淺議風險評估在城市防澇中的作用

劉　婧，陳志遠，張　希

(1.杭州城市規劃設計咨詢有限公司，浙江 杭州 310012；2.杭州市城市規劃設計研究院，浙江 杭州 310012)

?

淺議風險評估在城市防澇中的作用

劉婧1，陳志遠1，張希2

(1.杭州城市規劃設計咨詢有限公司，浙江 杭州 310012；2.杭州市城市規劃設計研究院，浙江 杭州 310012)

城市內澇是目前大城市面臨的主要災害之一。目前，城市內澇風險評估工作主要在城市防澇規劃的現狀風險評估中開展。利用城市內澇模型，設置規劃工況下不同暴雨重現期城市內澇風險模擬，分析城市內澇積水情況，綜合反映城市抵御內澇風險的能力。在城市防澇的規劃領域開展內澇風險評估可以更好地為城市排水設施的建設和管理部門提供必要的信息，并為地方政府和相關部門的決策提供有力支撐。

風險評估；城市內澇；災害

1　風險評估的意義

近年來，全球氣候的變化帶來極端暴雨天氣頻現，城市化進程的加快又加劇了城市內澇風險的危害。

隨著科技水平的不斷發展，對災害成災的幾率、風險的特征、風險預警和應急管理方面的研究不斷深入，人類對自然災害的認識水平不斷提高，應對災害的能力不斷增強。在城市暴雨內澇防災減災工作中，災害預防工作尤為重要，而內澇風險識別與評估是災害預防的重要手段之一，準確預測和評估城市內澇災害風險，研究內澇形成過程和機理，可為防洪救災規范化、科學化決策管理提供科學依據。

根據各國對城市自然災害危險性的研究，我們認為由自然因素引發或誘發的城市洪澇災害危險性定義是一定城市區域一定時間段內可能對人體生命健康、財產、生計、服務設施、社會和經濟秩序或環境構成的危險的洪澇災害自然致災因子的程度，主要是自然致災因子的強度和發生概率。危險性越大，風險也就越大，就城市暴雨內澇災害危險性而言，我們認為就是一定區域在一定時間內一定發生概率的降雨所導致地面積水的深度帶來的對不同承災體的危險性。

2　風險評估在城市防澇中的提出

國務院辦公廳發布了《關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》(國辦發[2013]23號)，明確提出要“有效解決當前影響較大的嚴重積水內澇問題，避免因暴雨內澇造成人員傷亡和重大財產損失”。為落實文件要求，住建部印發了《城市排水(雨水)防澇綜合規劃大綱》，推薦在排水防澇設施普查的基礎上，使用水力模型評估城市現有排水能力與內澇風險，以應對暴雨引發的城市內澇災害，加強排水防澇設施建設與管理，為防澇綜合規劃提供依據。

在《城市排水(雨水)防澇綜合規劃大綱》中，在第二部分城市排水防澇能力與內澇風險評估章節要求進行城市內澇風險評估。即城市內澇風險評估是作為城市現狀防澇能力評估的一部分，主要基于現狀工況和現狀降雨條件下，分析城市內澇技術的主要原因，對城市劃分高中低風險區域指導防澇規劃方案。

防御城市內澇災害，不應當僅僅考慮工程措施，也應該重視非工程措施的作用。而城市內澇風險評估是一項以預防為主，防患于未然的重要非工程措施，是災害管理的重要組成部分。內澇災害評估體系的建立，有助于建立健全城市災害管理機制，有助于提高城市居民防范災害的風險意識，有助于提升城市內澇災害風險管理水平，有助于促進城市可持續發展。

因此，我們認為內澇風險評估不應局限于現狀風險評估，對于規劃工況下的城市內澇也應當進行風險評估。在以后的內澇風險評估的工作中，內澇風險識別與評估的主要作用將是準確預測和評估城市內澇災害風險，研究內澇形成過程和機理，可為防洪救災規范化、科學化決策管理提供科學依據。同時，災害預測的結果能夠直觀體現各要素的空間分布規律,形成災害影響狀況的可視化表達,為地方政府及相關部門資源配置等防災減災決策和科學開展災害管理奠定基礎,為制定災害風險應急預案提供參考依據。

3　風險評估的方法

3.1基于歷史災情數理統計的災害風險評估

歷史災情一般是指災害數據庫記錄的洪澇災害發生次數、受災面積、成災面積、受災人口、直接經濟損失等統計數據[1]。該方法思路清晰且計算相對簡單，但需要長期災害資料的積累，目前城市內澇災情數據往往很難獲取，所以在應用上具有一定局限性。另外，風險是未來潛在發生的可能性，用歷史資料預測未來災害風險發生的概率，未必能多句一致。

3.2基于指標的災害風險評估

指標體系法的主要思路是根據災害的特點，憑經驗選取適合的指標體系，然后通過數理方法對各原始指標進行處理，最后得到災害風險的評價體系。該方法的理論基礎是，一般認為洪澇災害是致災因子、孕災環境和承災體的綜合函數，側重于指標的選取和權重方法的優化，可以宏觀反映區域風險狀況，在我國災害風險分析與評估中應用最為廣泛，但是評估指標在選取時可能出現“以點代面”的現象，不能完全反映災害風險的空間分布。

3.3基于情景模擬的災害風險評估

情景模擬法主要是借助數值模擬平臺，真實模擬出城市降雨徑流形成及通過地下雨水排水系統匯至地表河道系統，并在局部地區產生積水內澇的全過程[2]。利用內澇數值模型系統可以模擬不同降雨強度下，城市雨水徑流的產生和排水系統的工作情況。該方法通過研究內澇發生的形成機制和發生情景，結合受災體特征判別內澇風險，特點是直觀可視且動態化，但需要較高精度的地形、雨水管網、水系等資料，且需具備水文水動力、城市排水、地理學、風險評估等各個專業知識。

目前，城市內澇風險評估尚處于研究和探索階段，評估的方法多種多樣。在城市排澇規劃中常用的內澇風險評估方法以指標法和情景模擬法為主。其中，情景分析方法是借助于GIS技術、軟件建模技術等，通過建立地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型來模擬城市積水內澇發生的情景，是一種高精度、可視化的、動態的內澇風險評估方法。情景模擬能直觀地、較準確地反映一定概率的城市積水內澇災害事件的影響范圍與程度，并能較準確地反映災害風險的空間分布特征。但該方法對區域地理背景資料和排水管網設施資料要求高、計算復雜、工程量大。

4　風險評估在當前城市防澇中的應用及影響因素

城市內澇作為一種嚴重的城市災害，近年呈現顯著增加的態勢，給城市生產和生活活動帶來了巨大破壞。在城市暴雨內澇防災減災工作中，災害預防工作尤為重要，內澇風險識別是災害預防的重要手段之一，可為防洪救災規范化、科學化決策管理提供科學依據。

如前所述，由于城市內澇風險評估研究還處于起步階段，目前在城市防澇規劃中的內澇風險評估僅僅局限在城市現狀內澇風險評估方面。以浙江省上虞市為例，在內澇風險評估中利用MIKE系列軟件和ARC GIS軟件，并以氣象水利部門的短歷時、長歷時降雨雨型作為降雨資料，對城市排澇能力、積水內澇狀況進行模擬評估，二十年一遇暴雨下現狀工況的內澇風險模擬情況見圖1。

圖1　上虞市局部區塊現狀工況二十年一遇暴雨內澇風險圖

從圖1和建模統計數據來看，百官片排澇分區，在二十年一遇暴雨強度的2 h降雨歷時情況下的受淹面積約39 hm2，占評價區域總面積的13%。其中低風險區域占85.1%，中風險區域占10.5%，高風險區域占受淹總面積的4.4%。

由于不同的風險評估方法中影響內澇風險評估的因素大不相同，筆者僅結合自己參與的項目中常用的情景分析法舉例說明內澇風險評估的影響因素。

4.1降雨重現期

在城市的內澇風險模擬主要考慮10～50年一遇的降雨重現期，并采用2 h短歷時和6 h、12 h長歷時降雨模型，綜合徑流系數依據地勢分析中的各排澇分區的徑流系數，而河道水位根據上虞河道規劃中的20年、30年、50年一遇的河道水位作為水位的邊界條件。

4.2徑流系數

雨水徑流量與綜合徑流系數的取值成正比，雨水徑流量的大小直接影響積水點數量、積水深度與時間，以及內澇風險區域的劃分。

4.3管道出流方式

淹沒出流相比自由出流，管道的敷設坡度不影響出流能力，通流能力取決于管道起端水位和受納水體水位差。因此，在現狀雨水管渠系統改造較困難的情況下，控制河道水位是提高系統整體排水能力的重要途徑。

一般而言，如果河道水位較低，管道自由出流，積水區域發生顯著變化，同時積水面積與積水深度都減少，相應內澇風險等級也降低。因此，降低河道水位，使高重現期降雨下的管道淹沒出流變為自由出流產生的影響有：(1)積水面積、積水深度減少，內澇風險區域面積減少；(2)雨水管道受高水位頂托情況得到明顯緩解，排水能力明顯提升。

5　風險評估未來可以應用的前景

5.1城市排水管網的風險評估

內澇風險評估通過建立精細化的數學模型對城市雨洪全過程進行模擬，綜合劃定內澇風險區，有助于提升排水防澇規劃方案科學性，且為今后實現風險預判和管理提供技術基礎。但該方法的精度依賴于準確可靠的基礎數據，建議今后完善氣象、水文、雨水管網、河道及水利工程設施、內澇監測等基礎資料，逐步建立起完整的城市雨洪管理數據系統，提升城市應對內澇的風險管理能力。

特別是通過我們前述的內澇風險評估中的雨水管網模型的建立，在動態模擬分析中可以反映出上虞市現狀雨水管網的薄弱環節和區域，為建設局及市政設施管理部門在城市排水設施建設管理提供科學的技術支持。在年度建設計劃中針對高風險的排水設施先改造，高風險的內澇風險區的排水設施先完善，做到有的放矢，提高政府部門的工作成效，避免出現排水設施的建設、改造與實際問題相脫節的情況。

5.2城市排澇方案的科學性評估

城市防澇工程的建設有大小排水系統之分，和建設局相關的主要是城市小排水系統的建設與提升改造。針對城市積水點改造方案的驗證是內澇風險評估的重要作用之一。利用計算機模擬，對各個積水點方案在遭遇不同重現期的暴雨情況時的積水情況進行分析，可以有效驗證方案的科學性和可行性，并且可以檢驗超標暴雨情況下應急方案設置的合理性，并且對不足的方面及時改進，以此提高城市應對超標暴雨的排澇能力和抗風險能力。

5.3海綿城市開展的有效助力

海綿城市建設在全國上下如火如荼地展開，但是海綿城市建設的推進卻是相對緩慢的。一方面是因為城市建成區現有條件的局限性；另一方面是由于低影響開發的措施推進后對于城市徑流量削減的作用不夠直觀。在內澇風險評估的模型中可以通過設置不同的情景和參數直觀地表現出低影響開發措施實施前后的效果，有利于建設局和其他部門共同協商，推進海綿城市建設的進程，增加城市低影響開發的科學性和可行性。

5.4城市內澇預警制度與城市應急管理機制聯動的重要工具

應急管理工作一項重要任務是主動、積極做好應急處置工作，這其中預警信息發布工作具有十分關鍵的作用，突發公共事件來臨前或發生前期及時、準確的預警信息發布切實使社會公眾做到人心穩定，在各級黨委政府指揮下有備應對，減輕或避免了可能出現的災害損失。

目前，內澇風險評估主要是針對現狀工況的內澇風險評估，但是在實際操作中如果能夠開發內澇風險評估的預警機制則對城市防澇工作的應急響應提供很大的助力。內澇風險評估系統深入發展后，可以檢驗超標暴雨情況下應急方案設置的合理性，且可以根據氣象預警，提前模擬城市未來的積水情況。

當前，上虞市的應急管理制度還是以上虞氣象部門已經逐步建立起氣象災害預警信息平臺為主，依托氣象部門建立突發公共事件預警信息發布系統。內澇風險評估系統的建立后期考慮和氣象部門的預警信息發布系統有機聯動。氣象部門發布氣象災害(暴雨)預警后啟動內澇風險預警系統，利用氣象部門提供的預測暴雨資料模擬暴雨后上虞市受淹情況，對暴雨到來后城市排澇能力、積水內澇狀況進行模擬評估，以發現城市防澇工程中的薄弱環節和易積水點，提前啟動應急預案以減少城市澇災的發生。

6　結　語

在計算機技術迅猛發展和大數據時代來臨的今天，城市規劃特別是給排水規劃已經不能僅僅依靠原有的人工計算和圖面表達的傳統模式，城市內澇問題的引發往往是受流域性、不確定性和氣象條件、城市發展等多方面因素的影響，因此，城市排水設施的建設和管理也不能僅僅依靠經驗和相對簡單的設計成果。而應用計算機軟件模擬分析，獲得直觀、科學的風險評估結論，為地方政府和相關部門的決策提供有力支撐是內澇風險評估和預警的獨特之處。

[1]劉敏,權瑞松,許世遠.城市暴雨內澇災害風險評估：理論、方法與實踐[M].北京：科學出版社，2012.

[2]尹占娥，許世遠，殷杰，等.基于小尺度的城市暴雨內澇災害情景模擬與風險評估[J].地理學報,2010,65(5):553-562.

Discussion on the Effect of the Risk Assessmentin the Waterlogging Prevention of City

LIU Jing1, CHEN Zhiyuan1, ZHANG Xi2

2016-01-25

劉婧(1984—)，女，甘肅蘭州人，工程師，從事市政規劃設計工作。

TU992.03

B

1008-3707(2016)06-0051-04