發(fā)揮城市地下空間應對超常規(guī)暴雨洪澇災害

作者：孔鋒，中國農業(yè)大學人文與發(fā)展學院

1 河南超常規(guī)特大暴雨洪澇災害帶來的啟示

2021年7月中下旬中國河南省遭遇了歷史罕見的持續(xù)性特大暴雨事件，造成了嚴重的人員傷亡和財產損失，給全社會帶來了新的警示。

從雨情來看，河南全省平均降雨量超過了150.5mm。據鄭州市氣象局公布的數據顯示，從7月17日20時至7月20日20時，鄭州3天累積降雨總量為617.1mm，幾乎達到了以往全年的總降雨量水平。其中7月20日16-17時的小時降雨量更是達到了201.9mm，創(chuàng)造了中國大陸小時降雨量新的記錄，相當于這一小時內鄭州共計下了14.9億m3的水，造成鄭州城區(qū)嚴重內澇，洪澇面積達到了4010km2。杭州西湖蓄水量為1400萬m3，這一小時的降雨量相當于一小時內往鄭州灌了106個杭州西湖的水量。7月21日新鄉(xiāng)市區(qū)2小時最大降雨量267.4mm，刷新了鄭州市區(qū)7月20日2小時最大降雨量262.5mm的記錄。

從水情來看，此次特大暴雨致鄭州143座水庫103個超汛線，區(qū)域內河流水位迅速上漲，多個區(qū)域斷水斷電斷網，道路損毀、交通中斷、地下空間被淹，多處出現重大險情。鄭州市區(qū)主要排洪河道賈魯河水位暴漲，多處出現潰堤險情，被淹面積達到4000km2以上。7月20日，中午，南部山區(qū)洪水匯集流入常莊水庫，造成水位暴漲，最高達到129.39米，超警戒線1.9米，背水坡處多處管涌，直接威脅到城市安全和南水北調干渠安全；下午4時，京廣快速路隧道瞬間水量快速上升，導致200余輛車擁堵被淹；下午5時，市區(qū)主要排洪河道賈魯河水位暴漲，多處出現潰堤險情；傍晚，地鐵5號線一列車因雨水溢至軌道迫停，數百名乘客被困；晚上，位于城市南部的郭家咀水庫出現漫壩，水利專家發(fā)出潰壩風險預警。

從災情來看，此次超常規(guī)的特大暴雨造成了河南多個地區(qū)嚴重的洪澇災害，地鐵停運，鐵路、公路、民航運輸受到嚴重影響。截至8月2日12時，此次特大暴雨事件造成了河南150個縣（市、區(qū)）1663個鄉(xiāng)鎮(zhèn)1453.164萬人受災，因災死亡302人，失蹤50人，累計緊急避險93.38萬人，轉移安置最高峰值147.08萬人，倒塌房屋30106戶、89001間，農作物成災面積872萬畝，絕收面積380萬畝，直接經濟損失1142.69億元。此次河南暴雨洪澇災害超出了人們對暴雨洪澇災害的認知。

2 中國地下空間發(fā)展特征及其主要問題

在此次鄭州特大暴雨事件中，地下空間非但沒有發(fā)揮出排水除澇的作用，反而因為諸多短板，導致地鐵站、地下停車場、地下超市等地下空間在此次特大暴雨事件中成為重災區(qū)之一。當前，中國地下空間利用形式比較簡單，地下設施類型較為單一，主要的地下空間利用設施包括：地下管道系統(tǒng)、地鐵、地下商業(yè)街、人行地道、地下停車場、地下管道系統(tǒng)等。從歷史發(fā)展角度來看，中國地下空間建設始于20世紀50年代，主要為備戰(zhàn)備荒的防空地下室，較歐美、日本等發(fā)達國家起步晚。但近年來中國城市地下空間發(fā)展很快，2016-2019年，中國城市地下空間開發(fā)費用以每年1.5萬多億元人民幣的速度增長。2019年全國地下空間新增建筑面積約2.57億平方米，同比增長2.47%，新增地下空間建筑面積（含軌道交通）占同期城市建筑竣工面積的比例約19%，而作為東部發(fā)展中心的長三角城市群該比值達到26%，成為名副其實的主導中國地下空間發(fā)展增長極。

空間資源的集約復合利用已經被視作支撐城市現代化持續(xù)發(fā)展的標準范式。中國城市地下空間開發(fā)態(tài)勢與中國城市化發(fā)展有著非常顯著的黏附特征，這一特征既反映城市空間需求驟漲的驅動內質。因此，中國城市地下空間的開發(fā)具有從淺層利用到大規(guī)模開發(fā)，從解決城市問題到提升城市競爭力的特征和使命。21世紀以來，中國快速的城市化進程也遵循著這一地下空間開發(fā)利用的軌跡。當前，中國地下空間總體格局與中國高鐵“四橫四縱”主要脈絡基本一致，也從側面反映了當前以地下交通為支撐的地下空間發(fā)展態(tài)勢。

現在中國地下空間的利用普遍缺乏系統(tǒng)性的前瞻謀劃和頂層設計。中國的城市地下空間在局部利用上已經達到國際先進水平，但是在整體上還相對滯后。從全國城市地下空間整體發(fā)展格局來看，由于缺少國家戰(zhàn)略層級的頂層設計和統(tǒng)籌謀劃，各地不同程度的地下空間資源浪費較為普遍，較發(fā)達的城市淺層資源已幾近枯竭；地下空間行業(yè)發(fā)展參差不齊，地下空間產業(yè)鏈尚須整合，市場潛力沒有得到充分挖掘；科技創(chuàng)新、信息技術服務、前沿技術等地下空間專業(yè)核心競爭力投入不足。這其中，城市地下空間的“數字短板”和“應急管理體系短板”顯得尤為突出，以致在地下空間治理體系建設、規(guī)劃建設、數據化信息化管理建設方面都受到影響。伴隨著地下電力、熱力和電信管道系統(tǒng)、地鐵、下穿隧道、地下商業(yè)街、人行地道、地下停車場、地下管道系統(tǒng)等密集分布，原有的地下自然生態(tài)空間格局被改變，地下儲水空間被擠占的越來越少。一旦遭遇長時間的城市暴雨洪澇災害，雨水甚至對地下空間環(huán)境穩(wěn)定性和安全建設產生了嚴峻影響，甚至出現了地面下沉甚至抻面塌陷的致災現象。據不完全統(tǒng)計，2014-2018年間中國有122個城市發(fā)生了的506起路面塌陷事件，其中夏季（6-8月份）發(fā)生最頻繁，發(fā)生了235起，占比46.4%，且覆蓋范圍廣，主要發(fā)生在城市地下空間開發(fā)利用強度大的長三角至京津冀連綿的大中城市地區(qū)，其中鄭州（46起）、北京（34起）、杭州（20起）、上海（12起）、合肥（12起）、天津（11起）和石家莊（11起）。

3 中國地下空間排水體系建設

從地下空間設施中的排水管道來看，由于歷史原因，中國的城市排水系統(tǒng)是參照前蘇聯(lián)模式建立的。前蘇聯(lián)由于處于高寒少雨的寒帶，降水量相對平均，在城市排水設計中只做了地下管渠排水。這套系統(tǒng)被移植到溫帶季風氣候為主的中國來，成為中國城市排水系統(tǒng)的底層模板。對于非寒帶的中國多數城市而言，單有一套蘇式的地下管渠排水系統(tǒng)是不完備的，一遇特大暴雨肯定遭殃。目前中國多數城市的排水管道缺乏常規(guī)化的有效管理，城市建設中存在著重地上輕地下、地上地下發(fā)展不配套的現象，往往地上內澇問題因地下配套發(fā)展不利殃及整體，這已成為中國城市遭遇暴雨內澇問題的共性特征。此外，中國城市的排水管道包括污水管道、雨水管道和雨污合流管道。根據住房和城鄉(xiāng)建設部《2016年城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒》數據，中國大部分省份的排水管道密度低于15km/km2，雨水管道長度占比在40%以下。換言之，絕大多數地下管道是用來排污的，而非排水，這進一步加劇了城市在面臨特大暴雨時的災害風險。

4 國外地下排水管網建設經驗

面臨常超過的特大暴雨，我們人類社會并非毫無辦法。目前世界發(fā)達國家排水系統(tǒng)有兩套：第一套是小排水系統(tǒng)，即蘇式管渠排水系統(tǒng)。地下管道徑流量設計的合理一些，則可應對普通降雨和短時暴雨。另外一種是大排水系統(tǒng)，主要是為了應對超過城市管網設計標準的特大暴雨。例如，日本的“首都圈外郭放水路”就是大排水系統(tǒng)。它是一條全長6.4公里、直徑10.6米的巨型隧道，內有59根重500t的水泥柱及每秒可以排出200t水的大型抽水機，同時還有5個豎井，每個深度約70米，內徑30米，總儲水量達到67萬立方米，隧道末端還接有一個高25.4米、長177米、寬78米的大型蓄水池，儲存的水通過4臺燃氣輪機驅動的大型抽水機抽入江戶川，再排入大海。“首都圈外郭放水路”是日本東京都會同周圍各縣，耗時整整13年建造，花費2400億日元，從1993年動工開始，直到2006年才正式啟用包括分洪入口、儲水設施及排水設施，集合了日本最先進的土木技術，堪稱世界上最先進的下水道排水系統(tǒng)。在竣工之前，首都圈外郭放水路已從2002年開始部分投入使用；該設施每年會安全處理5~7次洪水，發(fā)揮高效的治水效果。大排水系統(tǒng)是城市中一個沉默的“地下巨人”，平素躺在那里，引不起任何人的注意，只在危難時刻，才會出手力挽狂瀾。所以，百年一遇或千年一遇的超常規(guī)特大暴雨并非完全不可防控，大排水系統(tǒng)就是唯此為專門設計的。大排水系統(tǒng)其實相當于城市給自己買的“特大暴雨災害保險”，是面臨特大暴雨災害的“城市免疫系統(tǒng)”。大排水系統(tǒng)在中國近些年才剛剛開始起步。

5 未來中國地下空間防災減災發(fā)展對策

未來中國亟需從頂層設計和宏觀規(guī)劃的角度研究出臺應對特大暴雨的系統(tǒng)性措施，讓城市與長期可能存在的極端氣候共生存。

從長遠來看，一方面編制精細化的城市暴雨內澇風險圖，探索劃定洪澇風險控制線和災害風險區(qū)。充分考慮洪澇風險，優(yōu)化排澇通道和設施設置，加強城市豎向設計，合理確定地塊高程。另一方面要認真學習參考國外大排水系統(tǒng)的建設經驗，制定出臺符合中國各大城市差異性特征的深層地下空間大排水系統(tǒng)的國家設計標準，依法制定大排水系統(tǒng)規(guī)劃和啟動的審批流程和建設資質。一旦大排水系統(tǒng)開啟建設，將耗資巨大且歷時較長，僅靠公共財政勢必會給政府造成較大的壓力。因此，需要在政府主導下，鼓勵社會力量參與其中。例如可通過發(fā)行“極端氣候災害應對彩票”的形式籌集資金，一方面可應對建成前期特大暴雨等極端事件造成的災害損失，另一方面可為大排水系統(tǒng)的建設籌集資金。

從中期來看，一方面，統(tǒng)籌好已有各類地下空間利用的格局，做好針對地下空間的以應急預案、應急管理體制機制和法制為主要內容的應急管理體系建設。另一方面，推動建立城市特大暴雨洪澇信息平臺建設，并以其為抓手，破除不同部門間的信息和制度壁壘，整合各部門防洪排澇管理的相關信息，在地上地下排水設施關鍵節(jié)點、易澇積水點布設必要的智能化感知終端設備，滿足日常管理、運行調度、災情預判、預警預報、防汛調度、應急搶險等功能，切實提升地下空面面臨特大暴雨等突發(fā)事件時的綜合災害防御能力。

從近期來看，一方面，統(tǒng)籌防洪排澇、治污、雨水資源化利用等工程，避免相互造成不利影響。對于當前的小排水系統(tǒng)，亟需做好維護更新的常態(tài)化措施和長效機制，以免出現堵塞，讓城市“憋”出病來。這就需要在政府主導下創(chuàng)新投融資機制，多渠道吸引各方面力量參與城市地上和地下排水防澇設施投資、建設和專業(yè)化運營管理。另一方面，嚴格把控在建地下工程質量，建立城市排水防澇設施工程質量終身責任制。將城市排水防澇設施建設改造與洪澇災后恢復重建、污水處理設施建設、城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造等有機結合，優(yōu)化各類工程的空間布局和建設時序安排，避免反復開挖、“馬路拉鏈”、“遍地開花”。此外，針對地鐵站、地下超市和步行街等人流密度高的地下空間要出臺設置科學化的熔斷機制。