程曉陶：城市雨洪管理與綜合治水方略的調整方向

海綿城市是咱們國家一個形象化的提法，在國際上類比于LID、澳大利亞的水敏城市、英國的可持續排水。那這個題目和景觀設計學有什么關系呢？大家可能更關心景觀的設計。這個關系應該是很密切的，至少可以從四個層次來說明。

第一個層次，水往往是景觀設計里面需要考慮的重要元素，如果這個元素考慮的好，那它會給作品增光添彩，如果考慮的不好，就會帶來很大的麻煩。

第二個層次是濱水地帶。濱水地帶往往會是我們景觀設計的主戰場，是展示我們才華的一個大舞臺。但是在這樣一個舞臺上去做景觀設計，一定要對水有了解。

第三個層次是水景觀設計。如果你的作品跟水相關，那做設計時，需要讓它含有綜合的功能，比如能凈化水質，能調蓄雨洪，能夠供水，能夠修復生態等，而不僅僅是好看。

第四個層次跟我們景觀設計師以后長遠的，能否心安理得地過一輩子有關系。因為我們今天很多地方的發展，是受土地財政的一個驅使。地方政府通過景觀的建設，讓土地升值，開發商則希望景觀開發好了以后，樓價可以上升。那些非自然的，人造的景觀費用很高，維護成本也很高，但誰來對后期的維護負責任？

程曉陶  《水利學報》主編  中國水利水電科學研究院原副總工程師

國家減災委員會專家委員會委員  國家防汛抗旱總指揮部防汛抗旱專家

引言

中國有著與其他國家不一樣的治水環境，面臨著復雜的因素。我們國家位于歐亞大陸的東端，這是世界上最大的一個大陸，西面有喜馬拉雅山，是世界屋脊，我們東面面臨的是太平洋，世界上最大的海洋，我們的地形分成了三級臺地，所以這樣的地形形成了河流的東流入海，這一片區域是物質能量交換非常劇烈的一個區域。由于這樣的交流特征，因此世界上的自然災害71%是發生在亞洲地區。我們再來看與水有關的災害，那么有84%是發生在亞洲。這是別的大洲所沒有的一個特征。

1986年至2006年全球所有自然災害的全球總死亡人數

1986年至2006年全球洪澇災害的總體死亡人數

我們國家的降雨，從南到北，從東到西，分布很不均勻，而且有很多類型，包括山洪爆發、江河泛濫、暴雨內澇、融雪洪水、凌汛、潰壩等多種形式，并可能伴生滑坡、泥石流等地質災害。

降水的時空分布十分不均

洪澇成因也不一樣。像華南地區屬于雙雨季型，5—6月受夏季風影響出現前汛期雨季，雨帶北移后受臺風和東風波等熱帶系統影響而出現第二雨季；華北、東北屬于夏雨型，雨季短促、夏季降水集中；長江中下游屬于春雨梅雨型，一般5月初至中旬入梅，6月上旬至中旬出梅，也可能持續到7月上旬，呈現陰雨連綿、悶熱潮濕的特征；川黔地區屬于全年陰雨型，四季多雨，春夏季降水最多；西南地區是夏秋雨型，受西南季風影響，雨季較長，從5月開始持續到10月；西北地區則屬于干旱型，全年少雨，洪水主要由融雪與局部短時暴雨形成。所以洪澇對不同區域的影響是不一樣的。

在這樣的條件下，我們的七大江河的洪水都是很厲害的。

洪災造成的人員傷亡也很嚴重，1931年江淮并漲，受災人口達 5100萬，40 萬人被洪水及隨之而來的饑荒、瘟疫奪去了生命；50年代最大的洪水發生在1954年，造成了4.24萬人的死亡。

再有一個因素，就是當我們要學習國外的經驗時，要注意與國外的差別。比如北京，年降雨量為578mm，而東京是1467mm，是北京的2.5倍，可是東京的降雨峰值跟我們是差不多的。跟北京同等量級的柏林，年降水量為584mm，德克薩斯為619mm，莫斯科692mm，倫敦753mm，等等，這些城市的降水，相對平緩，比較均勻，所以自然條件是不一樣的。

再有一個因素就是城鎮化。1998年，中國人口城市化率突破30%，前20年間提高了14.4個百分點；而至2016年達到57.3%, 僅18年間又上升了27個百分點，新世紀以來城鎮化進程空前迅猛。我國人口超百萬人口的城市，1985年不到10座，而到2016年上升到了147座。

從自然、地理、氣候、社會經濟，我們都跟其他國家有著很大的不同。那么在這樣的一個背景下，形成的我們的治水理念又是什么樣的呢？

我國治水理念與體系的基本特征

我曾經寫過這樣一段話：“治水，在中國是一個古老的課題。中華民族的發展，自古就與大規模有組織的治水活動密切相聯。從共工氏“壅防百川”與鯀“障洪水”，到禹“疏九河”，促成氏族社會向奴隸社會的過渡；從“欲治國者必先除五害”，“五害之屬水為大”的先秦古訓，到漢代賈讓影響深遠的“治河三策”；從始于戰國的“寬河固堤”，到興于明代的“束水攻沙”；從清代屢禁不止的“圍湖造田”，到民初權衡利害的“蓄洪墾殖”；從新中國成立之初“人定勝天”、“根治水患”的豪邁實踐，到1998年大水之后“治水新思路”的提出與新世紀中向“洪水管理”、“全面抗旱”的戰略性轉變，在漫長的治水歷程中，治水方略總是伴隨著社會的變革、經濟的發展、科技的進步及人與自然關系的調整而不斷揚棄與升華。毫無疑問，我國的水利史也是社會發展史的重要組成部分。”（程曉陶.解讀治水歷史，把握發展趨向,中國防汛抗旱，2007（2）8-15）

五害之首，水為大，在兩千五百年前，先秦時代的《管子·度地篇》中就已經寫到：“善為國者必先除五害。。。。。五害之屬，水為大。”1975年到200年，全球各類自然災害受災人口比例顯示，洪水災害的受災人數占51%，同時災害的變化是不均勻的。這與我們祖先在2500年前得出的結論是一致的。

人類自身發展打破了自然界固有的平衡。人口爆炸，人與水爭地、與生態系統爭水是水旱災害損失增長與生態環境惡化的內因之一。

人口爆炸，人與水爭地、與生態系統爭水是水旱災害損失增長與生態環境惡化的內因之一。

在實現持續30年的快速發展之后，以犧牲環境為代價的發展模式面臨調整的巨大壓力，發展速度必將放緩。

治水起到什么樣的效果？

治水會使生態環境發生很大的變化。海河流域1963年有過一場大水，大水非常厲害，所以大水之后毛主席發出號召，一定要根治海河，因此在太行山便修了很多水庫，圖中（藍色的點，紅色的線是堤防）。水庫修好后，平原上的湖泊便都干涸了。有專家做過計算，這些干掉的洼地和修建的水庫的容積是相當的，也就是調蓄洪水的場所從平原搬到了山區，但是到了山區后，所占的土地就小了，騰出了平原地區大面積的良田。所以海河流域的人口從解放初到九十年代增長了一倍，糧食產量增加了六倍。水庫存了水后，還有調蓄能力。但人口的增長等帶來了用水量的增加，水不夠用后，開始抽取地下水，地下水幾乎干涸，生態環境發生了巨變，相對應的解決措施就是南水北調。

再看河北省1956-1998年的年降雨量，從300mm到700mm，年際變化非常劇烈。北京等地變化也是非常劇烈，從300mm到1400mm，不同年際能差很多倍。八十年代中期，河北省年降雨量連續五年低于平均值，當時連白洋淀都整個干掉了。這種氣候特征也是我們不得不考慮的。

所以城市洪澇的風險特征，實際上是在不斷變化的。城市的正常運轉依賴于各類基礎設施與生命線系統（交通、通訊、互聯網、供水、供電、供氣、垃圾處理、污水處理與排水治澇防洪等）。這些系統在關鍵點或面上一旦因洪澇而遭受損害，會在系統內以致系統之間形成連鎖反應，甚至出現災情的急劇擴展。城市洪澇災害損失與影響激增的現象，不僅與城市排水治澇防洪標準有關，而且取決于承災體的脆弱性。認清城市洪澇災害的連鎖性與突變性，是強化風險管理與應急管理的重要基礎。

城市洪澇風險特性的演變肌理

城市水問題有一個孕發機制。這個機制首先是城市化過程，人口向城市高度集中，城市面積擴張，城市系統的功能變得越來越復雜，在這個過程中，社會、經濟、自然、環境都發生了巨大的變化，在這個過程中，以人的生存與發展需求為導向，人與自然之間的平衡不斷地被打破，與原有環境之間產生出大量新的矛盾，并且矛盾越來越復雜，解決矛盾的難度越來越大。但是隨著我們經濟技術實力的不斷增強，對自然演化規律認識的深入，人類自我約束能力的提高，為改善城市環境，維護城市的正常發展創造了條件。

太湖流域是我國最重要的經濟區之一，易于遭受梅雨、臺風暴雨和風暴潮的襲擊，同時這里經歷了異常迅猛的城市化進程，而洪水風險的特征便是對全球溫暖化和快速城鎮化都非常敏感。通過太湖土地利用變化的地圖我們可以看到，僅僅十年，建成區面積發生了很大變化。

太湖土地利用變化

在這種形勢下，太湖流域水安全形勢在各方面都發生了變化，1991年和1999年，太湖流域發生了兩次大洪水，這里的城市為了自保，都修了防洪圈，我們便做了一個模型來模擬的時候，就發現有些地方確實確保安全了，但是有些地方更糟糕了，水質污染也很嚴重，由于水質污染，當地人便開采地下水，由此造成地面沉降。

洪水不僅是有害的，有些地方也是有利的，具有兩重性。我們現在講洪水管理的轉變，其中很重要的一條是洪水資源化。洪水管理是人類按可持續發展的原則，以協調人與洪水的關系為目的，理性規范洪水調控行為，增強自適應能力，適度承受一定風險以合理利用洪水資源，并有助于改善水環境等一系列活動的總稱。過去是抗洪搶險救災，現在的觀念其實是變化了。

為了做到這一點，我們需要更加完善的體系，這便是洪水風險管理系統的構建。根據洪水的災害特性、洪水的環境特性、洪水的資源特性，構建起一系列系統，包括洪澇災害信息管理系統，洪水監測、預測、預報系統，防汛抗洪搶險系統，防洪排澇工程系統等。

從傳統水利到現代水利的發展歷程

從傳統水利到現代水利的發展歷程，在歷史上也是一個很有意思的歷程。從大禹治水，就開始江河防洪，秦始皇有能力來統一六國，其中很重要的一個原因是他請到了一個叫鄭國的人，教他們修渠道、引水，發展灌溉農業，所以糧食增長起來，經濟實力也就提升了。航運水利也是很古老的，隋煬帝修大運河，就是為了把糧食從南方運到長安。城市給排水在古代的城市中也普遍存在，水能利用方面則是從原來的水車，到現在的水力發電。現在的城市發展，讓人更集中地住在城里，這時候水利則要考慮城市節水、資源水利、環境水利、景觀水利、生態水利以及城市水文化保護等。支撐發展與保障安全是現代水利的雙重使命。

因此城市水利內涵的擴展呼喚體制機制創新，這涉及到觀念的轉變、體制機制的調整、技術的發展，還有資金保障等。比如我們要做資源水利，那從觀念上，要明確水是有限的資源，建立水權、水價與水足跡的理論體系，強調依法治水與流域綜合治水，要求洪水資源化；從體制上，要建立對區域、部門間水資源合理配置的管理體制，依法對水資源利用的沖突進行有效協調，推進市場化的水權交易；從技術上，要開源節流新技術，水資源監控與優化配置技術，水利工程多目標優化調度與決策支持技術等；從投資上，要增加提高用水量保障水平、水資源監控信息系統與水源地保護的投資等。

我們要意識到我國城市綜合治水的艱巨性，我去俄羅斯的時候，從飛機上看到，他們的城市用地很小，完全不跟河流爭地，所以河流可以隨意地變化擺動。但是我們一定要把堤防修起來，要把很多地方變成農田和城市。

俄羅斯的河流

武漢的城市用地變化

城市雨洪管理的認識誤區與發展前景

2017年，我參加了萍鄉、武漢兩座海綿試點城市的中期檢查，實地考察了遂寧海綿城市試點的建設成果，到訪了昆明、海口、遂平、廣州、南陽、西安、深圳、烏魯木齊、天津、贛州、成都、拉薩、南京、哈爾濱、武夷山等不同層次與類型的城市，參加了相關會議20余次。

令人可喜的是：海綿城市的基本理念為更多人所接受，認識在去偽存真、逐步深化，有了更多的系統性思考；海綿城市建設形成了一批有實踐經驗的規劃、設計、施工與管理人員，有了一些可交流的樣板；海綿城市建設技術得以甄別，學會了因地制宜選擇切實有效的手段，淘汰了一些不適用的做法；海綿城市建設的推進模式有了多類型的探索，多了理性，少了盲從；多了切磋，少了排斥……但是也有令人憂慮的地方，因為按2015年10月國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見的部署：到2020年，城市建成區20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80%以上的面積達到目標要求。現在的難點是在三個方面：海綿試點城市三年期滿，能否通得過驗收？按試點要求的指標體系，是否可能在三年期內達成？海綿城市專項規劃的編制任務，能否再推進下去，與相關規劃之間的關系如何理清？海綿城市三年試點期滿后，現行主打的建設模式將依靠地方財政推進，是否具有可持續性？

因此，不抓住海綿城市建設的本質需求將陷入認識上的誤區。城鎮化進程中，不透水面積增加，降雨滲透與蒸發減少，徑流量增大。但對不同量級降雨，這并非固定的常數。

新時期綜合治水方略的調整方向

        我們要特別強調一點，我們現在是在爬坡階段，我們現在才走到一半，經濟社會發展的不同階段，面對的水問題與具備的治水能力有所不同，治水方略需要實時做出相應的調整。快速的工業化、城鎮化對區域之間、人與自然之間基于水的脆弱平衡必然產生強烈的沖擊。

        舊的平衡正在不斷被打破，而新的秩序尚在建立健全的過程之中。水利建設要肩負支撐發展與保障安全的雙重使命。

       我國水安全保障的形勢空前嚴峻，新世紀以來，我國洪災相對損失顯著下降，直接損失先減后增，2010年以來，7年中有4年損失超過2500億元。2006年以來我國每年遭受洪澇的城市都在百座以上，水災總損失與受災城市數明顯成正比。同時，水資源短缺、水環境污染與水生態惡化問題也日益突出。水安全保障的任務更為復雜、艱巨。

2006-2016年歷年受洪澇影響城市數（座）

全面樹立水安全保障的理念。2011年中央一號文件明確指出，“加快水利改革發展，不僅事關農業農村發展，而且事關經濟社會發展全局；不僅關系到防洪安全、供水安全、糧食安全，而且關系到經濟安全、生態安全、國家安全”。 黨的十九大明確提出要樹立共同、綜合、合作、可持續的新安全觀。

為了消除城市內澇，傳統理念是直接加大排水管網的能力建設，但會導致河道洪峰流量倍增，加重洪水風險。海綿城市建設要抑制徑流峰值隨城鎮化增大的趨勢，須道法自然。河流形態學體現了河流形成演變的自然規律，其應用是道法自然的有效途徑之一。

引自：Maksimovic, C., 1996, Measurements of Water Quantity in Urban Areas. In: WMO, Rain and Floods in our Cities – Gauging the Problem. WMO/TD – No. 741.

基于河流形態學的原理，從集水面積、河道比降、河流形狀與疏密連通特性等方面，分析諸要素與徑流過程的關系。關鍵是規劃階段的合理布局。

生態修復是有不同的模式的，一種是復育，就是使現有生態環境形態經過人工措施，使其各種組成、條件、功能、景致等都能恢復到未受干擾前的狀態。第二個是修復，就是針對不可能恢復到原來的狀態，這時要針對某個特定的生態環境被干擾前應具有的部分重點特征，經過人工措施，使其能重現這部分的功能、特性。再有一個是改善，是人為促進生態環境中某些功能、環境品質的進步，但無須考慮是否為原有的環境特性。再造又稱重構，即重新“構造”一個生態環境，即使此環境中所包含的特性從來未出現在原區域中

空間尺度是城市綜合治水體系規劃建設必須考慮的要素，為此必然要求采取抓大放小、循序漸進、部門協作、公眾參與的模式，形成良性互動的推進機制。

針對洪水調控的風險，要健全風險管理體系，提升水安全保障水平，構建調控性策略、強韌性策略、適應性策略，并全面加強能力建設。

洪水風險分析與評價

Crichton, David. The Risk Triangle. Natural Disaster Management. London: Tudor Rose,1999

結語

在全球氣候變暖與我國城鎮化進程空前迅猛的交互影響下, 我國水安全保障面臨巨大壓力與挑戰，成為實現快速平穩發展、全面建成小康社會目標的重大制約因素。

面對日益突出的水災害加重，水資源短缺、水環境污染與水生態退化等問題，城市水利的內涵不斷擴展、深化，城市水利每上一個臺階，都對觀念更新、機制創新與技術革新提出更高要求，并要求改進相應的投入保障機制。

城市雨洪管理必須走綜合治水之路，謀求治水目標的優化分解，治水方案的優化比選，實施順序的優化安排，實施力量的優化整合。

山水林田湖統一治理需要采取“政府主導、部門協作、流域治理、社會參與”的推進模式，形成統籌規劃、道法自然、天人合一、良性互動、因地制宜的運行機制。

水利學會城市水利專委會致力于推進綜合治水方略，為跨學科、跨部門專家的融合與協作搭建良好的交流平臺，全面加強綜合治水的能力建設，務實總結經驗教訓，樹立正反兩方面的典型，尋求可持續、可推廣的模式。

以上內容整理自程曉陶教授在北大建筑與景觀設計學院的講座，未經主講人審核，如有異議請聯系專委會秘書處。

演講者：程曉陶，工學博士，教授級高工，中國水利水電科學研究院原副總工程師，曾任防洪減災研究所所長。

講座時間：2018年3月3日（周六） 16:00—18:00

講座地點：北京大學 備齋（紅四樓）3層南側報告廳

講座摘要：隨著城市看海、水體黑臭、供水短缺的加劇，我國水安全保障壓力日增。報告分析了海綿城市試點以來，我國現代城市雨洪管理取得的進展與暴露的矛盾；闡述了城市水利內涵的擴展；強調指出，實施城市綜合治水方略，需采取“政府主導、部門協作、流域治理、社會參與”的推進模式，形成“統籌規劃、道法自然、良性互動、因地制宜”的運行機制。增進對我國水情和治水規律的了解，有助于在景觀設計中獲得更多靈感，并使作品更具可持續的生命力。

學生記者:王立帥