美丽城市，当韧性发展。今年7月，河南省郑州市发生特大暴雨灾害，导致了严重的洪涝灾害，造成了重大人员伤亡和财产损失，城市安全受到极大挑战。与此同时，这场特大暴雨也引发了众多疑问：暴雨多大、成因为何、如何补救等。以下从城市安全发展的角度，通过三问解析郑州特大暴雨灾害，从中得出经验教训、警示和启示，以助力城市韧性发展、建设美丽城市。
一问：降雨有多大？
2021年7月，河南省中北部地区发生特大暴雨，累计雨量大、持续时间长、短时降雨强、降雨极端性突出。据统计，7月17日8时至7月21日6时，河南省平均降水量达141毫米，郑州市平均降水量为452.6毫米，其中郑州新密市白寨镇累计降水量最大达906毫米、郑州国家级气象观测站累计降水量最大达720毫米，部分地区累计降水量已超当地年平均降水量。
郑州市24小时连续降雨量达457.5毫米，最大小时降水量（20日16时~17时）达201.9毫米，突破了中国大陆小时降雨量历史极值（1975年，河南林庄，198.5毫米）。郑州市常年平均全年降雨量为632毫米，本次强降雨24小时降雨量约为郑州市全年平均降雨量的72.4%。
郑州市内涝防治的标准是50年一遇，对应的降雨量最大1小时为83毫米，而且根据国家相关文件的要求，这一目标要求在2035年达到。郑州“7·20”特大暴雨最大1小时的降雨量达到了内涝防治标准的约2.4倍，是100年一遇1小时降雨量92毫米的约2.2倍。
这次郑州市降雨到底是多少年一遇？以下和大家比较熟悉的城市武汉做一下对比。
国内降雨量比较多的武汉，5年一遇1小时降雨量为55.2毫米，20年一遇1小时降雨量为78.3毫米，100年一遇1小时降雨量为104.3毫米，郑州“7·20”特大暴雨最大1小时降雨量接近武汉市100年一遇1小时降雨量的2倍。
通过上述比较可以发现，本次郑州特大暴雨历史罕见，降雨量远远超过100年一遇。
二问：排水能力不足？
郑州“7·20”特大暴雨造成的洪涝灾害破坏力极大。灾害的类型可以分为低洼处积水、城市道路行洪、地下设施大量进水、城市停水停电等，呈现出洪涝交织的特点。
正如前文分析，本次降雨强度之大，达到内涝防治标准下降雨强度的2.4倍。2021年4月，国务院办公厅印发了《关于加强城市内涝治理的实施意见》。实施意见明确提出，到2025年，各城市因地制宜基本形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系。可以看出，我国的排水防涝工程体系包括四个部分，分别为源头减排、管网排放、蓄排并举和超标应急，这四个部分各司其职又相互配合，共同保障城市安全。
对郑州市来说，源头减排，要应对日降雨量20～30毫米的降雨；管网排放，要解决小时降雨量30～50毫米的降雨；蓄排并举应削减峰值流量，要解决小时降雨量50～83毫米（此处为概数，根据相关信息估算的数值）的降雨量；小时降雨量超过83毫米要靠应急管理来解决。需要注意的是，根据实施意见的要求，郑州市要在2035年达到50年一遇的降雨应对能力。也就是说，在2035年之前，可能超过50毫米/时的降雨就要靠应急来解决。
郑州“7·20”特大暴雨最大小时降雨量达到了201.9毫米，这显然不是靠源头海绵设施、管网泵站、调蓄设施就能够解决的，这时主要应靠“超标应急”，即对超过内涝设防标准的降雨，在常规工程措施都已经失效的情况下，采用非常规应急的方式来降低人员伤亡和财产损失。
三问：海绵城市有用吗？
既然海绵城市建设中的海绵设施和排水管网解决不了郑州“7·20”特大暴雨灾害，还应该投入资金来建设源头海绵设施，并高标准建设雨水管网吗？
回答这个问题之前，需要先了解一下什么是雨水系统的设计重现期。雨水系统的设计重现期一般用T年一遇来表示（比如T=3、5、20、50），这个T实际上是降雨在1年中发生的概率。比如郑州市100年一遇1小时降雨量为92毫米，这就表示在1年的时间里，郑州市发生达到92毫米/时降雨量的可能性为1/100，根据概率论的相关知识，在100年内发生一次小时降雨量达到92毫米的概率为63.40%。
在了解了重现期的定义后，再来回答上述问题。郑州“7·20”特大暴雨属于发生概率极低的降雨。低重现期的降雨（比如5年一遇的降雨），在1年内发生的概率达到20%，5年内发生1次的概率达到67.23%，10年内发生1次的概率为89.26%。很显然，相较于高重现期的降雨，低重现期的降雨更容易发生。而源头海绵设施和排水管网正是为了解决平时发生概率很大的降雨，如3～5年一遇的降雨而建设的。
对于50年一遇的内涝，管网虽然不能解决全部问题，但也是十分重要的。因此，郑州市今后还应和全国其他城市一样，系统化全域推进海绵城市建设，并按照实施意见的要求，抓紧推进排水防涝设施建设。否则，今后遭遇5年一遇、10年一遇等低重现期的降雨，有可能出现大的城市安全问题。
近期的暴雨对郑州市等城市的影响巨大，给我们带来了以下几方面警示：
一是加强暴雨规律研究。
要对地区的可能最大降雨（PMP）加强研究，并根据可能最大日降雨，分析城市受灾情况，有针对性地提出对策措施。要做最坏的打算，因为只有知道最坏的情况是什么样的，才能更好地应对。
二是加强气象预报，高度重视气象预警信息。
准确的气象预报在全球都是大难题，但是通过持续的改进和投入，可以提高气象预报的准确性，从而更好地为城市的应急管理提供决策依据。
三是加强应急管理。
要加强灾情研判，及时启动应急预案，及时发布预警信息。城市排水主管部门、防洪主管部门要和应急管理部门一起，修订完善城市洪涝防范应急预案，明确预警等级内涵，落实各相关部门工作任务、响应程序和处置措施，按职责及时准确发布预警预报等动态信息，做好城区交通组织、疏导和应急疏散等工作。要视灾情严重程度及发展趋势，及时精准推送预警信息和安全告知，采取劝说市民尽快临时寻找安全可靠建筑避难、暂停上下班、在家里或者办公室等候通知、封路、停止地铁运营等有针对性的措施，最大限度保护人民群众生命安全。
四是加强公众安全教育。
通过多种形式的宣传教育，切实提高公众防灾避险意识和自救互救能力。在郑州市“7·20”特大暴雨中，部分民众对洪涝的危险性缺乏清醒认识，多次出现行人蹚着很深的水过马路的现象。这是非常危险的：一方面，在地下压力冲击或者地表水流冲击下，排水管网井盖有可能发生漂移，行人容易跌落其中；另一方面，快速流动的水对人体冲击很大，国外有相关研究表明，地表水流的水深（米）和流速（米/秒）乘积超过每秒0.4平方米时，风险就很高，当这一数值大于每秒0.6平方米时，属于极高风险，一个成年人在这种情况下一旦跌倒就很难站起来。要通过公众安全教育，让大家充分知晓洪涝灾害的危险性，减少灾害发生时的侥幸心理和极端灾害发生时的伤亡事故。
五是统筹推进城市防洪和内涝治理。
城市洪水和内涝有时候有明显的边界，有时候能够相互转化，出现因洪致涝或者因涝致洪的现象，有时候又完全交织在一起，难以分辨。此次郑州市的降雨就是洪涝交织在一起。特大降雨产生的大流量地表径流也成为了一种“洪水”，同时，一些河道满溢加剧了内涝。对于低重现期的降雨治理，单纯地考虑内涝治理是可能的，但是对于高重现期的暴雨，必须从流域的角度统筹推进洪涝治理，先从流域防洪安全入手，再考虑支流、城市内河的安全。这些河道的设计要在水位方面与城市排水做好衔接，否则就会出现相互掣肘，要么出现河湖水位高、雨水排不进去的现象，要么发生排水管网排入河道后又倒灌回来的问题。
六是加快推进排水防涝基础设施建设。
城市排水防涝基础设施是城市应对内涝灾害的基础。当前我国不少城市在这一块欠账很多，短板突出，可结合城市更新改造，修复自然生态空间，尽快补齐这些设施短板。要尽快完成高标准城市排水主干管网的建设，再逐步完善次干管和支管。对于局部需要增设泵站或调蓄池以及存在大管接小管等“卡脖子”的地方，也要尽快加强建设，系统提升城市排水防涝基础设施的排放能力。
七是系统化全域推进海绵城市建设。
“十三五”期间，我国开展了30个由中央财政支持的海绵城市建设试点工作，探索了一些可推广、可复制的经验。事实也证明，完成海绵城市建设的区域，虽然不能完全杜绝城市内涝，但是排水防涝能力有了显著提升，面临同样的降雨时，灾害的损失明显减轻。“十四五”期间，各城市应该按照系统化全域推进海绵城市建设的要求，通过完善体制机制、加强顶层设计、加大资金投入等措施，因地制宜地建设蓝、绿、灰相融合的海绵城市。
八是给水以空间，建设韧性城市。
水是不可压缩流体，有多少水就需要有相应的空间来蓄存和排放。在过去几十年快速城镇化的过程中，水的空间需求经常被忽视。一些河湖湿地被填埋侵占、一些该开挖的河湖水系没有开挖、在高密度建设下将水束缚在一个狭小的空间里……这些都会在一定程度上加剧洪涝灾害。
因此，必须转变思路和理念，对水灾害的防治要从对抗转向适应。在城市规划和开发建设中，给水留出足够的空间；在城市更新改造过程中，优先考虑滨河、滨湖地区的“留白增绿”，使得河道旱天有景观，雨天能保安全。只有给水以足够的空间，并通过合理的竖向设计和径流组织，才能把雨水引到想让它去的地方。未来气候变化带来的降雨具有不确定性，极端天气可能会发生，这就更需要给水以空间，建设人水和谐共生的美丽城市，在未来发生一些难以预料的极端灾害性降雨时，城市排水防涝和防洪系统才能够更好地适应这种挑战，尽可能减少灾害损失，更好地保障人民群众生命财产安全。
作者简介：
王家卓 教授级高级工程师，中规院（北京）规划设计有限公司生态市政院院长，住房和城乡建设部海绵城市建设技术指导专家委员会委员，中国城镇供水排水协会海绵城市建设专业委员会秘书长，国际水资源协会中国委员会常务理事，中国可持续发展研究会水问题专业委员会副主任，财政部PPP专家库专家。2007年毕业于清华大学环境科学与工程专业，同年进入中国城市规划设计研究院工作，主要从事城市排水、海绵城市、水环境治理、城市内涝治理方面的研究和规划设计。曾参与多个排水防涝、海绵城市方面的行业文件起草，负责和参与多个行业技术指南、标准规范编写，负责武汉、南宁和海口等城市排水防涝、海绵城市、水环境治理等方面的规划设计和技术咨询工作。
