王乾

（廣州市番禺區(qū)水務(wù)設(shè)施運(yùn)行中心，廣東 廣州 511400）

0 引言

洪澇對(duì)人類和自然環(huán)境都會(huì)帶來(lái)很多負(fù)面影響，如生命和財(cái)產(chǎn)的威脅、環(huán)境破壞、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)影響等。為應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害，需要加大綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、構(gòu)建可持續(xù)排水系統(tǒng)、提高建筑洪澇適應(yīng)能力、建立洪澇風(fēng)險(xiǎn)模型，以提高公眾對(duì)洪澇災(zāi)害的認(rèn)識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。

1 流域概況

1.1 案例概況

廣州大學(xué)城為廣州市高校集聚區(qū)，區(qū)域內(nèi)有河涌14 條，原有北亭涌、合益圍涌、南亭大社涌共3 條黑臭水體。截至2021 年，3 條黑臭河涌已消除黑臭。區(qū)域內(nèi)基本為分流制排水體制，已建成污水管網(wǎng)80km，雨水管網(wǎng)140km，污水轉(zhuǎn)輸至瀝滘污水廠處理。大學(xué)城沿江堤防現(xiàn)已達(dá)到200 年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，片區(qū)內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到20 年一遇。

1.2 建設(shè)存在的問(wèn)題

廣州大學(xué)城海綿城市示范片區(qū)豎向空間合理，自然本底條件較好，片區(qū)所在小谷圍島堤岸防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)200 年一遇的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)近幾年排水單元改造、大學(xué)城水生態(tài)示范區(qū)建設(shè)等項(xiàng)目，灰藍(lán)設(shè)施達(dá)標(biāo)率高，同時(shí)隨著番禺區(qū)海綿城市建設(shè)管控的推進(jìn)，近期新建項(xiàng)目基本都按照海綿城市建設(shè)要求進(jìn)行落實(shí)，但是距離“海綿城市示范片區(qū)”還存在一些差距，主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）目前大學(xué)城片區(qū)內(nèi)澇防治重現(xiàn)期已基本達(dá)到20 年一遇，與《番禺區(qū)海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃（2018—2035年）》要求有效應(yīng)對(duì)不低于50 年一遇暴雨及《廣州市雨水系統(tǒng)總體規(guī)劃（2021—2035 年）》（在編）規(guī)劃要求有效應(yīng)對(duì)100 年一遇仍有差距。

（2）片區(qū)大部分市政道路由于建設(shè)時(shí)間較早，未落實(shí)海綿城市建設(shè)要求。

（3）部分高校內(nèi)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有地塊排水設(shè)施及校園內(nèi)的人工湖，因地制宜落實(shí)源頭減排設(shè)施，實(shí)現(xiàn)雨水徑流污染控制和雨水利用。

2 洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理體系

2.1 系統(tǒng)性評(píng)估洪澇風(fēng)險(xiǎn)

2.1.1 初步洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

初步洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是通過(guò)收集相關(guān)數(shù)據(jù)、分析地形地貌、降雨數(shù)據(jù)和河流水文數(shù)據(jù)等，評(píng)估洪澇風(fēng)險(xiǎn)的程度和可能的影響范圍，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。具體步驟包括收集有關(guān)數(shù)據(jù)、分析地形地貌特征、分析降雨數(shù)據(jù)和河流水文數(shù)據(jù)、評(píng)估潛在影響以及制定風(fēng)險(xiǎn)管理措施。在本項(xiàng)目中，雖然初步洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要是一種定性評(píng)估方法，但可以為后續(xù)詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)分析和模擬研究提供基礎(chǔ)和指導(dǎo)，通過(guò)評(píng)估確定具有洪澇風(fēng)險(xiǎn)的城市必須由當(dāng)?shù)丨h(huán)境部門和城市排澇主管部門聯(lián)合制定“兩圖一規(guī)劃”，即洪澇危害分區(qū)圖（flood hazard map）、洪澇風(fēng)險(xiǎn)圖（flood risk map）和洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)劃（flood risk management plan）。洪澇危害分區(qū)圖通過(guò)水文水力模型識(shí)別不同重現(xiàn)期洪澇災(zāi)害影響范圍，將評(píng)估區(qū)域按洪澇發(fā)生概率劃分為低概率區(qū)（Zone1）、中概率區(qū)（Zone2）、高概率區(qū)（Zone3a）、行蓄洪功能區(qū)（Zone3b）。洪澇概率分區(qū)表如表1 所示。

表1 洪澇概率分區(qū)表

2.1.2 戰(zhàn)略洪澇分險(xiǎn)評(píng)估

戰(zhàn)略洪澇分險(xiǎn)評(píng)估是指通過(guò)分析城市的地理環(huán)境、氣象特征、水資源狀況、排水設(shè)施等因素，評(píng)估城市面臨的洪澇風(fēng)險(xiǎn)程度和潛在的損失，通過(guò)戰(zhàn)略洪澇分險(xiǎn)評(píng)估，可以確定城市在洪澇災(zāi)害中的脆弱性及其變化趨勢(shì)，為制定合理的洪澇防護(hù)措施和應(yīng)急預(yù)案提供科學(xué)依據(jù)。戰(zhàn)略洪澇分險(xiǎn)評(píng)估包括以下步驟：①收集和整理相關(guān)數(shù)據(jù)：包括城市的地理環(huán)境、氣象資料、水資源狀況、排水設(shè)施等。②確定洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)：根據(jù)城市特點(diǎn)和需求，確定評(píng)估指標(biāo)，如洪澇頻率、洪水深度、暴雨強(qiáng)度等[1]。③進(jìn)行洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：利用工程模型或數(shù)學(xué)模型，對(duì)城市進(jìn)行洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，計(jì)算不同等級(jí)洪澇事件的可能性和損失。④制定洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理策略：根據(jù)評(píng)估結(jié)果，制定針對(duì)性的洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理策略，包括建設(shè)更完善的排水設(shè)施、提高城市綠地率、加強(qiáng)城市規(guī)劃和土地利用等。⑤監(jiān)測(cè)和預(yù)警：建立洪澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警可能發(fā)生的洪澇災(zāi)害，并采取相應(yīng)措施。⑥應(yīng)急管理和救災(zāi)準(zhǔn)備：建立完善的洪澇應(yīng)急管理和救災(zāi)準(zhǔn)備機(jī)制，提前做好應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的準(zhǔn)備工作。

2.1.3 場(chǎng)地洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

收集場(chǎng)地相關(guān)的地理環(huán)境、氣候特征、水文資料等相關(guān)數(shù)據(jù)，如地形地貌、降雨情況、排水設(shè)施等；根據(jù)場(chǎng)地的特點(diǎn)和需求，確定洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，如洪澇頻率、洪水深度、積水時(shí)間等；利用工程模型或數(shù)學(xué)模型，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，計(jì)算不同等級(jí)洪澇事件的可能性和損失；根據(jù)評(píng)估結(jié)果，分析場(chǎng)地面臨的洪澇風(fēng)險(xiǎn)程度，包括洪澇潛在損失、可能影響的區(qū)域范圍等；基于評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的防護(hù)措施，包括建設(shè)更完善的排水系統(tǒng)、加強(qiáng)場(chǎng)地的抗洪設(shè)計(jì)、改善地貌條件等；建立場(chǎng)地洪澇事件的應(yīng)急管理機(jī)制，包括制定應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的應(yīng)急預(yù)案、組織培訓(xùn)演練等。

2.2 剛彈結(jié)合避讓洪澇風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)收集到的信息，利用適當(dāng)?shù)哪Ｐ突蚍椒?，分析?chǎng)地可能發(fā)生的洪澇風(fēng)險(xiǎn)，這可以包括洪水概率分析、水流模擬、水文統(tǒng)計(jì)等；確定洪澇對(duì)場(chǎng)地可能造成的影響，如可能對(duì)建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)田等造成的破壞程度；分析場(chǎng)地的脆弱性，即場(chǎng)地受洪澇影響的敏感程度。可以考慮場(chǎng)地的地質(zhì)條件、土壤覆蓋情況、排水系統(tǒng)等因素；綜合考慮洪澇概率、洪水影響和場(chǎng)地的脆弱性，綜合評(píng)估洪澇風(fēng)險(xiǎn)程度。可以使用定量或定性的方法進(jìn)行評(píng)估，如風(fēng)險(xiǎn)矩陣分析、風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)估等；根據(jù)洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理策略，如改善排水系統(tǒng)、制定應(yīng)急預(yù)案、加強(qiáng)建筑物防洪措施等；定期監(jiān)測(cè)場(chǎng)地的洪澇風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)需要進(jìn)行更新和調(diào)整，這可以包括定期觀測(cè)水文數(shù)據(jù)、更新場(chǎng)地信息、評(píng)估洪澇控制措施的有效性等[2]。

2.3 灰綠結(jié)合緩解洪澇風(fēng)險(xiǎn)

灰綠結(jié)合是指將“灰”工程和“綠”工程相結(jié)合，綜合利用工程措施和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)來(lái)緩解洪澇風(fēng)險(xiǎn)。具體措施包括：建設(shè)和改善排水系統(tǒng)，如設(shè)置雨水收集系統(tǒng)、清淤河道、修建雨水調(diào)蓄設(shè)施等，通過(guò)灰色工程可以增加水的排放能力，減少洪水對(duì)場(chǎng)地造成的影響；保護(hù)、恢復(fù)和增加自然環(huán)境中的濕地、森林、河流等生態(tài)系統(tǒng)。這些生態(tài)系統(tǒng)可以起到吸水、保水、蓄水的作用，減少洪水的形成和洪峰的峰值，并提供水文調(diào)節(jié)和水質(zhì)凈化功能；對(duì)受損或嚴(yán)重侵蝕的河道進(jìn)行整治，恢復(fù)其自然的水流能力，并結(jié)合生態(tài)修復(fù)，恢復(fù)河道生態(tài)功能，增強(qiáng)河道的自凈能力和水質(zhì)調(diào)節(jié)能力；在河道兩岸建設(shè)防洪林帶，通過(guò)種植適合的樹種和草本植物，提高土壤的滲透性和水源涵養(yǎng)能力，減緩洪水流速，降低洪水威力；在城市中保護(hù)和恢復(fù)濕地，如水塘、濕地公園等。這些濕地可以吸水并緩慢釋放，減少洪水對(duì)城市的影響；采用透水性鋪裝材料，如透水磚、透水混凝土等，使雨水能夠滲透到地下，減少地表徑流和洪水形成?；揖G結(jié)合可以綜合利用工程和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，減輕洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，并促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和改善。

3 洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理措施

3.1 加大綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

綠色基礎(chǔ)設(shè)施是指一種以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)、利用自然過(guò)程和生物多樣性為核心的基礎(chǔ)設(shè)施形式，它通過(guò)模仿、增強(qiáng)和恢復(fù)自然系統(tǒng)的功能，提供解決方案來(lái)解決城市、農(nóng)村和工業(yè)區(qū)域的各種環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題。綠色基礎(chǔ)設(shè)施利用自然過(guò)程來(lái)處理水、空氣和廢物等問(wèn)題，通過(guò)濕地、雨水花園、人工湖泊等手段來(lái)模擬自然系統(tǒng)的功能；綠色基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)保護(hù)和恢復(fù)植被、濕地和野生動(dòng)物棲息地，促進(jìn)物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的健康；綠色基礎(chǔ)設(shè)施包括雨水管理系統(tǒng)、雨水收集和再利用，以及湖泊和河道的調(diào)節(jié)和修復(fù)，以提供可持續(xù)的水資源管理；綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以增加城市的防洪和排水能力，并緩解氣候變化對(duì)城市環(huán)境的影響；綠色基礎(chǔ)設(shè)施能夠提供休閑和健康的空間，改善空氣和水質(zhì)，增加城市綠化覆蓋率，提高城市居民的生活質(zhì)量[3]。一些常見的綠色基礎(chǔ)設(shè)施措施包括：雨水花園、河道綠帶、濕地恢復(fù)與保護(hù)、屋頂綠化、城市森林和公園、城市農(nóng)業(yè)等。綠色基礎(chǔ)設(shè)施是一種可持續(xù)發(fā)展的城市規(guī)劃策略，能夠改善城市環(huán)境質(zhì)量、提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，并保護(hù)和提升人民的生活質(zhì)量。

3.2 構(gòu)建可持續(xù)排水系統(tǒng)

可持續(xù)排水系統(tǒng)（sustainable drainage system, SDS）是一種以自然過(guò)程為基礎(chǔ)的排水管理方法，旨在模仿和集成自然水循環(huán)的原理，減少城市和人工區(qū)域中產(chǎn)生的排水問(wèn)題，并提供可持續(xù)的水資源管理解決方案?？沙掷m(xù)排水系統(tǒng)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用其主要目標(biāo)是減少和延緩雨水徑流，改善城市排水系統(tǒng)的承載能力，提高城市的抗洪能力，并保護(hù)水環(huán)境質(zhì)量。與傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)相比，可持續(xù)排水系統(tǒng)更加注重綜合水管理，強(qiáng)調(diào)通過(guò)自然處理過(guò)程來(lái)凈化和處理雨水，同時(shí)提供相應(yīng)的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益?？沙掷m(xù)排水系統(tǒng)不僅可以改善城市排水問(wèn)題，還可以帶來(lái)其他多重效益，如提高城市環(huán)境質(zhì)量、增加城市綠化覆蓋率、改善空氣質(zhì)量、促進(jìn)生物多樣性等。因此，在城市規(guī)劃和建設(shè)中，可持續(xù)排水系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用并受到重視?？沙掷m(xù)排水過(guò)程如圖1所示。

圖1 可持續(xù)排水過(guò)程

3.3 提高建筑洪澇適應(yīng)能力

在本項(xiàng)目中，可以將建筑物的地面高度提高到預(yù)定的洪水標(biāo)準(zhǔn)高度以上，以防止洪水進(jìn)入建筑物內(nèi)部，這可以通過(guò)增加地基高度、建造地下室、或者使用抬高地板技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；采用防水建筑設(shè)計(jì)和建筑材料，如使用防水墻體、選擇可抗漂浮的建筑材料等，以減少洪水對(duì)建筑物的影響；建立高效的排水系統(tǒng)，包括適當(dāng)?shù)呐潘艿?、雨水收集系統(tǒng)和蓄水設(shè)備，以快速排除建筑物周圍的積水，減少洪水對(duì)建筑物的浸泡時(shí)間；在建筑物周圍設(shè)置快速排澇系統(tǒng)，如槽式排水溝、雨水花園、蓄水池等，以便迅速將積水引導(dǎo)到安全區(qū)域；采用抗震和抗洪設(shè)計(jì)的技術(shù)和材料，以增加建筑物的穩(wěn)定性和抵抗洪水沖擊的能力；在建筑物中設(shè)置應(yīng)急逃生通道，確保居民在洪水發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)安全地離開建筑物；提高居民的洪澇風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，并提供相應(yīng)的教育和培訓(xùn)，使他們了解并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)保護(hù)自己和他們的財(cái)產(chǎn)[4]。

3.4 建立洪澇風(fēng)險(xiǎn)模型

收集與洪澇風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括歷史洪水事件的記錄、降雨數(shù)據(jù)、地形和水文數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)可以來(lái)自氣象站、水文站、地質(zhì)測(cè)量等渠道；利用收集到的洪水歷史數(shù)據(jù)和降雨數(shù)據(jù)，可以使用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)分析洪澇發(fā)生的概率分布。常見的方法包括頻率分析和概率分布函數(shù)擬合；根據(jù)已有的數(shù)據(jù)和模型，計(jì)算出一些洪澇風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，如洪澇淹沒(méi)的概率、淹沒(méi)的深度和持續(xù)時(shí)間等。這些指標(biāo)可以量化洪澇風(fēng)險(xiǎn)的大??；基于區(qū)域的洪澇風(fēng)險(xiǎn)模型需要考慮地理信息系統(tǒng)（GIS）的數(shù)據(jù)和功能，使用GIS 可以將洪澇風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)與地理空間特征相結(jié)合，進(jìn)行敏感性分析和空間分布分析；驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性是建立洪澇風(fēng)險(xiǎn)模型的重要步驟。對(duì)模型的結(jié)果進(jìn)行與實(shí)際情況的對(duì)比，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。根據(jù)已經(jīng)建立的洪澇風(fēng)險(xiǎn)模型，可以對(duì)未來(lái)的洪澇風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以使用氣候模型和水文模型來(lái)模擬未來(lái)的降雨和水文過(guò)程，從而評(píng)估未來(lái)洪澇風(fēng)險(xiǎn)的變化；建立洪澇風(fēng)險(xiǎn)模型需要綜合考慮多個(gè)因素，涉及氣象、水文、地理等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，海綿城市和洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理體系是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的概念，在綜合考慮城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)的管理和控制方面起到重要作用。在洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理中，海綿城市的概念可以為洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理體系提供有效的解決方案。海綿城市的雨水收集和再利用系統(tǒng)可以減少城市排水系統(tǒng)的壓力，降低洪水發(fā)生的可能性；通過(guò)建立濕地、雨水花園等自然水體，可以增加城市的水資源儲(chǔ)備，減少洪水對(duì)城市的沖擊；同時(shí)，海綿城市的綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，對(duì)洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理起到積極的影響。