我國主要城市群自然災害風險分析與防范對策

徐錫偉 王中根 許沖 趙宇

根據政府間氣候變化專門委員會(ICPP）第一工作組2021年8月9日發布的報告《氣候變化 2021:自然科學基礎》，自公元1850年以來人類活動產生的溫室氣體排放造成了約 1.1℃的升溫，未來20年預計升溫加快，可達1.5℃。全球變暖和升溫加快導致全球范圍內強降水事件的頻率、強度和數量增加，許多地區出現更加嚴重的干旱，海平面持續上升，永久凍土層加劇解凍，冰川和冰蓋融化等異常現象。

我國是世界上自然災害最嚴重的國家之一，近20年來我國自然災害呈現出頻發的態勢，災害損失重，平均每年因各類自然災害造成的直接經濟損失3600億元以上，占GDP比例為1.07%，約占世界的1/5，平均每年約有2.2億人次受災；地質災害、洪澇、地震造成的死亡人數分別居世界第一、第二和第三位，但近10年期間因自然災害死亡/失蹤人數和直接經濟損失呈現出雙下降趨勢(圖1）。

圖1 我國2011—2020年期間自然災害發展趨勢圖(紅色為因自然災害死亡和失蹤人數；藍色為直接經濟損失）

本文通過鄭州洪澇災害應對過程回溯，指出了存在的問題，分析了我國建成或規劃在建主要城市群面臨的多種自然災害風險，提出了相應的應對防范對策建議。

自然災害多發頻發與災害損失現狀

我國自然災害存在種類多、發生頻率高、分布地域廣、強度大等特點，尤其以地震、滑坡、泥石流、干旱、洪澇、臺風、風暴潮的危害最為嚴重。據統計，2011—2020年期間，我國自然災害以地震、洪澇、干旱、地質災害、臺風和風雹為主，低溫冷凍、雪災、沙塵暴、森林火災等也有不同程度發生，造成全國22.58億多人次受災，12545人死亡或失蹤，直接經濟損失約36836億元。

2021年我國災害多發態勢突出，災害主要特點:全國平均降水量較常年同期偏多5.6%，秋雨強、降雨總量大，京津冀平均降水量較常年同期偏多3.1倍，黃河中游偏多2.8倍，黃河下游偏多3.6倍，均為歷史同期極值，且區域分布不勻、洪水場次多、險情多、局地災情重。江蘇、湖南等地龍卷風、雷暴、冰雹等極端強對流現象及其破壞性為近年來罕見，刷新了人們對氣象災害和全球變化過程的認識。

今年我國先后遭受了5·1南通風災、5·14蘇州風災和武漢風災，5·22甘肅景泰極端天氣事件，3·19西藏比如6.1級、5·21云南漾濞6.4級、5·22青海瑪多7.4級和9·16四川瀘縣6.0級地震，6月下旬黑龍江、嫩江流域洪災、7月上旬長江上游以及海河流域洪澇災害、7月下旬內蒙古局地強降雨導致垮壩洪水災害、鄭州“7·20”極端強對流天氣過程、10月上旬山西汾河流域暴雨洪災等，截至10月10日，各種自然災害共造成9494萬人次受災，792人死亡或失蹤；直接經濟損失2864億元。

鄭州“7·20”極端強對流天氣過程是有觀測以來最為嚴重的極端降水和城市洪澇災害鏈事件。7月19日20時到20日20時，鄭州作為強降雨中心，降雨量達到552.5mm，相當于1天下了往年1年的雨量；7月20日下午16至17時降雨量達到201.9mm/h，遠超1975年駐馬店特大暴雨(198.5mm/h）和2012年北京大暴雨(80mm/h）。調查表明，周邊山區鞏義市等山洪暴發，黃河鞏義段趙溝、裴峪、神堤三處控導工程出現不同程度山體滑坡、14座水庫溢洪道出水、2個鎮區被淹。鄭州“7·20”特大暴雨誘發的洪澇鏈生災害和生產事故或跨類災害特別嚴重，暴露出大城市和城市群對內澇洪水災害的脆弱性、從自然災害到生產事故或跨類災害的連鎖性和突發性，顯示出“城市內澇型災害鏈與跨類災害的疊加效應”。

未來數十年，我國將處于復雜嚴峻的自然災害頻發、超大城市群崛起和社會經濟高質量快速發展共存局面，破解主要城市群復合鏈生自然災害防治難題，是保障社會經濟可持續發展、實現第二個百年目標的重要舉措。隨著經濟全球化、城鎮化快速發展，城市群的崛起、社會財富聚集、人口密度增加，承災體暴露度不斷增加，各種災害風險相互交織，相互疊加，直接影響經濟社會的安全和可持續發展。

鄭州城市洪澇災害應對過程回溯

回顧和檢驗“7·20”鄭州城市洪澇等重特大災難應對過程可以看出，暴雨洪澇災害發生后，政府和各部門陸續啟動不同級別的預警和應急響應(圖2）:鄭州市氣象臺分別于19日21時59分，20日6時02分、9時08分，11時50分、16時01分、21時32分，21日0時25分七次發出暴雨紅色預警，但暴雨到底會對這個城市的哪些方面造成災害、能造成多大的災害、對人的生命安全和生產生活到底會有什么影響等都沒有預先系統地去分析和研究，無法科學地研判暴雨導致的災害到底是什么、有多大、危害生命安全的風險點在哪？在應急響應過程中，氣象、水利，防指都有應急響應，但各個響應的條件指標之間、預警閾值之間都是相對獨立的，其關聯性不明晰，也未能達到有效信息的快速傳遞和識別，導致監測預警體系沒有發揮出應有的提前預判預警和指導應急處置作用，造成整個社會對災害的響應和行動嚴重滯后，即缺乏災前、災中和災后各階段各種應急準備。具體體現在以下幾個方面:

圖2 鄭州“7·20”城市洪澇災害前后部門啟動預警和應急響應時序

(一）“兩個堅持、三個轉變”的新時代災害風險管理理念和防范意識有待加強

表現在相關部門重災害事件調查處理輕事件預防治本、重當前治標輕長遠治本等問題；社會公眾災害風險防范意識相對淡薄，缺乏從潛在風險到災害發生、產生巨大災難后果的固有演變過程的了解，群眾普遍缺乏自救互救技能。

(二）防災減災救災法制機制不夠完善

現有涉及單災種的專項法律法規30多部，但缺乏防災減災救災綜合立法，這反映出防災減災法律法規頂層設計不夠，防災減災監督執行問責追責常態化、法制化不夠；各部門應急預案缺乏有效銜接，應急預案不健全，且專項預案的啟動標準不統一，制約了各部門應急聯動的協調性和有效性；國家專項預案、部門預案和地方預案、基層單位預案之間缺乏有機銜接，預案修訂、評審、備案、演練制度不健全；行業間、部門間防災減災信息孤島現象依然存在，數據 “行業墻”和“部門墻”等壁壘現象依然嚴重，降低了防災減災工作的整體效能。

(三）防災減災救災科技支撐能力不足

首先是氣象預報預警的時間精度和空間精度不夠，預警后產生的災害后果不清，應急響應針對性不強。極端強降雨過程造成暴雨洪水是導致“7·20”鄭州城市內澇的直接原因，但強降雨是如何導致洪水，進而引起城市內澇、斷路、斷電、斷水、斷網、堤壩潰決、地下密閉空間和危化品淹沒風險等一系列鏈生災害和跨類災害的？對關鍵環節不甚了解導致災難后果不清，造成預案執行存在較大的可變性。

(四）重特大城市和城市群災害事件的易損性和脆弱性評估及應對準備不足

鑒于環境、資源和生態等剛性條件約束，我國超大城市、在建和擬建的城市群、經濟帶(圈）與重大自然災害高風險區高度重合。當前，對于重特大城市風險底數掌握不全面，對于城市潛在風險點、隱患點排查不徹底，如城市防洪抗澇功能節點、房屋建筑工程防震抗震設防能力、城市消防安全布局等，對于重要的隱患點缺少合理必要的風險提示和操作性強的應急應對措施，限制了對城市重要承災體設施易損性和脆弱性的科學評價和認識，缺乏對重要工程設施的保護措施。

(五）對城市群等重點地區風險復雜程度認識不足

由于對風險復雜程度認識不足，造成災害應急管理能力建設、救援隊伍和裝備現代化等在專業和區域分布上結構不均衡，缺乏針對性。防災減災宣傳教育不夠普及，執行防災減災長效機制建設存在諸多困難。一些地方的防災減災宣傳教育活動只集中在全國“防災減災日”、“國際減災日”等特定時段，形式單一，不接地氣，群眾參與度不高，效果有限。

(六）氣象預報預警方面存在短板

極端性暴雨和局地突發性大暴雨的預報準確率和精細化程度遠達不到科學防災減災的應急管理需求，對于一個人口超千萬的大城市和城市群而言，氣象紅色預警發布后到底會產生什么樣的城市洪、澇災害，政府和有關部門并不清楚；氣象預警的針對性、指導性和操作性有待加強，“狼來了”問題在應急管理中比較普遍；災害預警與應急響應機制之間未能做到有效的銜接和聯動，存在信息傳輸與共享不暢問題，缺乏從政府組織發動、職能部門專業行動，到企業運營單位應急聯動、社會公眾積極響應的高效快速應急響應聯動機制。

簡言之，大城市和城市群各方面的應急準備不足、預警可操作性不強和救援各環節脫節等使災情加重和災情擴大。

城市群面臨的自然災害風險

城市群的形成是高質量經濟運行和協同發展的必然，將推動我國區域性產業結構的高效轉型和技術升級，城市群的可持續安全發展關乎國家的前途和命運。由于地處不同的地理和構造環境，經濟社會發達程度和防災減災救災基礎能力存在著較大差異，華北、中部、東部沿海、南方等主要城市群面臨著差異性的自然災害風險，大城市和城市群在應急準備和應急處置等方面也存在諸多不足。

(一）華北等城市群面臨直下型重特大地震及其鏈生災害和跨類災害的威脅

我國地處多板塊相互作用交接地區，發育著眾多具有發生破壞性地震能力的活動斷層，這些活動斷層不僅是地震潛在震源，活動斷層沿線也是地震災害、鏈生災害和跨類災害最為嚴重地帶。例如，北京、唐山、西安等城市歷史上均遭受過特大地震嚴重破壞，甚至遭受滅頂之災，整座城市頃刻間成為廢墟。“十五”以來，在國家和地方政府財政資助下，已經完成了位于地震基本烈度在7度或以上省會城市、部分計劃單列市主城區的活動斷層探測與地震危險性評價工作，長江三角洲城市群和中原城市群的地級城市區探測工作已按計劃完成或正在進行中。但城市群作為多個城市“集合體”，其整體，特別是城市之間尚未全面完成作為破壞性地震災害源的活動斷層探測與地震危險性評價工作。例如京津冀城市群包括北京、天津在內各城市主城區均開展過活動斷層探測，但主城區之間沒有探測；關中平原城市群除西安、渭南、寶雞外，山西省運城、臨汾僅局部有少量探測，銅川、楊凌、商洛、天水、平涼、慶陽等均沒有開展相關工作；呼包鄂榆城市群、蘭西城市群、山東半島城市群、成渝城市群等也有類似情形，僅呼和浩特、包頭、蘭州、西寧、成都、重慶等主要城市區做過探測。上述城市群發生大地震及其鏈生災害和跨類災害風險甚高，隱患嚴重，亟須盡早完成活動斷層探測工作。

(二）中東部城市群面臨極端強降雨過程引發區域性洪澇鏈生災害風險和地下空間安全巨大隱患

全球變暖引發全球極端天氣氣候事件和自然災害頻繁發生，暴雨、寒潮、異常炎熱天氣和特大地震相繼登場，災害損失和人員傷亡大。近期，德國、比利時、中國等多地持續暴雨引發特大洪水、水庫潰壩、城市內澇鏈生災害和跨類災害，沖毀大量房屋和道路；南美巴西數十座城市罕見降雪；北美地區因持續高溫引發熱浪和森林火災。鄭州“7·20”特大暴雨引發災難性的洪澇鏈生災害和跨類(衍生）災害，共397人遇難/失蹤(圖3）。隨著全球變暖，這種極端強降雨過程誘發的洪澇災害及其鏈生滑坡等地質災害、地下空間進水淹沒等在我國中東部，特別是中部城市群出現的頻度會增高。包括成渝城市群、關中平原城市群在內的中部城市群位于我國青藏高原與平原過渡地帶，地形陡峻，地層復雜，風化嚴重，活動斷裂發育，極易發生地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面變形、黃土濕陷、礦井災害等災害鏈；河流水系分屬長江、黃河中游。復雜的地質條件和河川地理條件導致在極端強降雨條件下，中部城市群的洪澇災害及其鏈生山洪、滑坡、泥石流等災害和堤壩潰決問題十分突出，城區洪澇鏈生災害和跨類災害往往相伴而生。

圖3 鄭州市鄭東新區被水淹沒的部分路段

(三）東部沿海城市群面臨海平面上升和低洼地段被淹沒及其連鎖災害效應風險

全球變暖引起冰川融化加速和海平面上升已是不爭的事實。2021年1月《冰凍圈》明確指出如今氣候已經加速變暖，在1994年到2017年期間，冰川融化速度已經比30年前快57%，全球海平面平均上升3.5厘米；自20世紀70年代以來地球的平均溫度已經升高了1.2℃，即將突破《巴黎協議》規定的1.5℃最低界限。2021年2月5日《海洋科學》一項新的海平面上升研究結果再次發出警告，近幾年海平面上升的速度比以往快了25%，預計到2100年，全球海平面可能會上升1.35米，即在21世紀結束之前，海平面上升的高度將會提前達到1米。我國東部沿海城市群，特別是長江三角洲城市群(上海、江蘇）等大部分地區遭受到海平面上升的災害連鎖效應最強，屆時將面臨低洼地區淹沒、海水倒灌、洪水和潮水災害區域擴大，海岸和河口自然生態環境失衡等風險。

(四）中國南方城市群面臨著低溫雨雪冰凍災害的威脅

全球變暖不僅引發極端強對流天氣，暴雨洪澇鏈生災害頻發，寒潮天氣過程也時有發生。2008年1月10日到2月12日，我國湖南，貴州，湖北，江西，廣西北部，廣東北部，浙江西部，安徽南部，河南南部等地區出現了大面積持續的低溫雨雪冰凍天氣，具有范圍廣、強度大、持續時間長、災害影響重等特點，因災死亡115人(含失蹤人數），緊急轉移安置151.2萬人，累計救助鐵路公路滯留人員192.7萬人，農作物受災面積1.77億畝，絕收2530畝，森林受損面積近2.6億畝，倒塌房屋35.4萬間，造成直接經濟損失1111億元人民幣。2016年1月，大規模寒潮天氣短時間內又再度過境南方地區。近期，巴西也發生了類似極端寒潮天氣，南美洲東南部巴西80%國土位于熱帶，北部亞馬孫平原屬赤道氣候，中部高原屬熱帶草原氣候，最南端屬亞熱帶氣候，歷史上巴西冬季極少下雪，但在2021年7月28日夜間至29日，數十座城市罕見降雪。可以推斷，由于極端對流天氣影響，我國南方城市群寒潮災害在未來還很有可能出現。

主要城市群風險防范對策建議

認真貫徹執行習近平總書記關于防災減災救災重要指示批示精神，特別是“兩個堅持，三個轉變”的防災減災救災的基本遵循，需要汲取巨災經驗教訓，依靠科技創新和應急管理信息化建設，做實做細城市群自然災害風險調查和隱患排查，從源頭上治理和降低重大自然災害及其鏈生災害和跨類災害風險，探索并推進綜合減災的新途徑，強化應急準備，讓政府各級職能部門做好災前、災中、災后各種準備，有所行動，做到災前有備無患，災中或災后應對自如，提升城市群防范化解重大自然災害風險能力。

(一）盡快出臺頒布《中華人民共和國自然災害防治法》，并制定配套的系列技術標準體系

出臺與單災種專項法各有定位、有機銜接的自然災害防治綜合法及其配套的系列標準體系，可以強化綜合減災，統籌抵御各種自然災害，法制化推進我國應急管理體系和能力現代化建設。綜合法應明確各級政府部門的職責和屬地化管理原則，保證應急預案的針對性和可操作性，做好災前、災中、災后各種應急準備，保證法律層面的信息共享機制，制定應急準備、預警發布、應急響應、應急救援、災后重建、科普宣傳等各個環節的系列技術標準。

(二）開展城市群活動斷層探測與重特大地震鏈生災害和跨類災害評估與應用工作

華北北部和西部、西南地區和西北地區的城市群有許多位于我國地震多發的活動構造帶或地震基本烈度在7度或以上區域，存在著發生直下型大地震或特大地震的風險，亟須繼續開展城市群活動斷層探測工作，并做好地震災害、鏈生災害和跨類災害的預測評估工作，盡快頒布國家強制性標準《活動斷層避讓距離》，作為城市規劃修訂依據，做好活動斷層避讓規劃，防患于未然。

(三）中東部城市群洪澇鏈生災害風險區劃圖編制以及以洪澇系統實時模擬技術為支撐的預警預報與應急決策平臺建設

隨著全球變暖和暴雨事件的增多，我國北方許多城市和城市群的排水系統顯示出排洪澇能力不足。通過高分辨率地形地理基礎數據，分析城市群及其鄰區地表徑流組織、澇水出口，排查洪澇災害風險源及其定量參數，編制城市群及其鄰區標準雨量條件下、超標準X倍暴雨量條件下洪、澇災害風險區劃圖，明確超標準洪水、澇水在規劃工程中淹沒地區范圍、調蓄和排放方案，確定防洪排澇設施空間布局、重點保護對象及其應急保護措施等；通過研發建設新一代災害風險感知技術、信息獲取技術和網絡，智能獲取暴雨量、淹沒水深、流速、淹沒對象等特征參數，建立基于各部門標準化信息共享、氣象信息與洪澇系統實時模擬技術集成、能為城市群快速高效的工程決策、預警預報和應急響應提供輔助的智能化應急指揮平臺。

(四）亟須圍繞災害預測、機制聯動、體系協同和情景推演部署綜合減災技術系統研發項目

1.城市群極端暴雨—洪澇鏈生災害多時間尺度漸進式預測預警技術系統研發。

將極端暴雨天氣短時臨近數值預報的空間分辨率提高到城市尺度，獲取降水在城市區域內的空間分布和強度演變；結合高分辨率數值模擬和機器學習等方法，進行暴雨致災的機理和建模研究，提出網格化的暴雨—洪澇鏈生災害預警標準；結合多災種風險模型，研發多時間尺度漸進式的暴雨—洪澇鏈生災害預測預警方案。

2.城市群洪澇與地質災害鏈智能精細化監測預警技術與災害風險管理耦合聯動體制機制研發。

研究強降雨條件下城市洪澇與地質災害鏈警戒雨量與危險雨量，研究基于警戒雨量與危險雨量的洪澇與地質災害鏈智能精細化監測預警技術，給出重點區域的警戒雨量與危險雨量分布圖，研究城市洪澇與地質災害鏈風險管理耦合聯動體制機制。

3.城市群特大復合災害快速協同應急響應機制與高效救援體系研究。

開展城市群風險評估理論和多災種下承災體脆弱性分析理論研究，開展多災種影響下城市群協同響應應急決策理論研究，城市典型多災種耦合致災機理與規律研究，建立城市特大復合災害快速協同應急響應機制與高效救援體系。

4.減緩氣候變化、應對碳中和的減排增匯理論與減災技術體系研發。

研究我國2060年前碳中和的不同減排情景對全球溫升1.5℃目標的貢獻度，評估氣候變化對我國東部沿海地區城市群，特別是長三角可能的災害風險，研發有效減輕氣候變化導致海平面升高影響的技術方法和技術體系。

附:主要名詞解釋

1）自然災害:指給人類生存帶來危害或損害人類生活環境的異常現象或事件。自然災害主要包括地震災害、地質災害、氣象災害、水旱災害、海洋災害、生物災害、森林和草原火災及其災害鏈。

2）鏈生災害:由于自然生態和社會經濟系統之間相互依存、相互制約的內在關聯性，由一種災害引發多種其他災害，或者從一個地域擴散到更廣闊地域的鏈生式有序災害效應。也稱為“次生災害”。

3）跨類災害:自然災害誘發的生產安全事故。也稱為“衍生災害”或“Na-Tech事件”。

4）復合災害:不同成因的自然災害在空間域或時間域重疊出現的現象，具有災害疊加放大效應。