粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇防御韌性提升創(chuàng)新實踐與思考
Enhancing resilience to urban flooding and storm surge in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area: innovative practices and perspectives
楊芳,張印,張鵬3,佘敦先?,李旭東
1.水利部珠江水利委員會珠江水利科學研究院,510611,廣州;2.水利部粵港澳大灣區(qū)水安全保障重點實驗室,510611,廣州;3.廣州珠科院工程勘察設計有限公司,510611,廣州;4.武漢大學水資源工程與調度全國重點實驗室,430072,武漢
摘要:粵港澳大灣區(qū)是我國開放程度最高、經(jīng)濟活力最強的區(qū)域之一。受氣候變化和城市化進程的影響,該區(qū)域洪潮澇災害風險加劇,并成為制約粵港澳大灣區(qū)高質量發(fā)展的重大水安全問題。中央城市工作會議提出以推進城市更新為重要抓手,著力建設安全可靠的韌性城市,對城市洪澇韌性防御提出了新要求,也提供了新的建設契機。分析了粵港澳大灣區(qū)洪潮澇災害特點及面臨的形勢,系統(tǒng)梳理了粵港澳大灣區(qū)防洪(潮)排澇實踐?;浉郯拇鬄硡^(qū)現(xiàn)已形成流域-灣區(qū)-城市防洪(潮)排澇體系,在洪澇統(tǒng)籌治理、高標準海堤建設、智能監(jiān)測預報、復雜水網(wǎng)聯(lián)排聯(lián)調等技術方面實現(xiàn)了突破,并將洪澇安全納入城市開發(fā)剛性約束,積極推動粵港澳的標準協(xié)同。在總結國際灣區(qū)洪潮澇防御實踐先進經(jīng)驗基礎上,以城市更新為契機,圍繞韌性城市建設目標,提出粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇災害綜合防治模式,并就高標準設防下的防洪(潮)排澇工程規(guī)模確定、多元分散理念下的工程體系布局、跨部門協(xié)同的體制機制建設等提出具體建議。研究可為完善粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇防治體系、整體提升城市防洪(潮)排澇韌性提供基礎參考,也為更好地指導新一輪城市更新提供思路
關鍵詞:粵港澳大灣區(qū);城市洪潮澇防御;韌性城市;氣候變化
作者簡介:楊芳,黨委書記、副院長,正高級工程師,主要從事河口治理與洪澇災害防御工作。
基金項目:國家重點研發(fā)計劃(2021YFC3001000);水利青年人才發(fā)展資助項目“極端暴雨條件下城市洪澇災害鏈風險評估與應急避險對策研究”(水基字〔202237號)
DOI:10.3969/j.issn.1000-1123.2025.17.006
粵港澳大灣區(qū)是我國開放程度最高、經(jīng)濟活力最強的區(qū)域之一,在國家發(fā)展大局中具有重要戰(zhàn)略地位。截至2023年年底,粵港澳大灣區(qū)總人口約8600萬人,地區(qū)生產(chǎn)總值超14萬億元,約占全國的11%?;浉郯拇鬄硡^(qū)位于珠江流域下游,以珠江三角洲為核心腹地,南面臨海。該地區(qū)三江匯流、八口出海,河網(wǎng)密布、縱橫交錯,徑流潮流相互作用,水情復雜?;浉郯拇鬄硡^(qū)地處亞熱帶季風氣候區(qū),多年平均年降雨量1800mm,4—9月雨季降雨量可占全年的80%,自然地理和氣候條件決定了其面臨洪水、風暴潮、城市內(nèi)澇等災害威脅且易疊加。2005年、2008年、2022年、2024年發(fā)生流域性洪水;2008年“黑格比”、2017年“天鴿”、2018年“山竹”風暴潮接連刷新最高潮位歷史紀錄;2020年廣州“5·22”、2023年深圳及香港“9·7”、2025年深圳-香港-東莞“8·5”特大暴雨均造成重大社會經(jīng)濟損失
《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》和《粵港澳大灣區(qū)水安全保障規(guī)劃》明確因地制宜、因城施策,全面提升城市防洪排澇能力?;诨浉郯拇鬄硡^(qū)洪潮澇防御現(xiàn)狀及面臨形勢,結合國際灣區(qū)城市洪潮澇災害防御實踐經(jīng)驗,深刻領會2025年中央城市工作會議“著力建設安全可靠的韌性城市”精神,深入梳理粵港澳大灣區(qū)防洪(潮)排澇實踐,提出思考和討論,為完善粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇防治體系、整體提升城市防洪(潮)排澇韌性提供理論支撐和技術路徑,以期為全國乃至全球濱海城市洪潮澇韌性防御提供“粵港澳大灣區(qū)智慧”。
粵港澳大灣區(qū)洪潮澇災害特點及面臨形勢
1.粵港澳大灣區(qū)洪潮澇災害特點
(1)洪潮澇疊加,防災形勢嚴峻
粵港澳大灣區(qū)水系特征復雜,面臨本地暴雨內(nèi)澇、過境洪水和外海風暴潮的多重威脅。當強降雨遭遇天文大潮或風暴潮時,外江高潮位形成頂托效應,導致城市河道洪水無法及時外排,河道水位持續(xù)偏高。在此情況下,城市排水管網(wǎng)排水能力顯著降低,進一步加劇內(nèi)澇災害程度?;浉郯拇鬄硡^(qū)洪潮澇疊加,防災形勢嚴峻
(2)突發(fā)性強,致災快,損失大
城市地區(qū)下墊面情況復雜,在動力和熱力條件影響下,易出現(xiàn)局部突發(fā)性強對流天氣,引發(fā)短歷時強降雨。這類突發(fā)性暴雨具有前期征兆不明顯、影響因素復雜、預報難度大等特點。城市化改變了地表天然的產(chǎn)匯流條件,天然調蓄水體銳減,不透水地面比例增加,天然匯水格局改變,導致地表產(chǎn)流量加大、匯流速度加快?;浉郯拇鬄硡^(qū)人口密集、經(jīng)濟發(fā)達,發(fā)生洪澇災害造成的受災人口多、經(jīng)濟損失大,例如廣州2020年“5·22”特大暴雨、深圳及香港2023年“9·7”特大暴雨。
(3)高標準設防與空間受限矛盾突出,治理難度大
粵港澳大灣區(qū)面臨防洪(潮)排澇標準要求高與工程實施空間受限的矛盾。一方面,粵港澳大灣區(qū)“淹不得、淹不起”,要求洪潮澇防治標準高,例如廣州的防洪潮標準200年一遇,內(nèi)澇防治標準100年一遇;另一方面,可供工程措施實施的空間極為有限。在濱海區(qū)域,單純加高堤防既會破壞“人-城-海”景觀格局,又割裂濱海生態(tài)連續(xù)性;在城區(qū)內(nèi)部,難以通過大規(guī)模提高管道標準或拓寬河道來提升內(nèi)澇防御能力。高標準設防需求與有限實施空間的矛盾,成為粵港澳大灣區(qū)洪潮澇治理的主要難點。
2.粵港澳大灣區(qū)洪潮澇災害面臨形勢
(1)新階段對洪潮澇災害防御提出新要求
城市防災減災工作直接關乎人民生命財產(chǎn)安全,更是維護經(jīng)濟安全、社會安全和國家安全的重要基石。習近平總書記“兩個堅持、三個轉變”防災減災救災理念為新時代災害防御工作提供了根本遵循和行動指南
2021年《國務院辦公廳關于加強城市內(nèi)澇治理的實施意見》明確要求到2025年各城市因地制宜基本形成“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;2025年中央城市工作會議進一步明確以推進城市更新為重要抓手,強化城市自然災害防治,統(tǒng)籌城市防洪體系和內(nèi)澇治理,牢牢守住城市安全底線,著力建設安全可靠的韌性城市。
建設粵港澳大灣區(qū)是習近平總書記親自謀劃、親自部署、親自推動的重大國家戰(zhàn)略,其洪潮澇安全保障是實現(xiàn)高質量發(fā)展的基礎支撐。隨著粵港澳大灣區(qū)建設深入推進,人口和經(jīng)濟要素持續(xù)集聚,對防洪(潮)排澇體系提出了更高要求,必須構建更加安全可靠的災害防御體系,為打造宜居宜業(yè)宜游的世界級城市群提供堅實保障。
(2)氣候變化和城市化加劇洪潮澇災害
氣候變化與城市化進程正顯著加劇粵港澳大灣區(qū)洪潮澇災害風險。政府間氣候變化專門委員會(IPCC)報告指出,全球變暖趨勢持續(xù),城市暴雨頻率高、強度大、歷時短、范圍集中的特點將愈發(fā)明顯,且越極端的強降水事件,其發(fā)生頻率增長百分比越大。作為城市洪澇災害的主要致災因子,粵港澳大灣區(qū)極端降雨在過去數(shù)十年間已呈趨強、趨頻態(tài)勢,考慮未來氣候變化影響,這個趨勢可能更為顯著
近年來,登陸珠江河口區(qū)的西北太平洋臺風頻次、強度呈增加趨勢。在氣候變暖情景下,預計西北太平洋臺風強度和頻率將持續(xù)增加,未來防潮形勢更趨嚴峻。此外,《2022年中國海平面公報》顯示,南海沿海海平面持續(xù)上升,預計未來30年廣東沿海將上升70~166mm,海平面上升顯著抬高基線水位,使弱臺風在未來可能造成更大影響,強臺風的風暴潮風險則會進一步放大,并通過潮水頂托加劇內(nèi)澇。
快速城市化導致下墊面硬化,蓄滯能力銳減,中心城區(qū)暴雨洪峰流量顯著增大,峰現(xiàn)時間提前。通過對比分析粵港澳大灣區(qū)6個小流域高度城市化前后工況,結果表明當發(fā)生20年一遇~100年一遇暴雨,對于3小時、24小時兩種暴雨過程,洪峰流量分別平均增加41%、20%,峰現(xiàn)時間平均提前0.51小時。此外,粵港澳大灣區(qū)人口規(guī)模、關鍵基礎設施和財富的持續(xù)累積,將在預期的氣候變化背景下進一步放大洪潮澇災害風險。
總之,受氣候變化和城市化影響下的極端暴雨變化,可能導致粵港澳大灣區(qū)城市洪澇災害發(fā)生頻次、強度持續(xù)增強。極端暴雨強度的增長、城市水文效應,連同城市區(qū)域承災體暴露度的增長一起,將增加城市暴雨洪澇事件風險。提高城市暴雨洪澇災害防御韌性迫在眉睫。
粵港澳大灣區(qū)防洪(潮)排澇實踐
1.粵港澳大灣區(qū)防洪(潮)排澇整體布局
從流域層面,粵港澳大灣區(qū)始終立足全流域統(tǒng)籌,加強骨干水庫群防洪調控,建設了“堤庫結合、以泄為主、蓄泄兼施”的防洪工程體系。從城市層面,粵港澳大灣區(qū)兼有山丘、三角洲平原地貌特征,同時推進中小河流治理、山洪災害治理、堤閘建設相結合的防洪(潮)工程體系建設;針對城市洼地澇區(qū),重點實施了海綿城市、排水系統(tǒng)改造及排澇通道建設,筑牢截、蓄、排、滲的排澇工程體系。從灣區(qū)層面,深化粵港澳大灣區(qū)防洪減災合作與交流,實施水工程統(tǒng)一調度,強化行蓄空間管控與洪澇風險管控,提升粵港澳跨界水域防洪(潮)能力,提高粵港澳大灣區(qū)整體防洪減災應急能力。總之,通過構建流域區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、安全可靠的防洪減災網(wǎng),全面保障粵港澳大灣區(qū)防洪安全
2.粵港澳大灣區(qū)洪潮澇防御創(chuàng)新實踐
針對濱海城市外洪、內(nèi)澇、風暴潮復合災害特征,粵港澳大灣區(qū)在工程體系、非工程措施上發(fā)力,從規(guī)劃設計、監(jiān)測預報、聯(lián)排聯(lián)調、風險管控、管理體系、全民參與等多方面著手,實現(xiàn)“防御體系有韌性、基礎設施有韌性、極端暴雨少損失”,以更好地適應未來洪澇災害風險挑戰(zhàn)
(1)提出洪澇治理規(guī)劃設計新方法,落實國土空間規(guī)劃管控
在規(guī)劃層面,提出“統(tǒng)一目標、統(tǒng)一規(guī)劃、多維共治、系統(tǒng)優(yōu)化”的規(guī)劃設計新方法?!敖y(tǒng)一目標”指城市暴雨洪澇防治規(guī)劃要以設計暴雨條件下市政排水和水利排澇系統(tǒng)達標為目的。統(tǒng)一水利和市政設計雨型是實現(xiàn)統(tǒng)一目標的前提,通過兼顧水利長歷時降雨量和市政短歷時降雨峰值,解決因樣本選取差異導致的系統(tǒng)銜接問題?!敖y(tǒng)一規(guī)劃”指打破傳統(tǒng)“洪澇分治”模式,對海綿城市、市政排水系統(tǒng)和水利排澇系統(tǒng)進行同步一體化規(guī)劃,實現(xiàn)設防標準、工程規(guī)模銜接?!岸嗑S共治”指在城市洪澇治理空間嚴重受限的條件下,構建“上-中-下、地-管-河、表-淺-深”的流域多維共治體系,在整個內(nèi)河流域尺度充分挖潛治理空間和蓄排潛力?!跋到y(tǒng)優(yōu)化”通過構建城市洪澇水文水動力模型,整體評估工程布局的洪澇防御效果,指導優(yōu)化工程布局。相關成果成功運用于《廣州市防洪(潮)排澇規(guī)劃》《深圳市防洪(潮)及內(nèi)澇防治規(guī)劃(2021—2035)》
上述防洪(潮)及內(nèi)澇防治規(guī)劃同時納入國土空間總體規(guī)劃,確保在城市更新過程中強化豎向規(guī)劃和管控,構建高低有序的排澇格局,協(xié)同交通、園林、市政建設,逐步完善澇水收集路徑與調蓄空間,從源頭降低洪澇風險。
(2)提出基于“浪潮分離”的海堤高標準建設技術體系,實現(xiàn)防災減災與景觀需求的協(xié)同
粵港澳大灣區(qū)城市高質量發(fā)展對防潮安全和生態(tài)景觀提出了新任務新要求,亟須建設兼顧防災減災和景觀生態(tài)功能綜合提升的高標準海堤。潮位難以降低,而波高可通過消浪措施進行消減,從而剝離浪潮非線性疊加作用,減小浪潮對海堤的破壞力?;诖?,提出橫向分離式的“浪潮分離”海堤設計新理念,即在垂向空間上利用堤身“擋高水”,而在橫向空間上通過堤前和堤身消浪措施“消高浪”。在平面上,將傳統(tǒng)單一堤身防護轉變?yōu)榈糖?、堤身、堤后多重防護,增強了防御韌性,同時實現(xiàn)水域岸線空間最大化利用,為植物生長、生物附著創(chuàng)造適宜條件;在垂向上,通過“三重防護-模塊組合-系統(tǒng)優(yōu)化”設計(見下圖),實現(xiàn)浪潮分離、逐級消浪,降低波浪對海堤的破壞力,同時通過降低波浪爬高減少堤頂高程抬高幅度,實現(xiàn)海堤多元功能綜合提升。該技術突破堤防加高限制,在提升防災功能的同時實現(xiàn)生態(tài)、景觀、游憩等綜合效益
▲海堤設計三重防護體系
以珠海市乾務赤坎大聯(lián)圍平沙東堤為例,基于“浪潮分離”的設計理念,運用“三重防護-模塊組合-系統(tǒng)優(yōu)化”的設計方法,構建“堤前淤泥質淺灘紅樹林+復合式堤身斷面+堤后道路生態(tài)緩沖空間”的海堤綜合防護體系,新設計潮位下海堤堤頂高程為4.53~4.62m,較傳統(tǒng)方法設計堤頂高程降低1.7~1.9m,節(jié)約經(jīng)濟投資3400萬元,同時在經(jīng)濟效益、景觀效果與生態(tài)功能等方面均實現(xiàn)顯著提升。
(3)強化“三道防線”建設,提升防洪(潮)排澇能力
粵港澳大灣區(qū)在監(jiān)測層面積極推動“三道防線”建設,通過測雨雷達部署、網(wǎng)格化管理聯(lián)動、水文監(jiān)測體系優(yōu)化等措施提升防災減災能力。其中,廣州市黃埔區(qū)南崗河流域率先構建了“天-地-管-河-江”一體化全要素、高密度、高頻次物聯(lián)感知體系,實現(xiàn)干支流重要斷面和易澇點的雨水情、流量、視頻等全要素高頻監(jiān)測,夯實數(shù)據(jù)底板,顯著提升實時監(jiān)測能力
在預報技術領域,聚焦風暴潮預報需求,研發(fā)了基于浪潮耦合的“河網(wǎng)-河口-南?!比蝻L暴潮預報技術和基于人工智能(AI)的風暴增水快速預報模式,可將風暴潮最大增水預報精度提高到80%以上,提高了珠江河口風暴潮預報精度和效率。相關成果應用于“摩羯”“韋帕”等臺風的風暴潮預報,其中“韋帕”預見期12小時主要水位站增水和潮位誤差控制在0.2m以內(nèi)(見下圖)。
▲臺風“韋帕”預見期12小時增水預報結果及誤差
聚焦城市洪澇預報難點,研發(fā)水文水動力模型高穩(wěn)高速計算技術,提出機理模型與智能模型融合方法,建立滾動預報和實時校正的高精度預報模式。相關成果應用于廣州市黃埔區(qū),建成廣東省首個實時洪澇風險圖,可在10min內(nèi)完成全區(qū)各流域片的洪澇預報計算,其中易澇點積水預報精度達80%以上,河道水位漲幅預報精度達95%以上?!皵?shù)字孿生南崗河”實現(xiàn)“分鐘級”預報,為流域防汛決策提供“預見期6小時+滾動5分鐘”雙尺度支撐。
(4)研發(fā)復雜河網(wǎng)水動力聯(lián)排聯(lián)調技術,促進防洪(潮)排澇效能提升
水網(wǎng)建設有助于提升河湖連通,增強河湖的排水及調蓄能力,是構建現(xiàn)代化防災減災體系的重要途徑。粵港澳大灣區(qū)水系發(fā)達,其核心區(qū)域珠江河口區(qū)各類河涌1.2萬多條,總長3萬多km,河網(wǎng)密度高達0.72km/km,為全國平均水平的近5倍?;浉郯拇鬄硡^(qū)網(wǎng)河區(qū)閘泵群格局基本形成,為實施工程調度奠定了堅實基礎?;诖爽F(xiàn)狀,研發(fā)了復雜河網(wǎng)水動力聯(lián)排聯(lián)調技術,圍繞復雜水網(wǎng)區(qū)面臨的水災害,通過模型優(yōu)化確定河網(wǎng)閘泵調度方式和時機,提出了工作量減小、可操作性增強、防洪排澇效果明顯等多效合一的工程調度運行模式。該技術成功運用于中順大圍,通過接入國家氣象實時預報邊界數(shù)據(jù),模擬計算不同邊界以及閘泵群聯(lián)控方案情況下中順大圍的水量過程,最終構建調度方案庫,為中順大圍防洪排澇調度的科學決策提供支撐
(5)推動城市開發(fā)建設項目洪澇安全評估,把洪澇安全作為城市開發(fā)建設的剛性約束
強化洪澇管理法規(guī)建設,杜絕城市開發(fā)進程中侵占現(xiàn)有河道和水務設施空間現(xiàn)象,實施城市重要基礎設施洪澇安全評估。廣州市率先印發(fā)《廣州市城市開發(fā)建設項目海綿城市建設——洪澇安全評估技術指引(試行)》,明確重要基礎設施項目控制性詳細規(guī)劃階段必須開展洪澇安全評估,嚴控河湖水域藍線,明確片區(qū)重要基礎設施豎向高程及設防標準,落實海綿城市、防洪排澇相關規(guī)劃及自身洪澇安全措施,真正做到洪澇安全“源頭”管控,有效提高城市基礎設施洪澇防御韌性
(6)開展灣區(qū)洪潮澇防御標準體系協(xié)同建設,推動粵港澳三地加強水災害防控合作
隨著粵港澳大灣區(qū)建設國家戰(zhàn)略的全面深入推進,粵港澳三地涉水事務的合作交流越發(fā)頻繁,三地不同的水利標準“碰撞”問題日益顯現(xiàn)?;浉郯拇鬄硡^(qū)在水災害防御領域建立了粵港澳涉水事務交流和協(xié)商機制,積極推動標準協(xié)同建設,有效促進三地聯(lián)防聯(lián)控。2023年水利部珠江水利委員會批準成立粵港澳大灣區(qū)涉水事務標準協(xié)同研究中心,率先推動《海堤生態(tài)化設計技術指南》作為首項水利標準納入“灣區(qū)標準”清單。同時,協(xié)同推進粵港界河深圳河治理、珠澳界河灣仔水道內(nèi)港擋潮閘建設,提升粵港、粵澳跨界水域防洪防潮能力。加強珠江河口水文水資源監(jiān)測,共同建設災害監(jiān)測預警系統(tǒng),構筑聯(lián)防和應急調度系統(tǒng),統(tǒng)籌解決洪潮澇災害等問題,形成治水合力
國際灣區(qū)城市洪潮澇防御實踐經(jīng)驗
國際灣區(qū)城市,如紐約、東京等,盡管可能與粵港澳大灣區(qū)城市擁有不同的氣候特點,但在城市洪澇防御方面面臨諸多共同挑戰(zhàn)。首先,均是熱帶氣旋活躍區(qū)域的濱海城市,面臨洪潮澇交織的局面,氣候變化背景下城市洪潮澇危險性呈增大趨勢;其次,城市高度發(fā)達,人口和社會財富密集,地下空間開發(fā)利用程度較高,承災體暴露度高;再者,城市開發(fā)程度高,而地表防洪潮排澇工程布局空間受限。因此,這些城市在河道堤防、水庫、海堤等傳統(tǒng)工程基礎上,構建起多層次、系統(tǒng)化的洪澇風險管理體系,并輔以預報預警、洪水保險、應急疏散等措施,多個層面全面提升城市的洪潮澇災害防御韌性。與粵港澳大灣區(qū)當前實踐相比較,以下幾個方面頗有值得借鑒之處
1.擬定適度防御標準,考慮未來氣候變化
國際灣區(qū)城市大多采用較高標準設防,然而受用地條件和投資規(guī)模等因素制約,設防標準也在安全性和可行性之間尋求平衡。例如,在風暴潮防御工程規(guī)劃方面,紐約考慮了100年一遇和500年一遇的風暴增水情景,而城區(qū)排水系統(tǒng)僅按44mm/h(約5年一遇)標準設計;舊金山灣區(qū)河道堤防多建于20世紀50—70年代,按100年一遇標準規(guī)劃設計,半個世紀以來標準未進一步提高
另一方面,國際灣區(qū)城市在規(guī)劃新增工程措施時切實考慮未來氣候變化影響。例如,紐約和舊金山等城市在規(guī)劃未來防潮措施時,均將現(xiàn)有研究預測的海平面上升成果納入未來設計潮位的評估之中;東京在規(guī)劃河道防洪措施時,將氣候變化條件下未來極端降水變化趨勢引入設計降雨之中。
2.構建分布式防御體系,實現(xiàn)城水融合
針對城市極端暴雨產(chǎn)匯流特征,紐約市構建了分布式雨洪管理工程體系。2022年推出“備雨紐約”計劃,列出了1000余項工程,包括綠色基礎設施建設、雨水管道升級改造、公園湖泊洼地滯蓄功能優(yōu)化等,廣泛分布在市區(qū)各個角落,因地制宜提升城市的雨洪調蓄和防御能力
2012年颶風“桑迪”引發(fā)風暴潮重創(chuàng)曼哈頓后,紐約市積極推進新的防御工程規(guī)劃。其中,“超級U”防潮堤方案擬沿曼哈頓外圍構建環(huán)形防潮堤,將海堤與景觀休閑等城市基礎設施相結合,不僅顯著提升防風暴潮能力,還在土地資源極為緊張的地區(qū)拓展了市民親水活動空間,實現(xiàn)防災與城市生活品質的雙重提升。
3.重視地下基礎設施防護與空間利用
保護位于地下的重要基礎設施免受洪澇危害至關重要。以紐約為例,其35%的關鍵城市基礎設施處于1~4級颶風引發(fā)風暴潮的潛在淹沒風險范圍內(nèi)。為此,交通部門提高了地鐵系統(tǒng)通風口格柵高程,并對電氣設備實施防水改造,提升地鐵系統(tǒng)的澇水抽排能力
同時,考慮到超大型城市在地表工程設施建設上受土地資源制約,部分城市充分利用地下空間建設深隧排澇系統(tǒng)。例如,東京的“首都圈外圍排水道”便是一套大型地下河道系統(tǒng),用于在洪澇期間高效分流和排泄城市積水
4.以洪水風險圖引導城市規(guī)劃
美國洪水風險圖的應用實踐已較為成熟,并將其作為指導城市規(guī)劃與更新的重要依據(jù)。例如,舊金山灣區(qū)2021年發(fā)布的《舊金山灣區(qū)2070區(qū)域戰(zhàn)略》中,要求對洪水風險區(qū)內(nèi)的建筑物進行清點和分類,并在20年內(nèi)完成強制改造;休斯敦則依據(jù)100年一遇和500年一遇洪水標高,對新建房屋建筑的地基高程提出強制性要求
5.強化水文氣象預報預警與應急支撐
從紐約、東京等城市的實踐看,均在不斷提升洪潮澇災害監(jiān)測預報預警水平,服務于工程調度和應急救援,并指導社會公眾避險。美國水文、氣象及海洋方面的預報,都屬美國國家海洋和大氣管理局的權責范圍,相關要素預報銜接緊密。預報結果直接為陸軍工程師兵團開展工程調度提供依據(jù),也支撐聯(lián)邦緊急事務管理署開展應急處置工作。美國國家海洋和大氣管理局下轄多個技術支撐部門,持續(xù)投入研發(fā),提升降雨、洪水、風暴增水等相關要素模擬預報服務水平。東京通過部署測雨雷達、河川監(jiān)控攝像頭和雨量傳感器網(wǎng)絡,結合機理模型、大數(shù)據(jù)與AI技術實現(xiàn)水位的實時監(jiān)測與預報,并依托官方平臺和社交媒體向公眾發(fā)布實時預警信息
新形勢下粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇防御韌性提升路徑思考與討論
在洪潮澇災害防御方面,粵港澳大灣區(qū)水利行業(yè)已有一系列創(chuàng)新實踐,取得了顯著成效。但面對趨強、趨頻的極端天氣事件,在大灣區(qū)城市用地與投資雙重約束下,不應也不能無限拔高工程標準
貫徹中央城市工作會議精神,結合國際灣區(qū)經(jīng)驗,建議以城市“不會淹、不怕淹、少損失”為目標,在堅持“洪澇共治”進一步完善工程體系的同時,與城市更新有機結合,為洪澇水預留應急排放通道和蓄滯空間;提升生命線基礎設施設防標準;推進跨部門協(xié)同規(guī)劃治理,并建立與之匹配的制度框架。從而形成“標準內(nèi)靠水利工程、標準外靠城市韌性”的城市洪潮澇災害綜合防治模式,為大灣區(qū)城市可持續(xù)發(fā)展提供安全保障。
1.高標準設防下的防洪(潮)排澇工程規(guī)模確定
粵港澳大灣區(qū)作為國家戰(zhàn)略發(fā)展區(qū)域,其特殊的地理區(qū)位和經(jīng)濟社會水平?jīng)Q定了必須建立高標準防洪減災體系。在此背景下,如何科學合理地確定防洪(潮)排澇工程規(guī)模及設計參數(shù),成為當前防災減災體系建設中亟待解決的關鍵技術問題。設計暴雨作為市政與水利工程設計的基礎輸入?yún)?shù),其合理性直接影響工程規(guī)模確定的準確性。然而,目前設計工況選擇仍存在局限性
①全時段同重現(xiàn)期設計方法存在系統(tǒng)性偏差?,F(xiàn)行規(guī)范要求百年一遇暴雨的各時段雨強均按相同重現(xiàn)期取值,這與實際觀測結果不符,如深圳2023年“9·7”暴雨突破7項極值記錄,但未出現(xiàn)全時段極端強度。這種簡化處理難以準確反映城市小流域的降雨特性
②樣本選取方法亟待改進?;浉郯拇鬄硡^(qū)城建基面普遍高于5年一遇潮位,導致內(nèi)河涌泵站主要應對臺風暴雨,但現(xiàn)行設計雨型基于年最大值法選樣,其主導的鋒面雨與臺風暴雨存在差異。以深圳“9·7”暴雨事件為例,雖受多系統(tǒng)影響,但因未遭遇風暴潮仍不能代表最不利工況。
③氣候變化適應性不足。國外三大灣區(qū)在規(guī)劃建設工程體系時均十分重視對氣候變化的適應性,將氣候模式預測納入工程設計標準,粵港澳大灣區(qū)在此方面還存在一定差距。
面對極端天氣頻發(fā)與城市空間受限的雙重壓力,科學完善規(guī)劃標準,對于在城市更新中協(xié)同推動城市防洪(潮)排澇建設至關重要。建議從以下方面進行完善:一是加強實測資料應用,不同歷時雨強的重現(xiàn)期關系應通過實測資料分析確定,特別是對于城市小流域,需要重點考慮短歷時暴雨的極端特性;二是改進樣本選取機制,建立臺風暴雨專項樣本庫,考慮暴雨與風暴潮的最不利組合工況;三是加強氣候變化適應性設計,參考國際經(jīng)驗將氣候模式預測的氣象要素定量變化趨勢納入工程設計考量。
2.多元分散理念下的工程體系布局
高密度城市極端降雨需通過外排或蓄存消納,但面臨空間嚴重受限的困境:一方面線性工程密集導致排水通道擴容困難,另一方面大型蓄排設施缺乏建設用地。傳統(tǒng)工程措施難以根治內(nèi)澇,深隧系統(tǒng)等大型工程也因高昂造價僅限少數(shù)國際大都市實施。參考紐約市分布式防洪理念,粵港澳大灣區(qū)在高密度城區(qū)極端降雨應對中,可借鑒其多點布局、系統(tǒng)融合的思路,推動從依賴大型集中設施向分布式、網(wǎng)格化防洪體系轉變。在極端降雨條件下,高密度城區(qū)內(nèi)澇治理的關鍵突破點在于建立臨時蓄存機制,有效滯蓄超出管網(wǎng)和河道排放能力的地面徑流峰值,防止徑流向低洼區(qū)域匯集形成嚴重內(nèi)澇。這一理念雖與“海綿城市”建設同樣強調徑流控制,但存在顯著差異:前者著重應對極端降雨事件的峰值流量管理,后者更關注常態(tài)降雨的年徑流總量控制
針對高密度城區(qū)空間零碎的特點,建議在城市更新過程中系統(tǒng)推進“網(wǎng)格滯蓄”工程,重點完善峰值澇水的收集路徑和調蓄空間布局。具體可采取以下措施:一是建設具有“平急兩用”功能的公共設施,通過“化整為零”的方式將地面徑流控制在產(chǎn)流街區(qū)內(nèi)部,形成分布式蓄水網(wǎng)格,有效避免極端降雨工況下的局部嚴重內(nèi)澇;二是有序推進地表匯流通道建設,沿人行道和市政道路邊緣設置導流淺槽,在不影響地下管網(wǎng)的前提下,將地表徑流有序引導至所在街區(qū)的調蓄設施。這些措施在工程實施上具有空間利用率高、功能復合性強、建設成本低等顯著優(yōu)勢。需要特別指出的是,多元分散的調蓄體系具有天然的運行可靠性優(yōu)勢,這種“不把雞蛋放在一個籃子里”的布局方式,能大幅降低因局部設施失效導致系統(tǒng)整體癱瘓的風險
3.跨部門協(xié)同的體制機制建設
新型防洪(潮)排澇工程建設,例如生態(tài)海堤,呈現(xiàn)出典型的多元功能復合特征。其將傳統(tǒng)洪澇防治設施與城市公共空間功能有機整合,雖具有空間集約利用和功能復合優(yōu)化的顯著優(yōu)勢,卻不可避免地引發(fā)了管理體制機制層面的新挑戰(zhàn)。這類工程往往跨水利、城建、自然資源等多個行政管理領域,在實踐中呈現(xiàn)出“雙重管理困境”:既存在傳統(tǒng)多頭管理導致的權責邊界模糊問題,又面臨新型復合功能帶來的管理范圍重疊矛盾。這種制度性困境的根源在于,現(xiàn)行行政管理體系仍沿襲單一功能導向的部門劃分模式,難以適應多功能復合型基礎設施的管理需求。從國際灣區(qū)的經(jīng)驗來看,系統(tǒng)性洪潮澇治理需要打破體制機制壁壘,實現(xiàn)多部門的高效協(xié)同
中央城市工作會議明確提出健全領導體制和工作機制,增強城市政策協(xié)同性?;诖?,建議從3個層面構建協(xié)同治理框架:在制度設計層面,應通過立法或行政規(guī)章形式明確復合型工程的管理權責劃分,重點界定交叉領域的監(jiān)管主體和協(xié)作程序;在實施機制層面,需建立常態(tài)化的跨部門協(xié)調平臺,整合水利、住建、自然資源等部門的行政管理資源;在技術支撐層面,要構建統(tǒng)一的空間信息管理平臺,實現(xiàn)工程全生命周期數(shù)據(jù)的互聯(lián)共享。這種協(xié)同治理模式的建立必須依托上位制度的系統(tǒng)性支持,只有通過制度創(chuàng)新破解管理體制的碎片化問題,才能確保新型防洪(潮)排澇工程體系的功能實現(xiàn)和長效運行
結語
本文系統(tǒng)梳理粵港澳大灣區(qū)防洪(潮)排澇實踐,結合國際灣區(qū)洪潮澇災害防御實踐經(jīng)驗,提出粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇防御新思路:在用地與投資雙重約束下不應無限拔高工程標準,通過與城市更新有機結合,實現(xiàn)設防標準內(nèi)靠工程防御、標準外靠韌性應對的防洪(潮)排澇體系,切實提升城市災害防御能力。本研究就如何科學合理確定工程規(guī)模、多元分散理念下布局工程體系、跨部門合作協(xié)同體制機制等方面提出了具體建議,為粵港澳大灣區(qū)城市群洪澇韌性防御提供理論探索和技術路徑,也為全球濱海城市貢獻可推廣的“大灣區(qū)智慧”
Abstract: The Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (GBA) is one of the most open and economically dynamic regions in China. Influenced by climate change and rapid urbanization, the risk of flood and storm surge disasters in this region has intensified, becoming a major water security challenge that constrains its high-quality development. The Central Urban Work Conference emphasized urban renewal as a key approach to building safe and resilient cities, which has raised new requirements and created new opportunities for enhancing urban flood resilience. This study analyzes the characteristics and challenges of flood and storm surge disasters in the GBA, and systematically reviews the region’s practices in flood, storm surge, and drainage management. A prevention system covering basin-bay area-city scales has been established, achieving breakthroughs in integrated flood management, high-standard seawall construction, intelligent monitoring and forecasting, and joint regulation of complex water networks. Flood and drainage safety have been incorporated into rigid constraints for urban development, while efforts have been made to promote standard harmonization across the GBA. Drawing on advanced international experience in flood and surge prevention in other bay areas, this study proposes an integrated prevention and control model for urban flood and storm surge disasters in the GBA, with urban renewal as an opportunity and resilient city construction as the goal. Specific suggestions are put forward regarding project scale determination under high-standard defense, engineering system layout under a diversified and decentralized concept, and the establishment of cross-departmental collaborative institutional mechanisms. The results provide a basis for improving the urban flood and storm surge prevention system and enhancing overall resilience in the GBA, as well as valuable insights for guiding the next phase of urban renewal.
KeywordsGuangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area; urban flood and storm surge prevention; resilient cities; climate change
本文引用格式:
楊芳,張印,張鵬,粵港澳大灣區(qū)城市洪潮澇防御韌性提升創(chuàng)新實踐與思考[J].中國水利,2025(17):27-34.
封面攝影徐立慧
責編楊文杰
校對|劉磊寧
審核王慧
監(jiān)制楊軼
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