发挥城市地下空间应对超常规暴雨洪涝灾害

作者：孔锋，中国农业大学人文与发展学院

1 河南超常规特大暴雨洪涝灾害带来的启示

2021年7月中下旬中国河南省遭遇了历史罕见的持续性特大暴雨事件，造成了严重的人员伤亡和财产损失，给全社会带来了新的警示。

从雨情来看，河南全省平均降雨量超过了150.5mm。据郑州市气象局公布的数据显示，从7月17日20时至7月20日20时，郑州3天累积降雨总量为617.1mm，几乎达到了以往全年的总降雨量水平。其中7月20日16-17时的小时降雨量更是达到了201.9mm，创造了中国大陆小时降雨量新的记录，相当于这一小时内郑州共计下了14.9亿m3的水，造成郑州城区严重内涝，洪涝面积达到了4010km2。杭州西湖蓄水量为1400万m3，这一小时的降雨量相当于一小时内往郑州灌了106个杭州西湖的水量。7月21日新乡市区2小时最大降雨量267.4mm，刷新了郑州市区7月20日2小时最大降雨量262.5mm的记录。

从水情来看，此次特大暴雨致郑州143座水库103个超汛线，区域内河流水位迅速上涨，多个区域断水断电断网，道路损毁、交通中断、地下空间被淹，多处出现重大险情。郑州市区主要排洪河道贾鲁河水位暴涨，多处出现溃堤险情，被淹面积达到4000km²以上。7月20日，中午，南部山区洪水汇集流入常庄水库，造成水位暴涨，最高达到129.39米，超警戒线1.9米，背水坡处多处管涌，直接威胁到城市安全和南水北调干渠安全；下午4时，京广快速路隧道瞬间水量快速上升，导致200余辆车拥堵被淹；下午5时，市区主要排洪河道贾鲁河水位暴涨，多处出现溃堤险情；傍晚，地铁5号线一列车因雨水溢至轨道迫停，数百名乘客被困；晚上，位于城市南部的郭家咀水库出现漫坝，水利专家发出溃坝风险预警。

从灾情来看，此次超常规的特大暴雨造成了河南多个地区严重的洪涝灾害，地铁停运，铁路、公路、民航运输受到严重影响。截至8月2日12时，此次特大暴雨事件造成了河南150个县（市、区）1663个乡镇1453.164万人受灾，因灾死亡302人，失踪50人，累计紧急避险93.38万人，转移安置最高峰值147.08万人，倒塌房屋30106户、89001间，农作物成灾面积872万亩，绝收面积380万亩，直接经济损失1142.69亿元。此次河南暴雨洪涝灾害超出了人们对暴雨洪涝灾害的认知。

2 中国地下空间发展特征及其主要问题

在此次郑州特大暴雨事件中，地下空间非但没有发挥出排水除涝的作用，反而因为诸多短板，导致地铁站、地下停车场、地下超市等地下空间在此次特大暴雨事件中成为重灾区之一。当前，中国地下空间利用形式比较简单，地下设施类型较为单一，主要的地下空间利用设施包括：地下管道系统、地铁、地下商业街、人行地道、地下停车场、地下管道系统等。从历史发展角度来看，中国地下空间建设始于20世纪50年代，主要为备战备荒的防空地下室，较欧美、日本等发达国家起步晚。但近年来中国城市地下空间发展很快，2016-2019年，中国城市地下空间开发费用以每年1.5万多亿元人民币的速度增长。2019年全国地下空间新增建筑面积约2.57亿平方米，同比增长2.47%，新增地下空间建筑面积（含轨道交通）占同期城市建筑竣工面积的比例约19%，而作为东部发展中心的长三角城市群该比值达到26%，成为名副其实的主导中国地下空间发展增长极。

空间资源的集约复合利用已经被视作支撑城市现代化持续发展的标准范式。中国城市地下空间开发态势与中国城市化发展有着非常显著的黏附特征，这一特征既反映城市空间需求骤涨的驱动内质。因此，中国城市地下空间的开发具有从浅层利用到大规模开发，从解决城市问题到提升城市竞争力的特征和使命。21世纪以来，中国快速的城市化进程也遵循着这一地下空间开发利用的轨迹。当前，中国地下空间总体格局与中国高铁“四横四纵”主要脉络基本一致，也从侧面反映了当前以地下交通为支撑的地下空间发展态势。

现在中国地下空间的利用普遍缺乏系统性的前瞻谋划和顶层设计。中国的城市地下空间在局部利用上已经达到国际先进水平，但是在整体上还相对滞后。从全国城市地下空间整体发展格局来看，由于缺少国家战略层级的顶层设计和统筹谋划，各地不同程度的地下空间资源浪费较为普遍，较发达的城市浅层资源已几近枯竭；地下空间行业发展参差不齐，地下空间产业链尚须整合，市场潜力没有得到充分挖掘；科技创新、信息技术服务、前沿技术等地下空间专业核心竞争力投入不足。这其中，城市地下空间的“数字短板”和“应急管理体系短板”显得尤为突出，以致在地下空间治理体系建设、规划建设、数据化信息化管理建设方面都受到影响。伴随着地下电力、热力和电信管道系统、地铁、下穿隧道、地下商业街、人行地道、地下停车场、地下管道系统等密集分布，原有的地下自然生态空间格局被改变，地下储水空间被挤占的越来越少。一旦遭遇长时间的城市暴雨洪涝灾害，雨水甚至对地下空间环境稳定性和安全建设产生了严峻影响，甚至出现了地面下沉甚至抻面塌陷的致灾现象。据不完全统计，2014-2018年间中国有122个城市发生了的506起路面塌陷事件，其中夏季（6-8月份）发生最频繁，发生了235起，占比46.4%，且覆盖范围广，主要发生在城市地下空间开发利用强度大的长三角至京津冀连绵的大中城市地区，其中郑州（46起）、北京（34起）、杭州（20起）、上海（12起）、合肥（12起）、天津（11起）和石家庄（11起）。

3 中国地下空间排水体系建设

从地下空间设施中的排水管道来看，由于历史原因，中国的城市排水系统是参照前苏联模式建立的。前苏联由于处于高寒少雨的寒带，降水量相对平均，在城市排水设计中只做了地下管渠排水。这套系统被移植到温带季风气候为主的中国来，成为中国城市排水系统的底层模板。对于非寒带的中国多数城市而言，单有一套苏式的地下管渠排水系统是不完备的，一遇特大暴雨肯定遭殃。目前中国多数城市的排水管道缺乏常规化的有效管理，城市建设中存在着重地上轻地下、地上地下发展不配套的现象，往往地上内涝问题因地下配套发展不利殃及整体，这已成为中国城市遭遇暴雨内涝问题的共性特征。此外，中国城市的排水管道包括污水管道、雨水管道和雨污合流管道。根据住房和城乡建设部《2016年城乡建设统计年鉴》数据，中国大部分省份的排水管道密度低于15km/km2，雨水管道长度占比在40%以下。换言之，绝大多数地下管道是用来排污的，而非排水，这进一步加剧了城市在面临特大暴雨时的灾害风险。

4 国外地下排水管网建设经验

面临常超过的特大暴雨，我们人类社会并非毫无办法。目前世界发达国家排水系统有两套：第一套是小排水系统，即苏式管渠排水系统。地下管道径流量设计的合理一些，则可应对普通降雨和短时暴雨。另外一种是大排水系统，主要是为了应对超过城市管网设计标准的特大暴雨。例如，日本的“首都圈外郭放水路”就是大排水系统。它是一条全长6.4公里、直径10.6米的巨型隧道，内有59根重500t的水泥柱及每秒可以排出200t水的大型抽水机，同时还有5个竖井，每个深度约70米，内径30米，总储水量达到67万立方米，隧道末端还接有一个高25.4米、长177米、宽78米的大型蓄水池，储存的水通过4台燃气轮机驱动的大型抽水机抽入江户川，再排入大海。“首都圈外郭放水路”是日本东京都会同周围各县，耗时整整13年建造，花费2400亿日元，从1993年动工开始，直到2006年才正式启用包括分洪入口、储水设施及排水设施，集合了日本最先进的土木技术，堪称世界上最先进的下水道排水系统。在竣工之前，首都圈外郭放水路已从2002年开始部分投入使用；该设施每年会安全处理5~7次洪水，发挥高效的治水效果。大排水系统是城市中一个沉默的“地下巨人”，平素躺在那里，引不起任何人的注意，只在危难时刻，才会出手力挽狂澜。所以，百年一遇或千年一遇的超常规特大暴雨并非完全不可防控，大排水系统就是唯此为专门设计的。大排水系统其实相当于城市给自己买的“特大暴雨灾害保险”，是面临特大暴雨灾害的“城市免疫系统”。大排水系统在中国近些年才刚刚开始起步。

5 未来中国地下空间防灾减灾发展对策

未来中国亟需从顶层设计和宏观规划的角度研究出台应对特大暴雨的系统性措施，让城市与长期可能存在的极端气候共生存。

从长远来看，一方面编制精细化的城市暴雨内涝风险图，探索划定洪涝风险控制线和灾害风险区。充分考虑洪涝风险，优化排涝通道和设施设置，加强城市竖向设计，合理确定地块高程。另一方面要认真学习参考国外大排水系统的建设经验，制定出台符合中国各大城市差异性特征的深层地下空间大排水系统的国家设计标准，依法制定大排水系统规划和启动的审批流程和建设资质。一旦大排水系统开启建设，将耗资巨大且历时较长，仅靠公共财政势必会给政府造成较大的压力。因此，需要在政府主导下，鼓励社会力量参与其中。例如可通过发行“极端气候灾害应对彩票”的形式筹集资金，一方面可应对建成前期特大暴雨等极端事件造成的灾害损失，另一方面可为大排水系统的建设筹集资金。

从中期来看，一方面，统筹好已有各类地下空间利用的格局，做好针对地下空间的以应急预案、应急管理体制机制和法制为主要内容的应急管理体系建设。另一方面，推动建立城市特大暴雨洪涝信息平台建设，并以其为抓手，破除不同部门间的信息和制度壁垒，整合各部门防洪排涝管理的相关信息，在地上地下排水设施关键节点、易涝积水点布设必要的智能化感知终端设备，满足日常管理、运行调度、灾情预判、预警预报、防汛调度、应急抢险等功能，切实提升地下空面面临特大暴雨等突发事件时的综合灾害防御能力。

从近期来看，一方面，统筹防洪排涝、治污、雨水资源化利用等工程，避免相互造成不利影响。对于当前的小排水系统，亟需做好维护更新的常态化措施和长效机制，以免出现堵塞，让城市“憋”出病来。这就需要在政府主导下创新投融资机制，多渠道吸引各方面力量参与城市地上和地下排水防涝设施投资、建设和专业化运营管理。另一方面，严格把控在建地下工程质量，建立城市排水防涝设施工程质量终身责任制。将城市排水防涝设施建设改造与洪涝灾后恢复重建、污水处理设施建设、城镇老旧小区改造等有机结合，优化各类工程的空间布局和建设时序安排，避免反复开挖、“马路拉链”、“遍地开花”。此外，针对地铁站、地下超市和步行街等人流密度高的地下空间要出台设置科学化的熔断机制。