程晓陶：城市雨洪管理与综合治水方略的调整方向

海绵城市是咱们国家一个形象化的提法，在国际上类比于LID、澳大利亚的水敏城市、英国的可持续排水。那这个题目和景观设计学有什么关系呢？大家可能更关心景观的设计。这个关系应该是很密切的，至少可以从四个层次来说明。

第一个层次，水往往是景观设计里面需要考虑的重要元素，如果这个元素考虑的好，那它会给作品增光添彩，如果考虑的不好，就会带来很大的麻烦。

第二个层次是滨水地带。滨水地带往往会是我们景观设计的主战场，是展示我们才华的一个大舞台。但是在这样一个舞台上去做景观设计，一定要对水有了解。

第三个层次是水景观设计。如果你的作品跟水相关，那做设计时，需要让它含有综合的功能，比如能净化水质，能调蓄雨洪，能够供水，能够修复生态等，而不仅仅是好看。

第四个层次跟我们景观设计师以后长远的，能否心安理得地过一辈子有关系。因为我们今天很多地方的发展，是受土地财政的一个驱使。地方政府通过景观的建设，让土地升值，开发商则希望景观开发好了以后，楼价可以上升。那些非自然的，人造的景观费用很高，维护成本也很高，但谁来对后期的维护负责任？

程晓陶  《水利学报》主编  中国水利水电科学研究院原副总工程师

国家减灾委员会专家委员会委员  国家防汛抗旱总指挥部防汛抗旱专家

引言

中国有着与其他国家不一样的治水环境，面临着复杂的因素。我们国家位于欧亚大陆的东端，这是世界上最大的一个大陆，西面有喜马拉雅山，是世界屋脊，我们东面面临的是太平洋，世界上最大的海洋，我们的地形分成了三级台地，所以这样的地形形成了河流的东流入海，这一片区域是物质能量交换非常剧烈的一个区域。由于这样的交流特征，因此世界上的自然灾害71%是发生在亚洲地区。我们再来看与水有关的灾害，那么有84%是发生在亚洲。这是别的大洲所没有的一个特征。

1986年至2006年全球所有自然灾害的全球总死亡人数

1986年至2006年全球洪涝灾害的总体死亡人数

我们国家的降雨，从南到北，从东到西，分布很不均匀，而且有很多类型，包括山洪爆发、江河泛滥、暴雨内涝、融雪洪水、凌汛、溃坝等多种形式，并可能伴生滑坡、泥石流等地质灾害。

降水的时空分布十分不均

洪涝成因也不一样。像华南地区属于双雨季型，5—6月受夏季风影响出现前汛期雨季，雨带北移后受台风和东风波等热带系统影响而出现第二雨季；华北、东北属于夏雨型，雨季短促、夏季降水集中；长江中下游属于春雨梅雨型，一般5月初至中旬入梅，6月上旬至中旬出梅，也可能持续到7月上旬，呈现阴雨连绵、闷热潮湿的特征；川黔地区属于全年阴雨型，四季多雨，春夏季降水最多；西南地区是夏秋雨型，受西南季风影响，雨季较长，从5月开始持续到10月；西北地区则属于干旱型，全年少雨，洪水主要由融雪与局部短时暴雨形成。所以洪涝对不同区域的影响是不一样的。

在这样的条件下，我们的七大江河的洪水都是很厉害的。

洪灾造成的人员伤亡也很严重，1931年江淮并涨，受灾人口达 5100万，40 万人被洪水及随之而来的饥荒、瘟疫夺去了生命；50年代最大的洪水发生在1954年，造成了4.24万人的死亡。

再有一个因素，就是当我们要学习国外的经验时，要注意与国外的差别。比如北京，年降雨量为578mm，而东京是1467mm，是北京的2.5倍，可是东京的降雨峰值跟我们是差不多的。跟北京同等量级的柏林，年降水量为584mm，德克萨斯为619mm，莫斯科692mm，伦敦753mm，等等，这些城市的降水，相对平缓，比较均匀，所以自然条件是不一样的。

再有一个因素就是城镇化。1998年，中国人口城市化率突破30%，前20年间提高了14.4个百分点；而至2016年达到57.3%, 仅18年间又上升了27个百分点，新世纪以来城镇化进程空前迅猛。我国人口超百万人口的城市，1985年不到10座，而到2016年上升到了147座。

从自然、地理、气候、社会经济，我们都跟其他国家有着很大的不同。那么在这样的一个背景下，形成的我们的治水理念又是什么样的呢？

我国治水理念与体系的基本特征

我曾经写过这样一段话：“治水，在中国是一个古老的课题。中华民族的发展，自古就与大规模有组织的治水活动密切相联。从共工氏“壅防百川”与鲧“障洪水”，到禹“疏九河”，促成氏族社会向奴隶社会的过渡；从“欲治国者必先除五害”，“五害之属水为大”的先秦古训，到汉代贾让影响深远的“治河三策”；从始于战国的“宽河固堤”，到兴于明代的“束水攻沙”；从清代屡禁不止的“围湖造田”，到民初权衡利害的“蓄洪垦殖”；从新中国成立之初“人定胜天”、“根治水患”的豪迈实践，到1998年大水之后“治水新思路”的提出与新世纪中向“洪水管理”、“全面抗旱”的战略性转变，在漫长的治水历程中，治水方略总是伴随着社会的变革、经济的发展、科技的进步及人与自然关系的调整而不断扬弃与升华。毫无疑问，我国的水利史也是社会发展史的重要组成部分。”（程晓陶.解读治水历史，把握发展趋向,中国防汛抗旱，2007（2）8-15）

五害之首，水为大，在两千五百年前，先秦时代的《管子·度地篇》中就已经写到：“善为国者必先除五害。。。。。五害之属，水为大。”1975年到200年，全球各类自然灾害受灾人口比例显示，洪水灾害的受灾人数占51%，同时灾害的变化是不均匀的。这与我们祖先在2500年前得出的结论是一致的。

人类自身发展打破了自然界固有的平衡。人口爆炸，人与水争地、与生态系统争水是水旱灾害损失增长与生态环境恶化的内因之一。

人口爆炸，人与水争地、与生态系统争水是水旱灾害损失增长与生态环境恶化的内因之一。

在实现持续30年的快速发展之后，以牺牲环境为代价的发展模式面临调整的巨大压力，发展速度必将放缓。

治水起到什么样的效果？

治水会使生态环境发生很大的变化。海河流域1963年有过一场大水，大水非常厉害，所以大水之后毛主席发出号召，一定要根治海河，因此在太行山便修了很多水库，图中（蓝色的点，红色的线是堤防）。水库修好后，平原上的湖泊便都干涸了。有专家做过计算，这些干掉的洼地和修建的水库的容积是相当的，也就是调蓄洪水的场所从平原搬到了山区，但是到了山区后，所占的土地就小了，腾出了平原地区大面积的良田。所以海河流域的人口从解放初到九十年代增长了一倍，粮食产量增加了六倍。水库存了水后，还有调蓄能力。但人口的增长等带来了用水量的增加，水不够用后，开始抽取地下水，地下水几乎干涸，生态环境发生了巨变，相对应的解决措施就是南水北调。

再看河北省1956-1998年的年降雨量，从300mm到700mm，年际变化非常剧烈。北京等地变化也是非常剧烈，从300mm到1400mm，不同年际能差很多倍。八十年代中期，河北省年降雨量连续五年低于平均值，当时连白洋淀都整个干掉了。这种气候特征也是我们不得不考虑的。

所以城市洪涝的风险特征，实际上是在不断变化的。城市的正常运转依赖于各类基础设施与生命线系统（交通、通讯、互联网、供水、供电、供气、垃圾处理、污水处理与排水治涝防洪等）。这些系统在关键点或面上一旦因洪涝而遭受损害，会在系统内以致系统之间形成连锁反应，甚至出现灾情的急剧扩展。城市洪涝灾害损失与影响激增的现象，不仅与城市排水治涝防洪标准有关，而且取决于承灾体的脆弱性。认清城市洪涝灾害的连锁性与突变性，是强化风险管理与应急管理的重要基础。

城市洪涝风险特性的演变肌理

城市水问题有一个孕发机制。这个机制首先是城市化过程，人口向城市高度集中，城市面积扩张，城市系统的功能变得越来越复杂，在这个过程中，社会、经济、自然、环境都发生了巨大的变化，在这个过程中，以人的生存与发展需求为导向，人与自然之间的平衡不断地被打破，与原有环境之间产生出大量新的矛盾，并且矛盾越来越复杂，解决矛盾的难度越来越大。但是随着我们经济技术实力的不断增强，对自然演化规律认识的深入，人类自我约束能力的提高，为改善城市环境，维护城市的正常发展创造了条件。

太湖流域是我国最重要的经济区之一，易于遭受梅雨、台风暴雨和风暴潮的袭击，同时这里经历了异常迅猛的城市化进程，而洪水风险的特征便是对全球温暖化和快速城镇化都非常敏感。通过太湖土地利用变化的地图我们可以看到，仅仅十年，建成区面积发生了很大变化。

太湖土地利用变化

在这种形势下，太湖流域水安全形势在各方面都发生了变化，1991年和1999年，太湖流域发生了两次大洪水，这里的城市为了自保，都修了防洪圈，我们便做了一个模型来模拟的时候，就发现有些地方确实确保安全了，但是有些地方更糟糕了，水质污染也很严重，由于水质污染，当地人便开采地下水，由此造成地面沉降。

洪水不仅是有害的，有些地方也是有利的，具有两重性。我们现在讲洪水管理的转变，其中很重要的一条是洪水资源化。洪水管理是人类按可持续发展的原则，以协调人与洪水的关系为目的，理性规范洪水调控行为，增强自适应能力，适度承受一定风险以合理利用洪水资源，并有助于改善水环境等一系列活动的总称。过去是抗洪抢险救灾，现在的观念其实是变化了。

为了做到这一点，我们需要更加完善的体系，这便是洪水风险管理系统的构建。根据洪水的灾害特性、洪水的环境特性、洪水的资源特性，构建起一系列系统，包括洪涝灾害信息管理系统，洪水监测、预测、预报系统，防汛抗洪抢险系统，防洪排涝工程系统等。

从传统水利到现代水利的发展历程

从传统水利到现代水利的发展历程，在历史上也是一个很有意思的历程。从大禹治水，就开始江河防洪，秦始皇有能力来统一六国，其中很重要的一个原因是他请到了一个叫郑国的人，教他们修渠道、引水，发展灌溉农业，所以粮食增长起来，经济实力也就提升了。航运水利也是很古老的，隋炀帝修大运河，就是为了把粮食从南方运到长安。城市给排水在古代的城市中也普遍存在，水能利用方面则是从原来的水车，到现在的水力发电。现在的城市发展，让人更集中地住在城里，这时候水利则要考虑城市节水、资源水利、环境水利、景观水利、生态水利以及城市水文化保护等。支撑发展与保障安全是现代水利的双重使命。

因此城市水利内涵的扩展呼唤体制机制创新，这涉及到观念的转变、体制机制的调整、技术的发展，还有资金保障等。比如我们要做资源水利，那从观念上，要明确水是有限的资源，建立水权、水价与水足迹的理论体系，强调依法治水与流域综合治水，要求洪水资源化；从体制上，要建立对区域、部门间水资源合理配置的管理体制，依法对水资源利用的冲突进行有效协调，推进市场化的水权交易；从技术上，要开源节流新技术，水资源监控与优化配置技术，水利工程多目标优化调度与决策支持技术等；从投资上，要增加提高用水量保障水平、水资源监控信息系统与水源地保护的投资等。

我们要意识到我国城市综合治水的艰巨性，我去俄罗斯的时候，从飞机上看到，他们的城市用地很小，完全不跟河流争地，所以河流可以随意地变化摆动。但是我们一定要把堤防修起来，要把很多地方变成农田和城市。

俄罗斯的河流

武汉的城市用地变化

城市雨洪管理的认识误区与发展前景

2017年，我参加了萍乡、武汉两座海绵试点城市的中期检查，实地考察了遂宁海绵城市试点的建设成果，到访了昆明、海口、遂平、广州、南阳、西安、深圳、乌鲁木齐、天津、赣州、成都、拉萨、南京、哈尔滨、武夷山等不同层次与类型的城市，参加了相关会议20余次。

令人可喜的是：海绵城市的基本理念为更多人所接受，认识在去伪存真、逐步深化，有了更多的系统性思考；海绵城市建设形成了一批有实践经验的规划、设计、施工与管理人员，有了一些可交流的样板；海绵城市建设技术得以甄别，学会了因地制宜选择切实有效的手段，淘汰了一些不适用的做法；海绵城市建设的推进模式有了多类型的探索，多了理性，少了盲从；多了切磋，少了排斥……但是也有令人忧虑的地方，因为按2015年10月国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见的部署：到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。现在的难点是在三个方面：海绵试点城市三年期满，能否通得过验收？按试点要求的指标体系，是否可能在三年期内达成？海绵城市专项规划的编制任务，能否再推进下去，与相关规划之间的关系如何理清？海绵城市三年试点期满后，现行主打的建设模式将依靠地方财政推进，是否具有可持续性？

因此，不抓住海绵城市建设的本质需求将陷入认识上的误区。城镇化进程中，不透水面积增加，降雨渗透与蒸发减少，径流量增大。但对不同量级降雨，这并非固定的常数。

新时期综合治水方略的调整方向

        我们要特别强调一点，我们现在是在爬坡阶段，我们现在才走到一半，经济社会发展的不同阶段，面对的水问题与具备的治水能力有所不同，治水方略需要实时做出相应的调整。快速的工业化、城镇化对区域之间、人与自然之间基于水的脆弱平衡必然产生强烈的冲击。

        旧的平衡正在不断被打破，而新的秩序尚在建立健全的过程之中。水利建设要肩负支撑发展与保障安全的双重使命。

       我国水安全保障的形势空前严峻，新世纪以来，我国洪灾相对损失显著下降，直接损失先减后增，2010年以来，7年中有4年损失超过2500亿元。2006年以来我国每年遭受洪涝的城市都在百座以上，水灾总损失与受灾城市数明显成正比。同时，水资源短缺、水环境污染与水生态恶化问题也日益突出。水安全保障的任务更为复杂、艰巨。

2006-2016年历年受洪涝影响城市数（座）

全面树立水安全保障的理念。2011年中央一号文件明确指出，“加快水利改革发展，不仅事关农业农村发展，而且事关经济社会发展全局；不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全”。 党的十九大明确提出要树立共同、综合、合作、可持续的新安全观。

为了消除城市内涝，传统理念是直接加大排水管网的能力建设，但会导致河道洪峰流量倍增，加重洪水风险。海绵城市建设要抑制径流峰值随城镇化增大的趋势，须道法自然。河流形态学体现了河流形成演变的自然规律，其应用是道法自然的有效途径之一。

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.

基于河流形态学的原理，从集水面积、河道比降、河流形状与疏密连通特性等方面，分析诸要素与径流过程的关系。关键是规划阶段的合理布局。

生态修复是有不同的模式的，一种是复育，就是使现有生态环境形态经过人工措施，使其各种组成、条件、功能、景致等都能恢复到未受干扰前的状态。第二个是修复，就是针对不可能恢复到原来的状态，这时要针对某个特定的生态环境被干扰前应具有的部分重点特征，经过人工措施，使其能重现这部分的功能、特性。再有一个是改善，是人为促进生态环境中某些功能、环境品质的进步，但无须考虑是否为原有的环境特性。再造又称重构，即重新“构造”一个生态环境，即使此环境中所包含的特性从来未出现在原区域中

空间尺度是城市综合治水体系规划建设必须考虑的要素，为此必然要求采取抓大放小、循序渐进、部门协作、公众参与的模式，形成良性互动的推进机制。

针对洪水调控的风险，要健全风险管理体系，提升水安全保障水平，构建调控性策略、强韧性策略、适应性策略，并全面加强能力建设。

洪水风险分析与评价

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

结语

在全球气候变暖与我国城镇化进程空前迅猛的交互影响下, 我国水安全保障面临巨大压力与挑战，成为实现快速平稳发展、全面建成小康社会目标的重大制约因素。

面对日益突出的水灾害加重，水资源短缺、水环境污染与水生态退化等问题，城市水利的内涵不断扩展、深化，城市水利每上一个台阶，都对观念更新、机制创新与技术革新提出更高要求，并要求改进相应的投入保障机制。

城市雨洪管理必须走综合治水之路，谋求治水目标的优化分解，治水方案的优化比选，实施顺序的优化安排，实施力量的优化整合。

山水林田湖统一治理需要采取“政府主导、部门协作、流域治理、社会参与”的推进模式，形成统筹规划、道法自然、天人合一、良性互动、因地制宜的运行机制。

水利学会城市水利专委会致力于推进综合治水方略，为跨学科、跨部门专家的融合与协作搭建良好的交流平台，全面加强综合治水的能力建设，务实总结经验教训，树立正反两方面的典型，寻求可持续、可推广的模式。

以上内容整理自程晓陶教授在北大建筑与景观设计学院的讲座，未经主讲人审核，如有异议请联系专委会秘书处。

演讲者：程晓陶，工学博士，教授级高工，中国水利水电科学研究院原副总工程师，曾任防洪减灾研究所所长。

讲座时间：2018年3月3日（周六） 16:00—18:00

讲座地点：北京大学 备斋（红四楼）3层南侧报告厅

讲座摘要：随着城市看海、水体黑臭、供水短缺的加剧，我国水安全保障压力日增。报告分析了海绵城市试点以来，我国现代城市雨洪管理取得的进展与暴露的矛盾；阐述了城市水利内涵的扩展；强调指出，实施城市综合治水方略，需采取“政府主导、部门协作、流域治理、社会参与”的推进模式，形成“统筹规划、道法自然、良性互动、因地制宜”的运行机制。增进对我国水情和治水规律的了解，有助于在景观设计中获得更多灵感，并使作品更具可持续的生命力。

学生记者:王立帅