周　宏，劉　俊，高　成，歐淑芳

(河海大學(xué) 水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098)

我國正處于城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)和深入的時期，目前城市化水平已超過50%。根據(jù)世界銀行預(yù)測，隨著城市化快速發(fā)展，到2030年我國的城市化水平將超過70%。隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市致洪效應(yīng)日益顯著，城市水安全問題日益突出。氣候變化和人類活動直接影響了水循環(huán)要素的時空分布特征，使得城市特大內(nèi)澇災(zāi)害問題日益嚴(yán)重。在城市化的快速發(fā)展與氣候變化雙重影響下，我國北京、上海、廣州、深圳、南京、杭州、武漢、濟(jì)南等大中城市相繼發(fā)生城市洪澇災(zāi)害事件，給當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了很大的損失，并呈逐年上升的態(tài)勢。本文對我國內(nèi)澇防治現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)評述，并指出在城市防澇方面亟待解決的問題。

1　城市內(nèi)澇

城市內(nèi)澇是指強(qiáng)降雨或連續(xù)性降雨超過城市管網(wǎng)排水能力，導(dǎo)致城市地面產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象[1]。內(nèi)澇的形成有其自然因素的存在，更與社會因素緊密相關(guān)。全球氣候變暖使得極端降雨事件頻發(fā)，加之城市建設(shè)中不透水下墊面的增加使得雨水下滲強(qiáng)度降低，地面產(chǎn)流量增加，匯流速度加快，雨水快速匯集至排水管網(wǎng)入水口。然而由于城市排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，難以及時排除涌入的雨水，容易在雨水口附近產(chǎn)生積水，一些低洼地區(qū)在排水過程中由于重力自排或泵站抽排能力不足也會產(chǎn)生積水，隨著積水時間和深度的增加從而引發(fā)城市內(nèi)澇災(zāi)害。兩種地形容易產(chǎn)生城市內(nèi)澇[2]，一種是城市開發(fā)建設(shè)過程中形成的周邊地區(qū)高程高于中心的低洼區(qū)域，另一種是降雨強(qiáng)度超過管網(wǎng)排水標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生溢流或超出河道排澇能力產(chǎn)生漫溢地區(qū)。

2　城市內(nèi)澇成因分析

城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，暴露出我國城市規(guī)劃與建設(shè)中還存在許多問題。這其中既有排水系統(tǒng)本身規(guī)劃設(shè)計的問題，也有體制機(jī)制的原因，更有重建輕管的因素，再加上城市大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，城市內(nèi)澇危害更是日益加劇[3-4]。綜合起來看，造成城市內(nèi)澇的主要因素可以歸納為自然因素、規(guī)劃因素、工程因素、管理因素四類。

2.1　自然因素

(1)氣候變化導(dǎo)致城市暴雨發(fā)生頻繁

全球氣候變暖導(dǎo)致極端降雨事件增多。我國國土面積廣闊，降雨時空分布不均勻，每年夏季汛期大多數(shù)城市都面臨著強(qiáng)降雨襲擊的風(fēng)險，短時間內(nèi)的強(qiáng)降雨事件往往導(dǎo)致城市排水系統(tǒng)大面積癱瘓，排水不及時造成內(nèi)澇災(zāi)害。城市快速發(fā)展帶來的城市熱島效應(yīng)、雨島效應(yīng)進(jìn)一步影響了降雨的分布和強(qiáng)度，使得區(qū)域暴雨中心逐漸向城市化地區(qū)轉(zhuǎn)移，城市發(fā)生高強(qiáng)度暴雨的可能性更大[5]。

(2)水循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞

我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時期，城市硬化道路和建筑不斷擴(kuò)張，原有河道、湖泊等自然水體面積與數(shù)量急劇減少，城市范圍內(nèi)不透水區(qū)域越來越大，地面硬化率逐漸增加。城市建設(shè)破壞了城市排水方式和格局，增加了排水系統(tǒng)脆弱性。部分河道被人為填埋或暗溝化，河網(wǎng)結(jié)構(gòu)及排水功能退化；道路及地下管道基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，破壞了原來的排水系統(tǒng)，管道與河道排水之間的銜接和配套不合理，排水路徑變化，排水格局紊亂，排水系統(tǒng)不完善。加之大量的地下停車場、商場、立交橋等微地形改變原先的水循環(huán)過程，有利于雨水積聚和洪澇的形成，也是城市洪澇最為嚴(yán)重的地點(diǎn)。

2.2　規(guī)劃因素

(1)城市總體規(guī)劃對澇災(zāi)重視程度不夠

很多城市為了滿足發(fā)展對土地的需求，在總體規(guī)劃過程中將許多湖泊、河道、坑塘的用地性質(zhì)規(guī)劃成建設(shè)用地，而不進(jìn)行水域占補(bǔ)平衡的補(bǔ)償，導(dǎo)致地面硬化率提高，雨水降落到地面后迅速匯集到城市低洼處從而產(chǎn)生內(nèi)澇災(zāi)害[6]。

(2)城市治澇規(guī)劃與其他專項規(guī)劃協(xié)調(diào)性差

近年來極端降雨事件發(fā)生越來越頻繁，城市治澇規(guī)劃中相應(yīng)的提標(biāo)改造、雨水利用設(shè)施建設(shè)等措施雖然在一定程度上緩解了城市內(nèi)澇，但建設(shè)耗資大、周期長，未能跟上城市化發(fā)展的腳步且未與城市防洪、河道水系、道路交通、園林綠地、環(huán)境保護(hù)等其它規(guī)劃相銜接。因此解決城市內(nèi)澇必須結(jié)合工程措施與非工程措施，做到蓄、滯、排等手段相結(jié)合，并做好與其他專項規(guī)劃的協(xié)調(diào)[7]。

2.3　工程因素

(1)管網(wǎng)設(shè)計重現(xiàn)期較低，改造較為困難

大部分城市老城區(qū)管網(wǎng)設(shè)計重現(xiàn)期較低，多為1年一遇、0.5年一遇甚至0.33年一遇；新建城區(qū)管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也多為1～2年一遇。對排水管網(wǎng)進(jìn)行提標(biāo)改造需在建成區(qū)開挖路面，工程量及投資較大，改造較為困難。

(2)強(qiáng)調(diào)外“排”，忽略內(nèi)“蓄”

傳統(tǒng)的市政排水強(qiáng)調(diào)快排，忽略自然水體本身的調(diào)蓄作用。隨著城市的擴(kuò)張與建設(shè)，一些河道、湖泊等天然水體被人工填埋，改為建設(shè)用地，使得城市不透水下墊面增加，產(chǎn)匯流速度加快，而城市自身的調(diào)蓄能力在快速城市化建設(shè)中逐漸減小，城市內(nèi)澇災(zāi)害更易發(fā)生。

(3)排水系統(tǒng)與排澇系統(tǒng)缺乏有效的銜接

城市的管道排水和河道排澇系統(tǒng)往往是獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計。管道排水一般按照滿管重力流設(shè)計，要求設(shè)計條件下河道水位對管道排水不產(chǎn)生頂托；城市河道排澇是按照河道不漫溢設(shè)計，并不考慮河道水位對管道排水的影響。因此，在很多情況下，管道排水與河道排澇系統(tǒng)會有明顯不銜接的情況，加重城市內(nèi)澇災(zāi)害損失程度。

(4)地下空間治澇措施薄弱，安全隱患較大

現(xiàn)階段，城市地下空間防澇安全沒有得到足夠的重視，沒有確定的地下空間防澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃。地下空間相對封閉，很難依靠重力自流排水，且逃生通道少，人員傷亡幾率增加。

2.4　管理因素

(1)管理水平較低，管渠系統(tǒng)不完善

管理的不善導(dǎo)致部分排水管道堵塞嚴(yán)重，造成排水路徑受阻。多數(shù)地區(qū)雨水、污水同排，致使市政管網(wǎng)負(fù)荷加大，但由于管理水平的落后，市政管網(wǎng)未得到對應(yīng)的改造，加上管網(wǎng)錯接、斷接、漏接嚴(yán)重，許多地區(qū)管網(wǎng)形成瓶頸效應(yīng)，致使排水不暢，造成局部地區(qū)受淹。

(2)人為設(shè)置障礙降低河道行洪能力

隨著人口增長和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，沿河企業(yè)不斷增加，濫占行洪灘地，在行洪河道管理范圍內(nèi)設(shè)置碼頭、橋梁等阻水建筑物，將工業(yè)垃圾任意排泄至河道，使得暴雨發(fā)生時河道的過流能力下降，水位壅高，對排水系統(tǒng)產(chǎn)生頂托，使得雨水難以及時排除，甚至倒灌至沿河低洼區(qū)域。

3　推動內(nèi)澇防治的積極舉措

多年以來，我國的學(xué)者與工程師為了解決城市排水防澇問題，在工程措施和非工程措施兩個方面采取大量措施推動排水防澇工作不斷向前，逐步縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距。

3.1　工程措施

(1)改變傳統(tǒng)排水體制，提高排水標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)的城市建設(shè)過程中由于技術(shù)與資金的限制多采用雨污合流制排水系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，除降雨量較少的干旱地區(qū)，其他新建城市區(qū)域均要求采用雨污分流制。在此基礎(chǔ)上，有條件的地區(qū)對合流制的系統(tǒng)進(jìn)行分流改造，沒有條件的地區(qū)采取截留、調(diào)蓄和處理相結(jié)合的措施，提高截留倍數(shù)和綜合生活污水量總變化系數(shù)，使雨污水盡可能分開處理[8]。此外，為排除更多的雨水，對于新建排水管道的設(shè)計取消了折減系數(shù)，使得按照相同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的排水管道排水能力增強(qiáng)。

(2)內(nèi)澇防治系統(tǒng)構(gòu)建

內(nèi)澇防治系統(tǒng)通常由“蓄”、“排”兩部分組成[9]。其中“蓄”主要指天然水體、人工湖泊、深隧等調(diào)蓄設(shè)施；“排”則主要指具備排水功能的道路或開放溝渠等地表徑流行泄通道[10]。內(nèi)澇防治系統(tǒng)是對管網(wǎng)系統(tǒng)的補(bǔ)充，用來排泄超出管道系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的地表徑流。雖然目前《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》[11]剛剛開始實行，但是這改變了此前長期將排水標(biāo)準(zhǔn)作為內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)的做法，彌補(bǔ)了對超標(biāo)雨水出路問題缺乏考慮的缺陷。

(3)以徑流量作為區(qū)域開發(fā)控制指標(biāo)

我國內(nèi)澇災(zāi)害日益頻發(fā)，對于排水標(biāo)準(zhǔn)偏低的老城區(qū)迫切需要進(jìn)行改造。在改造過程中，在整體改建區(qū)域充分實施低影響開發(fā)建設(shè)，在執(zhí)行綜合徑流系數(shù)控制指標(biāo)的基礎(chǔ)上，對徑流量進(jìn)行控制，即嚴(yán)格規(guī)定在相同的設(shè)計重現(xiàn)期下，改建后的徑流量不得超過原有徑流量[12-13]。

3.2　非工程措施

(1)“海綿城市”理念的提出

傳統(tǒng)城市發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中習(xí)慣于戰(zhàn)勝自然、改造自然的城市建設(shè)模式，造成我國城市面臨嚴(yán)重的城市病和生態(tài)危機(jī)[14]。面對城市洪澇問題頻現(xiàn)等狀況，重塑城市“海綿體”，恢復(fù)自然水生態(tài)的理念越來越受到關(guān)注。在此基礎(chǔ)上，提出建設(shè)“自然積存、自然滲透、自然凈化”的海綿城市，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，達(dá)到彈性應(yīng)對洪澇災(zāi)害的目的。

(2)雨水設(shè)計流量計算方法的改變

制定完成《城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則》[15]，規(guī)定暴雨公式編制統(tǒng)一采用年最大值法進(jìn)行選樣，并及時組織對暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行修訂。

過去統(tǒng)一采用推理公式法進(jìn)行雨水設(shè)計流量計算，而推理公式法的使用本身存在一定的局限性，其理論依據(jù)是恒定均勻流，因此現(xiàn)在對于匯水面積大于2 km2的地區(qū)推薦采用數(shù)學(xué)模型法計算。通過數(shù)學(xué)模型模擬計算可以較為準(zhǔn)確地模擬管道系統(tǒng)的排水量以及超出管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)雨水量的積水地點(diǎn)、深度和時間，為工程設(shè)計提供依據(jù)。

(3)協(xié)調(diào)排水工程設(shè)計與相關(guān)專項規(guī)劃的關(guān)系

隨著海綿城市的建設(shè)與推進(jìn)，近年來的規(guī)劃編制中均綜合考慮了年徑流總量控制率的要求，將排水工程設(shè)計與其他專項規(guī)劃和設(shè)計相協(xié)調(diào)。例如在城市景觀規(guī)劃中，建設(shè)低于周邊道路用地的公園、廣場使得它們可在暴雨來臨時發(fā)揮臨時滯洪區(qū)的作用等，這更好地與海綿城市專項規(guī)劃進(jìn)行了協(xié)調(diào)，有利于實現(xiàn)對徑流總量及峰值的控制。

4　應(yīng)對內(nèi)澇尚存在的不足

4.1　規(guī)劃設(shè)計

(1)相關(guān)規(guī)劃不適應(yīng)當(dāng)前城市化發(fā)展的需要

城市總體規(guī)劃、專項規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃等規(guī)劃從不同層面布局排水防澇工作，但是各個規(guī)劃關(guān)注點(diǎn)不同，不能協(xié)調(diào)適應(yīng)當(dāng)前城市化發(fā)展的需要[3]。城市總體規(guī)劃僅是對供排水做出原則性的描述，規(guī)定一些實施目標(biāo)；專項規(guī)劃雖然覆蓋面較大，但是受資料、時間等的限制，僅停留在面上，缺乏深度；詳細(xì)規(guī)劃雖然有一定深度，但是系統(tǒng)性較差，更多的是注重管道、泵站等工程規(guī)模設(shè)計。此外，這些未根據(jù)最新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行修編的規(guī)劃大多只規(guī)定了排水管道等雨水設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并未考慮暴雨發(fā)生時的城市內(nèi)澇防治措施研究、超標(biāo)雨水應(yīng)對系統(tǒng)建設(shè)、排水管道與排澇河道水位銜接關(guān)系等。

(2)設(shè)計方法的滯后性

我國排水管網(wǎng)的設(shè)計還習(xí)慣于先確定徑流系數(shù)，再由徑流系數(shù)根據(jù)推理公式得出設(shè)計流量值的方法來計算雨水設(shè)計流量值。新版室外排水設(shè)計規(guī)范只提及了用于雨水設(shè)計流量計算的數(shù)學(xué)模型的使用條件但并未做硬性規(guī)定。由于推理公式假定流域匯流過程符合線性規(guī)律，滿足倍比、疊加假定，匯流面積隨匯流時間增長均勻增加，降雨強(qiáng)度在時間和空間上均勻分布，其只適用于較小匯流面積的計算。雖然對匯水面積大于2 km2的設(shè)計流量計算方法進(jìn)行了規(guī)定，但目前大多數(shù)排水工程設(shè)計中還是習(xí)慣采用推理公式法作為雨水流量設(shè)計方法，這種不加限制的應(yīng)用會使得工程設(shè)計精度降低[16]。

(3)內(nèi)澇防治工程缺失，防澇體系不完善

我國一直以來都采用城市排水工程和城市防洪排澇工程兩套體系進(jìn)行城市洪澇災(zāi)害的治理，原有的城市規(guī)劃設(shè)計理念中不包括內(nèi)澇防治體系(也叫大排水體系)的相關(guān)內(nèi)容，僅在《室外排水設(shè)計規(guī)范》(2014版)[17]中提出城市內(nèi)澇防治的標(biāo)準(zhǔn)，因此對于城市內(nèi)澇的治理多停留在排水工程的提標(biāo)改建，對超出管道排水標(biāo)準(zhǔn)的降雨未作考慮。雖然新版室外排水設(shè)計規(guī)范已經(jīng)規(guī)定了不同類型城市的內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)，但是目前還缺乏相應(yīng)的工程體系建設(shè)經(jīng)驗，未對設(shè)計方法、設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一[18]。

(4)地下空間治澇措施薄弱，安全隱患較大

現(xiàn)階段，城市地下空間防澇現(xiàn)狀不容樂觀，防澇安全不受重視[19]，結(jié)構(gòu)設(shè)計存在很多不合理的地方，如地鐵臺階入口高度過低，無雨篷或雨篷過短；地面排氣孔露天設(shè)置無必要的防水設(shè)施；地下停車場入口低于地面高程且治澇措施過于簡單；地下空間相對封閉，自身重力排水及應(yīng)急避難均較困難，逃生通道少，人員傷亡幾率增加[20]；災(zāi)后處理難度大，城市地下空間的澇災(zāi)往往會引發(fā)包括觸電事故、傳染病、供電故障、火災(zāi)和環(huán)境污染等在內(nèi)的很多次生災(zāi)害。在發(fā)生地下空間洪澇的情況下，難以獲得實時的淹沒信息，無法準(zhǔn)確評估災(zāi)情風(fēng)險，市民缺乏自我保護(hù)意識，造成城市地下空間澇災(zāi)時有發(fā)生。

(5)缺乏城市內(nèi)澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫及綜合管控系統(tǒng)

城市內(nèi)澇災(zāi)害防治工作涉及面廣，需要大量洪水淹沒損失及社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等來構(gòu)建內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險分析模型。而現(xiàn)今我國城市建設(shè)過程中，對數(shù)據(jù)資料的重視程度不夠，沒有建立排水防澇的綜合管控系統(tǒng)，日常的城市排水防澇管理、運(yùn)行、調(diào)度、災(zāi)情預(yù)警預(yù)報工作實施困難，缺乏有效的、可大范圍使用的城市洪澇預(yù)警預(yù)報與應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)。

4.2　管網(wǎng)建設(shè)

(1)高標(biāo)準(zhǔn)城市雨水排水設(shè)施的缺乏

國內(nèi)城市排水設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，即使新版《室外排水設(shè)計規(guī)范》[1]已經(jīng)對排水標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行了提高，部分城市也經(jīng)過了一些管網(wǎng)的提標(biāo)改建，但依然難以達(dá)到國外先進(jìn)國家的排水標(biāo)準(zhǔn)，無法跟上城市發(fā)展的腳步，使得超標(biāo)準(zhǔn)暴雨發(fā)生時，城市內(nèi)澇嚴(yán)重。

(2)側(cè)重于管網(wǎng)的提標(biāo)改造，缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃

室外排水規(guī)范中對內(nèi)澇的定義將其成因側(cè)重于發(fā)生的強(qiáng)降雨或連續(xù)性降雨超過管道排水能力，忽略了內(nèi)澇成因的復(fù)雜多重性，在應(yīng)對內(nèi)澇過程中只注重提高排水標(biāo)準(zhǔn)，未對超標(biāo)雨水的去向進(jìn)行全面布局，也缺乏對管道和河道銜接的系統(tǒng)規(guī)劃。

(3)地下排蓄水工程實施難度及影響大

我國大部分已建城市地下管網(wǎng)的改建鋪設(shè)涉及范圍廣，實際工程施工中對城市道路及居民生活影響大。地下排蓄水工程的開挖難度大，投資大，施工工期長，后期檢修養(yǎng)護(hù)存在一定難度。

(4)對管網(wǎng)的維護(hù)檢修工作不到位

我國管道直徑小且埋于地下，由于相關(guān)規(guī)章制度沒有落實，日常管理工作不到位，致使管網(wǎng)老舊、堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，降低了管網(wǎng)排水能力，影響排水。管理的不善導(dǎo)致部分排水管道以及雨水口堵塞嚴(yán)重，造成排水困難。城市排水管網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)程不一致，部分地區(qū)排放口設(shè)施建設(shè)未做到同期建成，導(dǎo)致排水口出水口處雨水淤積堵塞，排水系統(tǒng)不完善。

4.3　體制機(jī)制

(1)多龍管水的格局尚未根本改變

城市管道排水和河道排澇分屬水利部門和市政部門管理，按照相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但兩者之間不銜接，造成管道排水和河道排澇不匹配，容易出現(xiàn)澇水難以排入外河的現(xiàn)象從而造成城市內(nèi)澇。近年“水務(wù)一體化”提出后，所有涉水事務(wù)雖由水務(wù)部門統(tǒng)一負(fù)責(zé)，但由于改革不完善，目前僅僅在部分市、縣層面進(jìn)行了水務(wù)一體化的改革，但省、部層面尚未進(jìn)行改革，由下至上的改革還未完成。此外，完成水務(wù)一體化改革的地區(qū)，水務(wù)部門的理念、思路、方法未能同步轉(zhuǎn)變，排水、防澇、防洪設(shè)計未能統(tǒng)籌安排，依然沿用各自之前的一套方法。

(2)人為割裂“洪”與“澇”的聯(lián)系

城市內(nèi)澇的產(chǎn)生與城市外河洪水有密切聯(lián)系并且外來洪水多對城市內(nèi)澇產(chǎn)生重大影響。但是我國由于體制及歷史原因，對洪澇采取分開治理的方式，與城市防洪依托于整個流域，并考慮上下游的協(xié)調(diào)關(guān)系不同，內(nèi)澇治理一般只考慮城市層面是否會產(chǎn)生積水及徑流如何排出，而不考慮下游受納水體以及對下游城市造成的影響。

4.4　應(yīng)急搶險

就目前的實際情況來看，現(xiàn)有人員和救援設(shè)施的規(guī)模只能對抗一般規(guī)模的洪澇災(zāi)害。當(dāng)洪澇災(zāi)害的影響力度進(jìn)一步增強(qiáng)，影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大時，現(xiàn)有的人員和救援設(shè)施儲備量將不足以應(yīng)對相應(yīng)的搶險工作與搶險任務(wù)。在動態(tài)的搶險過程當(dāng)中，存在設(shè)備安裝現(xiàn)場的機(jī)械化保障不夠的問題，使得救援工作很大程度上不能及時有效進(jìn)行。

5　亟待解決的問題

5.1　城市水文觀測、監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)

要認(rèn)識城市化過程對當(dāng)?shù)厮奶匦缘挠绊?，防治城市發(fā)展造成的各類水問題，首先必須掌握城市化地區(qū)水文氣象的基礎(chǔ)資料，掌握城市實時的雨情、水情，模擬、預(yù)測和預(yù)報城市現(xiàn)狀和未來發(fā)展可能發(fā)生的雨情、水情和災(zāi)情，為城市水災(zāi)害的預(yù)防和治理提供科學(xué)依據(jù)。

需根據(jù)城市現(xiàn)狀和規(guī)劃發(fā)展要求，注重科學(xué)性、現(xiàn)代性、合理性要求，在城市現(xiàn)有監(jiān)測條件的基礎(chǔ)上，銜接中心城區(qū)外部站點(diǎn)，優(yōu)化區(qū)內(nèi)站點(diǎn)布局，適當(dāng)提高站點(diǎn)密度，革新監(jiān)測手段，安裝實時動態(tài)采集和監(jiān)測系統(tǒng)，建立一個比較完善的城區(qū)水文氣象監(jiān)測體系，可以監(jiān)測城市暴雨過程，排水干管流量，檢查井水位，地面淹水狀況，河道水位、流量等，為城市實時水情災(zāi)情監(jiān)測和預(yù)警、水文規(guī)律研究、水災(zāi)害成因分析、防訊應(yīng)急對策、防洪治澇規(guī)劃、海綿城市建設(shè)等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)支撐。

5.2　城市雨洪過程與演變規(guī)律研究

由于城市不透水下墊面占比較大，其雨洪過程絕大部分為地面流，過程歷時短，漲落幅度大。與天然流域相比，城市的排水能力受制于管道的排水能力，超過排水能力的徑流會在地表形成積水，這是城市匯流與天然流域的根本差別所在。城市地區(qū)空間和時間尺度相較于天然流域都很小，其水文要素的響應(yīng)過程十分敏感，加上全球氣候變化與人類活動的影響，這要求在研究城市雨洪過程中必須考慮所涉及的各項影響因素及其相互之間的作用，分析變化環(huán)境對城市雨洪過程及其演變規(guī)律帶來的影響。

5.3　城市極端降雨事件的預(yù)報與應(yīng)用

準(zhǔn)確的降雨預(yù)報是水文預(yù)報的關(guān)鍵前提。城市洪澇預(yù)報的空間和時間尺度均比流域小，水文要素的響應(yīng)過程十分敏感，因此對短歷時強(qiáng)降雨的定量預(yù)報(Quantitative Precipitation Forecasts, QPF)要求也較高[21]。在以后的發(fā)展過程中需加強(qiáng)系統(tǒng)研究，提高QFP的預(yù)報精度及準(zhǔn)確率，開發(fā)適應(yīng)城市水文研究尺度的預(yù)報方法，使其能夠早日應(yīng)用到城市水文學(xué)中，為城市雨洪預(yù)警預(yù)報、海綿城市建設(shè)提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)[22]。

5.4　城市排澇標(biāo)準(zhǔn)匹配體系研究

城市的兩級排水系統(tǒng)決定了城市排澇既影響城市排水，又受到防洪影響。在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計過程中，防洪、排澇、排水工程均采用不同的規(guī)范及計算方法[23]。管道排水與區(qū)域排澇在計算方法、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計歷時方面存在不一致的情況，造成排水與排澇系統(tǒng)的不銜接，影響了正常的排水防澇。河道排澇系統(tǒng)與管道排水系統(tǒng)的分別設(shè)計，常使得交界水文條件不銜接。城市防洪具有明確的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而城市排澇標(biāo)準(zhǔn)相對模糊。在規(guī)劃過程中需既保證城市區(qū)域內(nèi)部澇水安全排出，又保證外河洪水不對當(dāng)?shù)丶跋掠蔚貐^(qū)造成影響，使得城市外部防洪標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)部排澇標(biāo)準(zhǔn)銜接。因此，有必要對防洪標(biāo)準(zhǔn)與排澇標(biāo)準(zhǔn)的銜接、排水標(biāo)準(zhǔn)與排澇標(biāo)準(zhǔn)的銜接展開研究形成匹配的城市排澇標(biāo)準(zhǔn)體系。

5.5　城市雨洪預(yù)警預(yù)報及應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)

洪澇災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)作為保障城市防洪排澇安全最重要的非工程措施之一，存在預(yù)報預(yù)警能力低、應(yīng)急管理薄弱等問題。城市開發(fā)過程中土地利用方式的多樣化以及人類活動均給城市水文帶來眾多影響，使得城市水文特性更為復(fù)雜，暴雨洪水的預(yù)見期縮短，洪澇災(zāi)害損失嚴(yán)重。要對城市汛情做出正確的預(yù)測，合理地指導(dǎo)防汛搶險抗災(zāi)工作，必須能通過對雨情、水情、工情、災(zāi)情以及地理信息采集，建立城市洪澇預(yù)警、預(yù)報模型，并利用歷史澇災(zāi)資料和實時澇情進(jìn)行參數(shù)率定、模型驗證和實時校正，迅速地處理大量信息和數(shù)據(jù)，及時地進(jìn)行城市暴雨徑流計算，可以針對不同雨型模擬城市可能的地面積水狀況，在短時間內(nèi)分析各種災(zāi)情后果并形成防汛決策預(yù)案，為城市防汛部門搶險、調(diào)度、決策提供科學(xué)依據(jù)。

5.6　城市雨洪管理體系

城市雨洪管理體系作為完整應(yīng)對快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中城市內(nèi)澇、水質(zhì)污染、水資源短缺與水生態(tài)系統(tǒng)退化等問題的系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)快速排放雨水方式，利用小型化、場地化的源頭控制措施模擬雨水自然儲存和入滲過程。我國海綿城市是在融合國外雨洪管理體系建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實際情況建立的，但由于起步晚，存在著現(xiàn)行法規(guī)制度不完善、未充分因地制宜、缺乏科學(xué)性的前期分析與效果評估、短時間建設(shè)及實施難度大等問題，需在健全相關(guān)法律法規(guī)的基礎(chǔ)上采取有效的技術(shù)手段系統(tǒng)合理地完善規(guī)劃編制方案，通過規(guī)劃、市政、水利、環(huán)境、景觀、建筑、道路、管理等專業(yè)的技術(shù)人員廣泛參與和積極配合，全面推進(jìn)城市雨洪管理體系的建設(shè)，有效減輕城市內(nèi)澇及緩解城市面源污染問題。