的一次，暴雨造成河水普遍上涨满溢，嘉定、金山、青浦、松江及中心城区等地区大面积积水，受灾严重。

1.1.3 上游洪水下泄迅猛是引发涝灾的外在因素

由于上海地处太湖流域下游，是太湖流域泄洪通道地区，随着治太一期骨干工程实施——太浦河、红旗塘的开通、拦路港的扩大，为太湖、杭嘉湖、阳澄淀泖地区洪水的下泄提供了直接的通道，加上受黄浦江下游潮汐的顶托，导致上游地区水位壅高，特别是在太湖流域发生大洪水时，不仅抬高黄浦江上游地区水位，而且使得黄浦江上下游水位差缩小，比降变平，河网水位迅速上涨。在“菲特”台风期间，受“菲特”带来的特大暴雨影响，杭嘉湖地区及淀泖地区河道来水迅猛增加，太湖流域洪水下泄量大，上游地区河网水位快速上涨，致使黄浦江上游水位低潮潮位抬升，高潮潮位超高，最低潮位从10月8—10日连续3d超过3.00m，导致内河水位持续高涨，严重影响区域排涝，发生局部漫堤甚至垮塌，因洪致涝。

1.1.4 沿海潮位顶托持续超警是致涝的叠加因素

“菲特”影响期间，恰逢天文大潮期，黄浦江干流、长江口及杭州湾潮位站潮位较高，出现超警或超历史潮位。8日吴淞口实测午潮潮位达5.15m，超过警戒线0.35m；苏州河口实测潮位达5.17m，超过警戒线0.62m；松江米市渡实测潮位达4.61m，超警戒线1.11m，也超过历史最高的4.38m，创历史新纪录；其中黄浦江上游米市渡潮位10月6—11日，超警12次，并创下4.61m的历史最高潮位。松江、青浦、金山等11个站点的内河水位也同时创出历史新高，在台风、暴雨、天文高潮和上游洪水“四碰头”的共同作用下，排水水闸外受高潮位顶托，外排不畅，加上河网调蓄量有限，承泄上游地区大量下泄洪水和本地区强降雨产生的径流，造成河道水位全面超警，朱泾、枫泾、廊下街镇内涝严重，大量农田受淹，部分堤防出险漫溢，加大了灾害程度。

1.2 工程设施因素

1.2.1 区域除涝能力偏低，除涝工程建设滞后

上海市区域除涝能力总体为10—15年一遇，但抵御“菲特”台风仍有较大差距，主要原因：ⓐ在城市化进程中，随意填堵河道、不按规划补偿、先填后开、填后不开等现象不断出现，造成许多城市化地区水面率不断降低，河道调蓄库容减少，降低了河道的防涝能力；ⓑ水利片规划外排水闸泵站尚待建设，尤其规划排海水闸有待加快建设；ⓒ有些低洼区虽然水面率较高，但河道水位预降不到位，使得河道有效调蓄库容骤减，影响河道的防涝能力。

1.2.2 城镇排水标准偏低，排水系统不完善

ⓐ现状排水系统排水标准偏低，与国家新要求有较大差距。“菲特”台风发生时，中心城区320个雨水排水系统中，排水标准大部分为一年一遇及以下，管网普及率为76.52%，管网达标率为84.96%，泵站配泵率75.77%；外环内的228个雨水排水系统中，管网普及率为83.64%，管网达标率为86.54%，泵站配泵率81.09%，均处于相对较低的水平，雨水排水系统性较差，且建设相对滞后。ⓑ城市化地区(特别是近年来开发的地区)一方面地面径流系数控制不够，其实际径流系数较设计值偏高，对城市防汛排涝安全带来了不利影响；另一方面城镇排水系统存在不少隐患，特别是排水系统还有空白地区，民星南、报春、大定海、汉阳、江场、宝工北、施湾、广肇、空港物流、大名、宜川东和永和南等雨水排水系统的泵站配泵率较低，泵站配套不完善。ⓒ城镇排水和河道除涝相结合的排水防涝体系还有待进一步完善，陆域排水与河道及外围除涝能力的匹配是确保城市排水安全的重要条件，市域范围内的除涝设施达标率仅为28%左右，城市排水与外围防洪除涝设施能力的不匹配，是造成地区防汛压力、形成积水隐患的重要因素之一。

1.3 管理因素

1.3.1 上游水情工情变化加剧了下游涝灾的风险

太湖流域上游地区从20世纪80年代起，城市建设发展加速，上海市界以西上游地区湖荡围垦和圩区建设，使上游调蓄库容大大减少，增加了洪水下泄的强度，工情水情发生了变化，90年代以来，太浦河工程的建设和红旗塘通道的开通，也使上游洪水进入上海境内的时间缩短，速度加快。同时，上海地区分片综合治理工程逐步完善，西部圩区建设加快，城市雨水外排黄浦江能力增强，使黄浦江上游江段和西部地区河网受洪水与潮汐双向作用现象日趋明显。太湖流域的下垫面和雨情、水情、工情的变化，影响了流域下泄水量时空变化，导致上海西部地区河网洪水位抬升加快，一定程度上增加了下游涝灾的风险。

1.3.2 城市化建设管理中与水争地降低了地区防涝能力

近年来，上海市的社会经济发展使得城市化速度越来越快，城市建设规模的不断扩大，路面被混凝土、沥青等不透水材料覆盖，绿地变成了水泥地，由此造成了暴雨产汇流的下垫面发生了很大变化，这意味着雨水不能渗透到地下，而不得不进入城市的排水管网被排走，增加了排水负荷。在遭遇同样降雨情况下，产流更多，汇流更快；城市化过程中，在利益的驱动下，部分地区出现了填河要地、断河筑路等破坏自然水系的行为，与河水争地的结果是削弱了河网的调蓄能力和排水能力；此外地面沉降也大大降低了地区的防洪能力，造成同样水位，受淹范围扩大，受淹水深增加，灾害损失加重。

此外，防涝排水工程重建轻管等体制弊端也十分明显，工程建成后，运行经费难以足额到位，管理各自为政，使得水利设施的减灾作用不能充分发挥。

2 超大型城市防涝对策思考

2.1 提高超大型城市的防涝标准

提高防涝标准，完善防涝规划，是提高特大型城市防涝能力的顶层设计。针对上海市防汛排水设施标准不高、能力不足等问题，市、区联手，高标准规划，从防涝治涝系统的角度，运用现代海绵城市建设新理念和互联网新技术，加强水陆整体防御，系统布局，城镇排水标准提高到3—5年一遇(1h计降雨量)，区域除涝标准提高到20年一遇(24h计降雨量)，充分利用平原感潮河网自然特点，强化河网管网衔接，高标准规划排水系统、配套河道泵闸和流域防洪堤防等工程措施，实施海绵城市建设，通过增加暴雨下渗量减少径流、推进低影响开发、雨水削峰调蓄、疏拓河道增加水面，以及控制竖向高程、布置地面应急滞水区和调蓄管道功能拓展等措施，构建“布局合理、蓄排结合、高效安全”、与上海国际化大都市相适应的防涝保安体系。

2.2 加大防涝设施的建设和管理

建管并重，科学调度。加大防涝设施资金投入，高标准建设城市排水系统、泵闸河网排水设施，提高防涝工程设施能力。加强排水设施养护和监管，及时消除道路、居民小区和工业园区排水管网堵头、瓶颈、倒虹、河道及管网积泥等隐患，利用互联网新技术，通过河网与管网模型分析预测，科学实施河道泵闸与排水泵站的联动运行，统筹防涝设施联合协同调度，确保在设计降雨强度下，河道水位不超过最高除涝水位，形成与雨水排水需求相适应的河道水系和防涝安全保障体系，增强应对超标准降雨的防涝能力，实现安全、环境、经济效益的最大化。

2.3 加强智能防涝系统建设

上海是超大型城市，应加强智能防涝系统建设，提升预测、预报、预警及应急处置工作。结合上海自然地理条件，降雨、台风、上游洪水和潮汐对上海涝灾影响机理，加大对上海气候、气象、水文等大数据和规律的分析研究，制定全市防涝风险图，做到精细化模拟、精准化防治，提高预报预警的及时性、准确性，实施科学合理的应急预案，完善市区预警衔接，细化流程，强化防汛、气象、路政、交通等部门协同，落实责任，及时向社会公众发布，动员全市力量共同防涝，提高精细化、智能化防涝能力和水平。

2.4 发动全社会参与防涝减灾

加强社会宣传，充分发挥各种主流宣传媒体和自媒体的作用，及时发布相关预警信息和防涝指令，及时向社会公众发布安全提示。发动全市街镇、居委会、村委会等各基层组织，积极行动，全民参与防涝减灾，监督或参与有关部门疏通所属地排水沟渠、下水道等，维护排涝泵闸等排水设施。在台风暴雨期间通知居民群众减少户外活动，增强避险自救意识。鼓励通过购买洪涝灾害保险等金融手段，加大社会救助，减少涝灾损失。

3 结 语

上海市的防涝是一个复杂的系统工程，除考虑地势、台风、暴雨、上游洪水、沿海天文高潮位以及城市防涝设施和管理运行等因素外，还与超大型城市的经济社会发展和城市发展历史文化密切相关。城市河道和排水系统的建设改造还应统筹城市水资源保护和利用、水环境改善、水文化传承，利用现代互联网和智能化等新科技和治水新理念，遵循生态文明建设的要求，实现人水和谐，更好地服务城市可持续发展，保障城市安全。