任 婕，田康寧（華東建筑設計研究院有限公司， 上海 200011）

雨洪管理是指包含規(guī)劃、設計、工程和管理等多階段的雨水系統化管理方式，對解決各類城市水問題具有重要意義。我國雨洪管理研究始于 20 世紀末，2013年 12 月，習近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上強調“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”后，作為我國現代雨洪管理的代名詞，海綿城市開始受到相關專業(yè)學者的廣泛關注。

美國作為最早開始探索雨洪管理的國家之一，其相關研究成果對我國雨洪管理研究產生了深遠的影響。近年來，雖然我國雨洪管理研究的數量已位于國際前列，但研究的影響力還與以美國為代表的發(fā)達國家存在一定的差距。為深入對比中、美兩國雨洪管理領域研究的差異，運用 CiteSpace軟件（文獻計量工具），以中、美兩國收錄于 WOS （Web of Science，科學引文索引）核心數據庫和 CNKI （China National Knowledge Infrastructure，中國知網）數據庫中雨洪管理領域的文章為基礎數據，對比研究兩國雨洪管理研究的進展和特征，以期為我國未來雨洪管理的研究和實踐工作提供啟示。

1 方法與數據

1.1 研究方法

本研究使用的軟件版本為 CiteSpace 5.6.R 3，選擇時間切片為 1 a。術語來源提取自標題、摘要、關鍵詞和標識符，分析節(jié)點類型包括研究機構和關鍵詞，每個切片中選擇被引頻次最高的 50 個詞作為分析依據。研究圖譜采用尋徑算法，對單個時間切片和復合時間切片進行裁剪。

1.2 數據來源

文獻檢索于 2020年 5 月 16 日，檢索時間為全部年份，其他檢索條件如表1 所示。最終，獲得美國學者收錄在WOS 核心數據庫中的文章 1 894 篇，中國學者收錄在 WOS核心和 CNKI 數據庫中的文章 588 篇和 1 210 篇。

表1 文獻檢索條件

2 中美雨洪管理研究基本特征

2.1 歷年文獻發(fā)表數量

中美兩國雨洪管理領域文獻發(fā)表數量如圖1 所示。由圖1 可知，我國開展雨洪管理研究的時間明顯滯后于美國，但近期有逐漸趕超的趨勢。美國雨洪管理研究可分為起步（1975～1992年）、慢速發(fā)展（1993～2005年）和快速發(fā)展（2005年至今）3 個階段，時間上大致與美國 3 大雨洪管理理念—最佳管理措施（1972年）、低影響開發(fā)（1990年）和綠色基礎設施（進入 21 世紀后）提出的時間相對應。我國雨洪管理領域的首篇論文發(fā)表于 1992年，2008年前后在發(fā)達國家雨洪管理思想的影響下，我國學者開始引薦國際經驗解決城市水問題[1]。2015年起，我國學者的發(fā)文數量都較上一階段有了顯著增加，這與國家層面提出海綿城市建設相呼應，說明海綿城市建設理念提出后，學者們對雨洪管理研究的熱情高漲。2017年，我國學者在 WOS核心數據庫中的年發(fā)文數首次超過美國，表明近年來我國雨洪管理領域呈現出比美國更加強勁的發(fā)展趨勢。

圖1 中美兩國雨洪管理領域文獻發(fā)表數量對比

2.2 研究機構發(fā)文數量

從研究機構發(fā)文數量來看，以高校為代表的科研院所是中、美兩國開展雨洪管理研究的主力軍。值得注意的是，美國 2 個政府部門—美國環(huán)保局（US EPA，106 篇）和美國地質調查局（US Geo Survey，44 篇）在雨洪管理研究中表現出很高的參與度，發(fā)文量分列第 1 和第 5 位。在中國，除高校和科研院所外，一些從事城市雨洪規(guī)劃的設計院也是雨洪管理研究的骨干力量，這與我國大力推進海綿城市建設的政策背景以及設計研究院“產研結合”的工作特性有關。

3 中美雨洪管理研究進展比較

3.1 美國研究熱點演進趨勢

美國雨洪管理研究熱點關鍵詞演進時區(qū)統計如表2 所示。由表2 可知，1991～2003年，美國的熱點關鍵詞主要有面源污染（Nonpoint Source Pollution）、水質（Quality）、污染去除（Pollution Removal）、修復（Restoration）等，說明通過削減徑流面源污染，改善河流水質、修復水生態(tài)環(huán)境是這一時期的研究重點[2]。重點關注的水質指標包括氮（Nitrogen）、磷（Phosphorus）營養(yǎng)元素，以及重金屬（Heavy Metal）、沉積物（Sediment）等。經過了一段時間的工程實踐后，最佳管理措施（Best Management Practices, BMP）于 1999年開始成為美國雨洪管理研究的熱點關鍵詞。結合閱讀文獻可知，濕地（Wetland）、人工濕地（Constructed Wetland）、生物滯留設施（Bioretention）等的常見 BMP設施的污染控制原理及效果、設計及運行維護方法和相關實踐經驗總結等是這一時期研究的熱點內容。

表2 美國雨洪管理研究熱點關鍵詞演進時區(qū)統計（WOS 核心數據庫）

2004～2010年，美國每年出現的熱點關鍵詞數量明顯增多，這一時期研究主題的變化可歸納為 3 個方面。

（1）雨洪管理精細化。關鍵詞績效（Performance）、影響（Impact）的出現說明學者們開始關注雨洪管理措施的效率及其影響因素，以及雨洪管理措施對水文過程的影響。與此同時，隨著計算機技術的發(fā)展，各類水文水質模型（Model）逐漸成為雨洪管理措施績效評估和水文效應研究的重要工具。

（2）雨洪管理新理念。以低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）和綠色基礎設施（Green Infrastructure，GI）為代表的新興雨洪管理理念在這一時期相繼成為熱點關鍵詞。相比 BMP，LID 更注重采取綠色屋頂（Green Roof）、透水鋪裝（Permeable Pavement）和雨水花園（Rain Garden）等小尺度的源頭控制措施來控制雨水徑流[3]。但 GI 則旨在通過跨尺度的雨洪管理措施在城市中建立起生態(tài)化的 GI 網絡，進而達到保護水生態(tài)環(huán)境的目的。

（3）雨洪管理的“韌性”。氣候變化（Climate Change）等熱點關鍵詞的出現說明隨著可持續(xù)發(fā)展（Sustainability）理念日益深入人心，學者們開始關注雨洪管理措施對極端降雨天氣條件的適應性，以提高雨洪系統的韌性[4]。

由圖1 可知，2010年以后，美國雨洪管理相關研究數量仍然在不斷增加，但新出現的熱點關鍵詞明顯減少，共現頻次 ＞ 10 的關鍵詞僅有基礎設施（Infrastructure）、不確定性（Uncertainty）和框架（Framework），說明相關研究進入了對上一階段涌現出的研究熱點的深入挖掘階段。

3.2 中國研究熱點演進趨勢

中國雨洪管理研究熱點關鍵詞演進時區(qū)統計如表3 所示。對比表2 和表3，不難看出我國的熱點關鍵詞明顯少于美國，側面反映出我國雨洪管理研究的深度和廣度與美國還存在一定的差距。我國第一個雨洪管理研究熱點關鍵詞出現于 2006年（CNKI 數據庫），說明此前開展的研究與后續(xù)研究主題的關聯性相對較弱。結合文獻調研和對熱點關鍵詞演進規(guī)律的分析，可以發(fā)現，我國早期雨洪管理相關研究以雨水資源化利用為核心，之后逐漸轉向對徑流水質（Water Quality）改善和城市內澇（Urban Flooding）控制的研究。不同于美國以水質控制為主要目標，我國雨洪管理表現出水質和水量控制并重的特征。這主要是因為美國在大規(guī)模開展雨洪管理研究前，已經通過雨污分流、場地滯留等措施實現了雨洪水量控制和有組織排放。反觀我國，進入 21 世紀后，城市化進程快速推進，加之城市基礎設施建設相對薄弱，使得各類水環(huán)境問題在短時間內集中爆發(fā)。值得注意的是，在中國學者的研究中頻繁出現 BMP、LID、GI 等關鍵詞，說明中國雨洪管理研究深受美國影響。

3.3 中美雨洪管理研究對比及啟示

綜合上述分析來看，我國雨洪管理研究存在以下特點。

（1）不同于美國的“漸進式”發(fā)展模式，我國雨洪管理研究顯示出“復合式”發(fā)展特征，具體表現為一些在美國學者文獻中出現較晚的詞，如績效（Performance）、影響（Impact）、模擬（Simulation）等在我國探索雨洪管理研究的初期階段就已經出現，美國研究者建立的水文水質模型，如（SWMM，Storm Water Management Model，暴雨洪水管理模型）等在我國相關研究中應用廣泛[5-6]，說明我國在研究之初就借鑒了國外的先進雨洪管理研究經驗和方法，在相關研究領域擁有一定的后發(fā)優(yōu)勢。

（2）政策驅動性和工程實踐性特征顯著。BMP、LID及 GI 的理念在美國提出后都經歷了較長時間才開始成為學術界的研究熱點，而自海綿城市（Sponge City）提出后，我國以海綿城市為關鍵詞的文章就開始大量涌現。研究內容上，美國學者更加重視基礎性研究。技術層面上，積累了大量不同尺度下雨洪管理設施徑流和污染控制效果的實驗和實測研究數據，并在此基礎上建立了計算機模擬模型。管理層面上，研究和總結了雨洪管理實踐過程中的運維管理方法、激勵措施等。我國學者的研究內容大多從海綿城市建設中發(fā)現的問題著手，如設計目標合理確定、設計方案優(yōu)化比選、規(guī)劃設計方法研究等，相關研究的系統性和全面性有待進一步加強。

結合我國雨洪管理研究的特點，進一步推動相關研究的深入發(fā)展，未來應注意以下 2 點。

（1）發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，促進雨洪管理全面發(fā)展。工程措施和非工程措施是雨洪管理的有機組成部分。然而，以前我國學者研究的重點集中在建設層面的工程措施上，對管理層面的運行維護、激勵機制、公共參與等內容的研究還相對欠缺。在未來的研究中，我國應充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，積極學習發(fā)達國家在非工程措施方面的研究和實踐經驗，逐步建立起適用于我國的雨洪管理非工程措施體系，促進我國雨洪管理研究的全面發(fā)展。

（2）利用政策利好，積極開展“本土化”雨洪管理研究。目前，我國海綿城市建設已進入“后試點”時代，各省市都對建設類項目提出了開展海綿城市建設的相關要求。但是，在快速城市化建設的背景下，我國雨洪管理工作需要面對許多“本土化”挑戰(zhàn)，例如水質水量、城市建設密度高、雨水排放設施落后等方面。因此，在“后試點”時期，我國要牢牢把握這一時期的大量工程實踐機會，結合不同地區(qū)、不同類型項目的實際特征開展有針對性的、適應性的雨洪管理研究，在現有技術體系的基礎上積極開展技術創(chuàng)新，切實解決我國雨洪管理中的難題。

4 結 語

運用 CiteSpace 軟件，梳理和對比中、美兩國雨洪管理研究進展，進而總結兩國相關研究的差異。從研究基本特征來看，我國開展雨洪管理研究的時間明顯滯后于美國，近期在國家層面大力推進海綿城市建設的背景下，我國相關領域呈現出比美國更加強勁的發(fā)展趨勢。從研究內容來看，不同于美國以水質控制為主要目標，我國雨洪管理表現出水質和水量控制并重的特征，這主要與我國城市化進程快速推進，以及各類城市水問題集中爆發(fā)有關。我國在研究之初就借鑒了國外的先進雨洪管理研究經驗和方法，擁有一定的后發(fā)優(yōu)勢，但這類研究表現出明顯的政策驅動性和工程實踐性特征，深度和廣度與美國仍存在較大的差距。在我國未來的研究中，一方面，應充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，系統學習發(fā)達國家雨洪管理經驗，在完善工程措施體系的同時，逐步建立起適用于我國的非工程措施體系，促進我國雨洪管理研究的全面發(fā)展；另一方面，要把握好海綿城市“后試點”時期的政策利好，利用大量工程實踐機會積極開展技術創(chuàng)新，切實解決我國雨洪管理研究中面臨的“本土化”挑戰(zhàn)。