#由郑州极端暴雨说开去｜从郑州“2021.7.20”暴雨洪涝思考北京的城市内涝防治

2021年7月17－22日，河南多地遭遇特大暴雨袭击。20日2时至21日2时，郑州市日累计降雨量622.7毫米，最大1小时降雨量201.9毫米，引发地铁进水、车辆被淹、楼房进水、路桥冲毁、停产停运等严重洪涝灾害，郑州市292人遇难，47人失踪，直接经济损失532亿元。国家和有关部门领导对此高度重视。7月21日，习近平总书记对当前防汛救灾工作做出重要指示，要求抓细抓实各项防汛救灾措施，最大限度减少人员伤亡和财产损失。北京市委市政府、水利部对北京市防洪工作进行明确部署，要求各单位切实提高站位，充分认识当前工作的严峻性和紧迫性，从当前国内外发生的重大洪涝灾害事件中吸取经验教训，对突出问题和风险隐患进行再梳理、再检视、再细化、再落实，确保汛期防洪排涝安全。为响应国家和北京市对内涝防治和防洪救灾工作的重要指示和要求，保障首都防洪排涝安全，需结合郑州“2021.7.20”特大暴雨洪涝灾害的经验教训深入思考北京的城市内涝防治现状与存在的问题，提出应对类似灾害性天气的策略。

1.1  降雨的天气背景复杂，可预报但准确性差

本次事件集合了南亚高压东伸、副热带高压西伸北抬、强台风打开水汽通道、低空急流发展及地形抬升和阻挡作用等多种因素的共同影响，从高空到低层、高纬到低纬、多尺度系统协同作用，共同导致了本次特大暴雨事件的发生。南亚高压东伸为暴雨的发生提供了良好的高空辐散条件，有利于低层辐合抬升对流发展。太平洋副热带高压（副高）西伸北抬为暴雨发生创造了有利的动力条件。恰逢副高南侧有202106号台风“烟花”相伴，华南地区有202107号台风“查帕卡”登陆，形成东南暖湿气流，将水汽源源不断地从洋面输送到河南地区。郑州西高东低的地形产生阻挡和抬升作用，导致水汽堆积，形成大范围长时间降雨。尽管这种复杂的天气背景较为罕见，但仍有较大的可预报性，只是变数较多、准确性较差。

1.2  降雨量和强度超大、破坏性强

本次降雨持续时间长、累计降雨量大、强降雨时段集中且范围广，嵩山、新密、新郑、登封等气象站突破建站以来日雨量历史极值。7月18日8时至21日8时，郑州市中原区尖岗水库站降雨量855毫米、荥阳市环翠峪站854毫米。郑州站19日20：00至20日20：00降雨量达到645.6毫米，其中最大1小时降雨量201.9毫米，发生在20日16：00－17：00。郑州市100年一遇的24小时降雨量为217毫米和1小时降雨量为87毫米。此次降雨远超过了郑州市的100年一遇量级，也超过了郑州市的历史极大值。

1.3  洪涝灾害范围广、连锁性强

此次超强降雨导致郑州大面积的道路积水断路，甚至地铁进水，不仅洪涝范围广、直接影响大，由此连锁反应引发的次生灾害和影响也非常大。此次灾害出现了城市中的交通、通信、互联网、供水、供电、供气、垃圾处理、污水处理与排水治涝防洪等系统在关键点或面上受损，造成包括车辆被淹、地铁进水、楼房进水、设施进水、桥梁和道路损毁、医院关闭转移、地面交通停运等重大损失，影响城市的正常运转和人民的正常生活。受灾范围远远超出内涝受淹范围，间接损失甚至超出直接损失。

北京地处华北平原的西北边缘，是一座多暴雨的内陆城市。受气候变化和人类活动影响，近些年北京城市极端强降雨天气频发多发，洪涝灾害风险增高。“2012.7.21”暴雨曾造成严重的经济损失和社会影响。此后，北京市委、市政府更加重视水旱灾害防御工作，全市防汛系统开展了“指挥决策、预报预警、社会动员”三大能力建设，重塑了纵向到底、横向到边的防汛指挥体系，完成了中小河道治理三年行动计划和中心城区积水点治理，新建了防汛指挥中心，加强了信息化、精细化模型等新技术应用，形成了基于防洪排涝工程的多领域、多部门综合防汛局面。

2.1  规划的城市防洪排涝格局基本形成

经过多年规划建设，全市基本形成了“上蓄、中疏、下排、有效滞蓄利用雨洪”的防洪排涝格局和以五大干流为单元、河道堤防为基础、大中型水库为骨干、重要蓄滞洪区为依托的防洪排涝工程体系。水库、河道闸坝、蓄滞洪（涝）区等工程基本控制了潮白河、永定河入境洪水和部分山区洪水，通过精细化洪水调度，分区域排除暴雨洪水，中心城区的“西蓄、东排、南北分洪”防洪排涝格局基本形成。城市快速路及主要下凹桥区、重要和特别重要地区基本达到标准内降雨不发生积水内涝。北京城市排水防涝工程体系主要包括：

（1）基于海绵城市建设的雨水径流源头减控体系。目前，全市建成区范围内随着海绵城市建设年径流总量控制率达标的排水分区面积占建成区比例已超过20%，达标范围内基本实现中小降雨道路不积水不内涝。

（2）服务范围不断拓展和排水能力不断提升的城市排水管网。2019年年底，全市具有雨水排除功能的管道总长9396千米，其中雨水管道7868千米，城市排水能力得到明显提升。

（3）抽排能力大大增强的雨水泵站。从2012年至今已完成了77座下凹式立交桥泵站升级改造，总抽排能力大幅提高，新建调蓄水池60余座，雨水调蓄能力大幅增加。

（4）补齐防洪排涝短板的中小河道。2012年以来，中小河道治理消除阻水点534处，疏挖河道断面，行洪排涝能力明显提升。开始实施温榆河、北运河通州段综合治理工程，初步构建“通州堰”防洪体系，提升城市副中心防洪能力。

（5）初具规模的蓄滞洪（涝）区。基本建成了15处蓄滞洪（涝）区，防洪排涝的雨洪蓄滞体系初具规模。

2.2  建立了内涝防御“四预”（预报、预警、预演、预案）体系

（1）监测预报水平不断提升。加强水务与气象、国土、交通等部门的信息共享，整合资源，不断完善包括降雨、水文、积水、视频图像等类别的监测体系。建立了临近期暴雨预报系统，结合临近0.5小时雷达回波图，采用外推预报、金字塔光流预报等技术预测未来1小时云团位置，可初步预判主要暴雨落区、降雨量级。

（2）建立内涝风险预警机制。完成了清河、凉水河流域精细化洪涝模型建设，可模拟不同重现期暴雨、不同工程调度下的淹没范围和淹没深度，精细评估河道行洪能力、管网排涝能力及积水内涝风险。基于此初步建立内涝风险预警机制。完成了涵盖中心城区、五大流域和主要郊区的32条河道共137个关键断面的警戒水位和保证水位划定，直观量化汛情和险情。

（3）固化防汛演练，提升抢险救灾能力。将各类防汛应急抢险演练作为每年必办项目，包括防汛抢险单元演练、重点桥区与风险点防汛抢险演练和防汛人员培训等。

（4）不断完善内涝防御预案体系。全市每年编制洪水调度、防御洪水、城市排水、蓄滞洪区运用、应急预案等类230多个专项预案，下凹桥区和重点易涝点实现“一部位一预案”。结合新形势新要求，各类预案持续滚动修订，不断增强预案的针对性和可操作性。

2.3  逐步完善了内涝应急抢险体系

（1）建立了多部门联动机制。建立了京津冀、军地、行业部门之间防汛联动机制，形成统一指挥、上下联动的工作体系。郊区实行流域统筹、各区主责的防汛流域化管理，城区实行网格化管理。应急部门与水务部门建立了“一级调度、扁平指挥、双岗保障”的工作体系，在洪水调度、内涝排水、应急抢险、群众转移等方面优化工作界面，形成了防汛减灾救灾合力。全市建立了道路积滞水联动抢险、积水远端疏导机制，利用交通信息诱导屏、交通广播等资源，及时向社会发布积水绕行信息。

（2）建立预警联调机制。气象与水务部门签订合作框架协议，优化洪水预警和内涝、山洪风险预警工作方法和流程，汛期加强城市河湖断面和入河口、重点河道、重点水库、积水点实时监测，逐步健全水旱灾害分级分类监测预报预警体系。综合运用拦、蓄、滞、泄、排等措施，开展水工程联合调度，努力实现预报调度一体化。

（3）应急抢险能力显著提升。城市排水抢险单元由18组增加至256组，抢险抽排能力大幅提升。按照突出重点、相互支援、点线面统筹兼顾的原则，全面落实防汛单元布控，城区内所有防汛风险点均有单元值守保障，重要地区、重要风险点布控大型抢险单元定点值守，其他风险点作为中、小型抢险单元重点巡查关注点。增加防汛应急抢险队伍到市级28支和区级、重点单位与其他相关单位1657支。

2.4  建立了城市内涝防御保障体系

（1）完善组织领导机制。紧紧围绕首都城市战略定位，坚持以人民为中心的发展思想，组织成立内涝防治工作专班，由市政府主管领导任组长，市相关部门作为成员单位，部署安排北京市内涝防治相关工作。

（2）加强设施维护管理。明确排水防涝相关设施的维护主体，汛前落实清管行动方案，开展隐患排查、应急值守。完成排河口全面排查，并对排河口及上游1千米存泥超标10%的管线进行针对性养护，防止垃圾杂物随雨水入河。汛前完成泵站进退水管线、格栅间、调蓄池等设施养护工作，确保汛期泵站设施运行正常。

（3）加强防汛通信保障。建立全市防汛指挥中心，视频连接各专项分指、区防指和部队等成员单位，建立遥测、通信、软件、防汛抗旱指挥等多系统平台，集成了气象预报、雷达回波、卫星云图、数值预报等系列产品。整合雨量站实时雨情、水位、土壤墒情、城区道路积水、泵站运行、抢险单元GPS信息、水利工程视频信息以及道路交通图像，配套由800 MHz电台、超短波、微波通信、卫星、海事卫星等组成的应急通信网络。

（4）形成物资保障体系。建立了由4座市级专储仓库和多处区级专储仓库构成的市、区两级防汛抢险物资体系，不断加强物资规范化管理，及时补充更新物资。同时与相关委办局、生产企业、物资流通企业、仓储企业建立了物资代储合作联系。物资装备种类齐全，形成了布局合理、规模适度、调拨有序、保障有力的防汛物资储备体系。

（5）健全资金投入机制。加大对积水内涝防治设施新建和更新改造工程的资金支持力度，确保资金及时足额到位。

（6）充分发挥专家支撑作用。组建市级水旱灾害防御专家库，建立“一对一”结对子技术支撑与决策参谋工作机制。

根据《城镇内涝防治积水规范》（GB/T 51222－2017）和《北京城市总体规划（2016－2035年）》，北京中心城区和城市副中心的防涝标准为50年一遇，局部特别重要地区达到100年一遇，新城达到20年一遇至30年一遇。目前北京中心城区和副中心的大部分区域尚未达标，内涝防治存在的主要问题有以下方面。

3.1  缺乏大排水行泄通道和滞蓄空间

城市雨水管渠设计标准通常为3年一遇至5年一遇，局部10年一遇，超过排水能力的降雨必然产生地表积水。一些发达国家的城市建设有专门排除这部分雨水的大排水系统，能够大大减免极端天气的洪涝灾害。北京和我国内地很多城市都缺乏排除超过管网排水能力降雨径流的行泄通道，即大排水系统，另外还缺乏滞蓄洪涝的空间。北京市共规划了70处蓄滞洪（涝）区，目前已建及在建15处，滞蓄能力未达到规划能力。大多数城市公园绿地没有规划建设接入周边区域雨洪水的通道和消纳雨洪水的设施，有的公园绿地高程甚至比周边地面还高，自身的雨洪也经常排入市政管网，这样就使得公园绿地没有发挥滞蓄和消纳周边区域雨洪的功能。

3.2  雨水管网数据不清，未能充分发挥管网的调蓄功能

城市排水管渠的管网数据不清晰、不准确、不共享，难以精细化系统分析城市排水系统的实际排水能力。中心城区的雨水管网数据由负责运营的公司拥有，尚未共享给水行政主管部门。这些管网数据与实际情况也存在一些不符合的情况。目前，没有一家单位或一个部门能够准确地、全面地掌握全市甚至只是中心城区的雨水管网数据。因而，难以建立精细、准确的城市降雨径流模拟系统，也难以充分利用雨水管网空间调蓄、净化和利用雨水。

3.3  一些排水防涝的断点或阻水点尚需打通

铁路跨越公路造成道路下凹或阻断排水管道建设是积水内涝的主要原因之一。铁路跨越城市道路时形成下凹桥，铁路部门不做道路排水设施建设，地方部门要在铁路管理范围内建设排水防涝设施时铁路部门缺乏积极配合，致使排水设施建设因协调问题难以实施。如京广铁路跨越鲁谷大街时规划道路雨水管未接入新开渠，铁路桥建成后再修雨水管就因与铁路部门协调问题一直无法实施。再就是由于排水防涝设施与道路、河道的建设、管理不同步、不统一，造成断头管、河道阻水点。有的道路或下凹式立交桥建设完工即开通，排水设施建设不同步；有的道路改建后周边区域排水设施未配套，导致“新修一条路，产生一个积水点”，如新建设的京沈客运专线所引发的若干积水点。河道治理涉及的路政、铁路等部门的跨河桥梁，难以纳入项目一并实施，易形成河道阻水点。

3.4  排水防涝的监测、标识及智慧管理体系需进一步加强

（1）城市雨水管渠和排水河道缺乏监测设施，难以掌握城市积水内涝发生过程并及时采取积极有效的应对措施。目前的水文监测站网基本都在骨干河道上，对于城市雨水管渠和其接入的排水河道没有监测设施，一方面不能及时掌握雨水情以进行调度管理，另一方面对于城市洪涝模型缺乏有效精准的数据进行率定和验证。

（2）缺乏内涝风险标识体系，不能提示社会公众对积水内涝进行防范。一些地势低洼区域、易积水内涝的区域或规划的行泄通道没有明显的积水内涝风险标识，人们难以提前躲避风险。

（3）缺乏排水防涝设施的智慧化管理体系，一些调控设施的功能未充分发挥。例如目前全市已有近千处建设项目建设了雨水池，总容积上百万立方米，这些雨水池缺乏智慧化的管理维护系统，没有充分发挥调节和雨水利用的作用。

3.5  降雨径流源头减排体系尚不完善

建筑小区、绿地、道路、广场等城市径流产生源头的减排措施覆盖比例尚需进一步提高，减控径流措施的成效需要进一步改善和提升。《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/T 685－2013）要求透水铺装的透水能力不小于0.1 毫米每秒，并能消纳45毫米每小时的降雨。当前大多数透水铺装不能满足规范要求，难以起到明显的削减降雨径流、降低积水内涝风险的效果。大量城市平屋顶的径流调控与污染削减作用未充分发挥。在已建成区的城市更新和老旧小区改造中海绵城市理念落实得尚不充分，致使已建成区的降雨径流没有得到有效减控，成为极端天气时城市内涝较高风险区。城市各级道路雨水控制能力普遍偏低，人行步道、绿化隔离带等可改造为雨水滞蓄渗透的区域未能得到有效利用，导致道路雨水径流排放量大、难以控制。

根据《北京市简明暴雨手册》，北京城区100年一遇1小时降雨量为132毫米，24小时降雨量为405毫米，历史最大1小时降雨量为123毫米、最大24小时降雨量为327毫米。市政暴雨公式计算得到的城区100年一遇1小时降雨量为97毫米，24小时降雨量为299毫米。可见，郑州的这场降雨对于北京市来说也是超过100年一遇和超历史极大值的。受气候变化影响，极端天气呈增多趋势。鉴于极端暴雨天气具有可预见性和灾害连锁性强等特点，在内涝防御能力尚未全面达到规划标准的情况下，应制定首都应对气候变化整体策略，以洪涝风险为依据约束城市建设，以风险管控、工程除险、应急保障、能力提升为原则系统应对，减轻灾害损失。

4.1  强化内涝防御的“四预”体系

（1）加强灾害性天气的预报预警。利用卫星云图、雷达回波图、遥感影像等数据源和先进的监测预报手段提前3～5天对灾害性暴雨天气做出逐小时滚动预报，细化预警标准，及时发布暴雨预警。对于雨强或雨量超过暴雨红色预警阈值较多的极端天气，应给出所预报的暴雨量值，以便防御人员决策。

（2）加强积水内涝的预测预警。建立城市积水内涝快速预报预警体系，利用微信、微博等信息化手段向市民及时提供雨天出行和道路积水预测预警服务。

（3）强化预警响应落实与反馈。健全预警发布与送达机制，确保相关单位责任人和市民及时收到预警通知。当发布橙色及以上预警时，通过直线专送方式把预警发送到重点位单位的责任人，利用一切行政手段，把预警通知最大限度地覆盖辖区全域所有单位和个人，利用微信、短信、抖音等媒体手段，让绝大部分市民看到预警信息。建立预警响应落实监督机制，对于橙色及以上暴雨预警，各单位应将收到确认及响应落实情况及时进行逐级反馈上报。

（4）进一步提升防汛演练水平和效果。建设防汛综合实验场，利用虚拟现实、人工智能（AI）等现代化科技手段构建各种防汛应急场景，将防汛演练常态化，同时建设物理模型实验场，开展防汛抢险救灾的实地实物演练。

（5）进一步提升各类防汛预案的科技含量和操作便捷性。建立可视化、电子化的预案编制体系，基于情景分析推演模拟不同暴雨情境下的灾害发展过程，实现灾害场景的重现，最优化地调配应急救助资源与合理化防洪调度，精准有效地制定抢险措施，为应急决策提供可视化的决策环境，提高应急抢险决策方案的可行性、精准性。

4.2  健全城市洪涝防御工程体系

规划建设专门排除超过雨水管渠排水能力的大排水系统，并保持行泄通道畅通。根据城市竖向规划、下垫面和排水管网、河网情况，通过系统模拟分析，确定应作为不同级别降雨行泄通道的城市道路和绿地，或根据需要规划建设专门的管道作为行泄通道排除超标雨水。制定城市雨洪行泄通道的规划设计标准和建设方法。按规划完成滞蓄涝洪（涝）区建设，提高雨洪滞蓄能力。尽快打通“断头管”和河道阻水点，保障排水防涝通道通畅。推广屋顶雨水滞蓄控排和雨养型屋顶绿化，建成区如果1/3平屋顶做滞蓄控排，1/3做雨养型屋顶绿化，则能滞蓄雨水1 570万立方米，相当于4个昆明湖的容积。将海绵化改造纳入老旧小区改造必改项目，通过增加老旧小区透水铺装、下凹绿地、调蓄空间等设施，提升已建成区域雨洪水滞蓄渗透能力，源头削减雨水径流，降低下游排水系统压力。加快推进城市道路海绵化改造，通过修建集雨型绿化带、生态沟、透水铺装、蓄水设施等措施，增加城市道路的雨水滞蓄、入渗能力，削减道路雨水径流峰值和水量。加强透水铺装地面建设监管，保证新建和改建透水铺砖地面全面达标。明确城市公园应具有消纳周边雨水和滞蓄雨洪的功能，已建公园绿地在更新改造中调整竖向和景观格局，增加调节外部雨洪的功能。

4.3  健全防汛应急抢险救灾体系

建立“快速反应、协同应对”的洪涝灾害应急体系，将气象、水务等部门的“测、防、报”与应急管理等部门的“抗、救、援”有机衔接。改进相关应急处置程序，及时采取有效措施防御极端天气灾害，如弹性工作、停课、停工、断路、停止交通运输等措施，让非防汛保障人员在安全的地方就地躲避，并在出现险情前转移风险区人员。优化完善中心城区抢险基点布局，以便抢险单元能快速到达救援目标。加强地铁等生命线工程和积水内涝风险较大区域的应急避险避难设施建设与管理。建立应急抢险装备更新机制，加强防汛抢险和救援物资的储备，优化防汛抢险物资仓库的布局。加强应急抢险通行保障，将物流管理纳入防汛抢险应急管理体系，确保灾害发生时抢险救援物资运输不中断。加强专业化排水防涝应急队伍建设，提高抢险救灾人员队伍与人口的比例，分片区建立专业化队伍、后备队伍（包括民兵和志愿者等）和社会力量相结合的排水防涝应急队伍体系，按照服务面积、服务强度等配备人员和装备。

4.4  建立高水平的洪涝防控管理体系

建立雨水管网、泵站、河道等排水防涝设施数据共享机制和授权使用机制，使产权管理单位与水行政主管部门、规划行政主管部门和市政府同步共享排水防涝设施数据，便于进行监督指导。利用5G、大数据、物联网等信息化手段，实现市、区两级相关专业运行单位之间的汛情、灾情数据共享。对管网、泵站、再生水厂、调蓄设施、蓄滞洪（涝）区及河道行洪等进行协同调度，雨前加强河道预泄、及时腾出调蓄空间，通过常规与非常规调度手段确保蓄滞洪涝区、堤防扒口、行洪通道、公园绿地在应急情景下正常启用。成立专门的工作组与铁路部门沟通解决涉及铁路的积水内涝问题。强化规划管控、严格项目审批，杜绝“断头管”“修一条路产生一个积水点”、河道阻水点的出现。对雨水管网规划未落实、项目未落地和排水设施不完善或能力不足的区域，优先完善排水设施，严格控制新增排水负荷的建设项目。推动洪涝风险图社会化、法定化应用，建立城市积水内涝风险标识体系，实施内涝风险管理。在容易发生积水内涝的下凹桥和低洼地点安装积水深度监测与警示装置，超过设定的积水深度时通过声、光提示行人注意安全，并将数据上报管理部门，及时采取断路等管控措施。修改地方有关法规并制定具体政策，明确城市公园应具有消纳周边雨水和滞蓄雨洪的功能。针对政府投资建设、社会单位自建等不同渠道建设的雨水池，建立运行维护监管机制，促使运行维护单位用好管好，使其充分发挥调节雨洪和净化利用的功能。建立市、区两级城市雨水管渠和排水河道水文监测体系，市管和区管河道及排水管渠由相应管理单位依据规范建立监测系统，统一纳入全市水文监测体系，数据共享。

4.5  加强洪涝灾后恢复重建

加强受灾群众的心理干预与心理救援。灾害中及灾害后不仅要注重物质救援，更要强调精神救援。相关部门应当及时派出心理咨询专业人员及志愿者实施心理救援，关心灾民生活，重拾灾民信心。政府领导要到现场安抚民心，重塑对生活的希望。要完善应急管理绩效评估指标体系，在各级政府绩效考核体系中，减少单纯的经济指标性考核，采用“危机处理效果”指标进行应急工作的考核，在制度上为各级政府的应急行为提供正向激励。要重视经验教训总结，根据应急过程的经验对应急预案进行修改，查漏补缺。

4.6  加强防汛避险科普教育培训

加强防汛避险、自救减灾的科普宣传教育，培养公众的应急避险减灾意识。利用资料图册发放、网络媒体传播、实体培训等措施加大对公众的防汛应急科普教育。大力倡导“防灾避险、生命至上、自救互救、人人有责”的公共安全文化理念，提高群众的防灾减灾意识，提高群众对内涝成灾及防治等方面的科学认识水平，减少负面情绪。增强公众危机状态下的自救能力、互助能力和理智行为能力。引导公众主动学习与危险的、变化的和不确定的环境相共存，提高自身对洪涝灾害的适应性。

在城市排水防涝能力尚未全面达到规范要求标准的状况下，在全球气候变化和极端天气增多的背景下，避险、抢险、救灾是今后应对极端天气灾害的发展方向。避险的方式包括预警预报、应急响应以及提前采取的各种工程措施和非工程措施等。抢险和救灾能力是城市管理能力的综合体现，也是政府社会管理能力的体现，需要借助现代化、信息化、智慧化手段，快速反应、协同应对。特别是通过科普宣传和教育培训让群众养成主动避险意识，提高自救互助能力，对于降低灾害损失至关重要。对于一场远超过雨水管渠设计标准和城市内涝防治标准的降雨，出现城市积水内涝是必然的，关键是如何采取措施减少灾害损失、避免人员伤亡。只要提前建设好完善的工程体系、加强预报预警、及时应急响应、做好避险转移、有序抢险救灾、科学恢复重建，灾害损失一定能降低到最小值，人员伤亡也一定能尽量避免。

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