城市内涝是威胁城市安全的重要难题, 与城市发展带来的下垫面特征、雨水排放路径、调蓄空间等各类因素变化密切相关。城市内涝防治顶层设计是指导城市内涝防治工作的上层建筑, 是决定城市内涝防治能力的关键。

　　 因此, 城市内涝防治顶层设计只有以城市发展变化背景下的内涝防治需求为目标导向, 结合我国国情, 以前瞻性、全局性的理念指导城市内涝防治工作, 才能应对因城市发展变化而产生的新问题, 保障城市安全。

　　 城市的快速发展不仅使城市下垫面不透水率不断上升, 而且还破坏了城市原有的天然雨水排放路径、挤占雨水调蓄空间, 导致城市抵御内涝风险的能力不断下降, “城市看海”现象频发。因此, 在城市发展变化背景下, 内涝防治需求主要体现在以下两个方面:

　　 (1) 构建完整且能够适应城市发展变化的雨水排放路径。此路径不仅应包括雨水管渠等低重现期降雨下的雨水排放出路, 还应包括地面排水设施等高重现期降雨下超标雨水的排放路径, 以应对不同暴雨重现期下的城市雨水顺畅排放。

　　 (2) 保障内涝防治工作所涉及的不同专业间有效的衔接。内涝防治目标仅靠单一排水设施无法实现, 只有使涉及不同专业的雨水排放设施 (如城市雨水管渠、内河、涝水行泄通道等) 在城市发展变化过程中, 始终能够闭合成一个有机整体, 才能实现内涝防治目标。

　　 随着内涝防治相关研究的深入, 许多专家直接或间接地对内涝防治顶层设计提出了不同的构建思路, 如“三段论”“五段论”等^[1,2,3,4], 这些顶层设计对我国内涝防治工作开展具有一定的指导价值。

　　 但在实际工程实践中, 上述构建思路仍难以满足城市发展变化背景下的内涝防治需求。厦门大学西大门片区频发内涝灾害就是一个典型案例。

　　 厦门大学距离海边仅300 m, 其西大门片区原有雨水排放路径为:沿南普陀和演武路, 由东北向西南, 将西门片区的雨水就近直排入东海。随着厦大西南端环岛路立交匝道建设及周边地块 (如海洋新村与海洋三所) 竖向关系的相应调整 (如图1所示) , 原有雨水排放路径被破坏, 人为地将西门片区变为低洼地。

　　 现状西大门片区内仅从常规的排水专业角度出发, 相应建设了常规设计标准的雨水管渠, 结果这些年片区逢大暴雨必涝, 尤其是2018年5月7日厦门突降暴雨, 片区发生严重内涝, 最大积水深度超过0.5 m, 积水时长超过6 h, 由此引起社会及新闻媒体的广泛关注。

　　 该案例折射出城市内涝的根源不能简单归结于单一设施的建设缺陷或某一专业的技术缺陷, 而在于指导城市雨水排放路径构建及不同专业之间协调衔接的顶层设计, 难以满足城市发展变化背景下的内涝防治需求, 主要体现在两个方面:

　　 (1) 现有顶层设计缺乏对构建地面雨水排放路径的重视。管渠排水设施用于低重现期雨水的排放, 地面排水设施用于高重现期暴雨下超标雨水的排放, 二者都是城市内涝防治中不可或缺的建设内容。但现有顶层设计多关注于应对低重现期雨水排放设施的建设 (如市政雨水管渠的建设) , 缺乏对高重现期雨水排放设施建设必要性的重视, 仅将行泄通道等地面排水设施作为子系统的组成要素之一, 无形中弱化了建设地面排水设施的重要性, 导致此类设施在实际工作中常常无法建设到位, 难以保障超标雨水排放路径的有效落实。

　　 (2) 现有顶层设计难以指导所涉及的不同专业、不同部门间的协调衔接。现有顶层设计缺乏对不同类别的排水设施所涉及的不同专业、不同部门间的衔接和协作的指导, 在实际工程建设中出现不同专业各自为政、部门之间条块分割的现象。以应对城市超标暴雨为例, 不同专业、不同部门在雨水排放相关工程设施建设过程中, 常常未结合城市内涝防治的需求, 对建设内容进行相互反馈、相互校核, 各方往往只建设了满足各自常规需求的雨水排放设施, 导致对城市超标雨水排放的应对能力相对较弱。

　　 根据上述国情结合相关的课题研究, 通过构建一套科学、完整的城市雨水排放体系作为城市内涝防治顶层设计, 以此指导城市雨水排放路径的构建以及不同专业间的协调衔接, 从而满足城市发展变化下的内涝防治需求。

　　 新型城市雨水排放体系由地面雨水排放系统、雨水管渠排放系统以及内河雨水排放系统3部分构成体系框架 (如图2所示) 。

　　 地面雨水排放系统包括:①地表漫流系统, 指一般市政道路、建筑屋顶、建筑外围路面等地面, 通过地表漫流将雨水收集至雨水口;②涝水行泄通道, 指用于超标雨水排放的行泄通道;③多功能调蓄空间, 指绿地、公园、广场、地下停车场等可用于临时滞洪的调蓄空间。

　　 雨水管渠排放系统包括:①雨水管渠, 包括分流制雨水管渠、合流制排水管渠、雨水口、检查井等设施;②雨水泵站;③雨水调蓄设施, 包括雨水调蓄池等附属调蓄设施。

　　 内河雨水排放系统包括:①内河水系, 包括内河、湖泊、池塘以及水库等开放水体;②附属设施及滞蓄空间, 包括排涝闸站、沿河滞蓄空间等。

　　 新型城市雨水排放体系对城市发展变化背景下的内涝防治需求的适用性主要体现在3个方面。

　　 新型城市雨水排放体系设计分别构建了应对低重现期降雨工况的“地面→管渠→内河或调蓄空间”雨水排放路径 (主要由雨水管渠排放系统构成) 以及应对高重现期降雨工况的“地面→内河或调蓄空间”超标雨水排放路径 (主要由地面雨水排放系统构成) 。

　　 雨水管渠排放系统与地面雨水排放系统属于同级平行子系统, 两者重要程度与内河雨水排放系统相同。由此构成的新体系, 可有效指导城市雨水排放路径的完整构建, 应对城市发展变化背景下不同暴雨重现期的城市雨水顺畅排放。

　　 新型城市雨水排放体系所包含的三大子系统互为上下游边界, 由此可在顶层设计阶段明确城市雨水排放路径所涉及的道路专业、规划专业、市政排水专业、水利专业等不同专业之间的衔接关系, 科学指导不同专业所涉及的雨水排放设施的整体布局, 合理确定其在上下游边界约束条件下的排水能力, 确保它们从空间布局、雨水排放路径构建、排水能力核算等方面始终能够闭合成一个有机整体。

　　 此外, 新型城市雨水排放体系可有效地指导城市雨水排放路径所涉及的市政、排水、水利等管理部门之间的的协调与反馈机制的建立, 防止不同部门相互推诿现象的发生 (如图3所示) 。

　　 新型雨水排放体系对城市发展的应变能力主要体现在以下两个方面:

　　 (1) 在偏不利的条件下构建城市雨水排放路径。内涝防治工作关键任务在于确保超标雨水的顺畅排放, 考虑到源头设施对超标雨水的削峰作用有限, 因此, 新型雨水排放体系暂不考虑源头减排设施, 即在偏不利条件下, 构建更为安全的顶层设计。

　　 (2) 强调科学构建地面雨水排放路径的重要性。城市发展过程中的下垫面不透水率不断上升、天然雨水排放路径被破坏、雨水调蓄空间被挤占等变化, 导致城市抵抗内涝风险的能力不断下降。高度重视地面雨水排放路径的构建, 可有效应对城市发展变化带来的内涝风险。

　　 新型城市雨水排放体系将地面雨水排放系统作为子系统组成, 并将涝水行泄通道与地表漫流系统作为地面雨水排放系统最核心的组成部分, 由此高度体现了地面雨水排放路径在城市雨水排放路径的规划、设计到建设运维全过程中的重要性, 最大程度确保了城市雨水排放路径建设的完整性。

　　 新型城市雨水排放体系的三大子系统互为上下游边界, 各子系统边界清晰、关系明确, 确保在顶层设计阶段即可有效指导城市雨水排放设施所涉及的不同专业之间的合理衔接, 以达到城市发展变化下内涝防治的需求。

　　 新型城市雨水排放体系结合我国国情, 在顶层设计阶段就充分考虑城市雨水排放设施所涉及的不同管理部门间的责任界限, 从而确保城市发展变化下的内涝防治管理工作科学有序的开展。

　　 基于新型城市雨水排放体系基本理念, 三大子系统规划设计应遵循以下原则:

　　 (1) 地面雨水排放系统。①有条件作为行泄通道的城市道路都应按照行泄通道的建设要求进行规划设计, 尤其是对于调蓄空间或强排设施无建设条件的区域, 需重点建设道路行泄通道;②行泄通道的排水能力、竖向关系以及安全等级等要素应根据区域内涝防治标准、服务范围排水需求、末端调蓄能力、道路交通要求等条件而确定;③合理设置多功能调蓄空间。

　　 (2) 雨水管渠排放系统。基于城市规模、建设需求及边界条件, 确定区域雨水管渠设计标准, 在此基础上, 考虑内河水位边界条件确定雨水管渠设计规模, 合理设计雨水管渠维护方案。

　　 (3) 内河雨水排放系统。内河排涝标准不应仅以保障内河不漫溢为原则, 应基于雨水管渠系统拓扑结构, 结合地块积水风险分析而确定。根据区域内涝防治需求与场地建设条件, 合理规划城市蓝线与调蓄空间等。

　　 基于新型城市雨水排放体系, 对不同部门职责分工划分及相关工作要求如下:

　　 (1) 地面雨水排放系统中涝水行泄通道及地表漫流系统等设施的建设由市政管理部门承担, 相关要求如下:①结合城市市政道路交通功能需求, 根据区域雨水排放需求进一步论证道路行泄通道长宽、漫幅以及交通安全等级等相关参数的合理性, 与排水管理部门相互反馈, 有效落实道路行泄通道的建设实施;②根据行泄通道的雨水排放需求, 城市道路竖向及所涉及的周边地块竖向应及时结合其自然地形条件做出相应调整;因竖向结构的改变对城市原有雨水排放路径造负面影响的, 需与排水管理部门相互反馈。

　　 (2) 雨水管渠排放系统中的管网建设由排水管理部门承担建设, 在进行规划设计阶段, 应对雨水管渠排放系统的设计标准进行校核, 并保障该子系统在其他两个子系统上下游边界条件约束下合理建设实施。

　　 (3) 内河雨水排放系统中的蓝绿线规划、调蓄空间建设等由水利部门承担建设, 同时需对排涝标准进行校核, 并保障与排水管理部门建设内容相互衔接。

　　 (1) 城市发展变化背景下的内涝防治顶层设计必须能够科学指导城市雨水排放路径的构建以及其所涉及的不同专业、管理部门之间的有效协调衔接, 才能满足城市内涝防治的需求。

　　 (2) 本文提出的新型城市雨水排放体系由地面雨水排放系统、雨水管渠排放系统以及内河雨水管渠排放系统构成, 其作为城市发展变化背景下的内涝防治顶层设计, 可有效解决现有顶层设计中存在的局限性, 对内涝防治工作的开展具有重要的指导意义。

　　 (3) 新型城市雨水排放体系将地面雨水排放独立作为子系统之一, 高度明确构建城市地面雨水排放路径的重要性, 对科学指导城市雨水排放路径的完整构建具有很强的适用性。

　　 (4) 新型城市雨水排放体系结合我国国情, 充分考虑城市雨水排放路径所涉及的不同专业、部门之间的责任界限, 在顶层设计阶段即对其相互之间的协调衔接进行有效指导, 是适合我国国情的内涝防治顶层设计, 可为实现城市发展变化下的内涝防治目标提供有力保障。

　　 (5) 目前内涝防治工作有排水 (雨水) 防涝综合规划、排水专项规划等相关规划及相关技术规范作为支撑, 如何将新型城市雨水排放体系在相关规划成果、技术规范中进一步落实, 以有效指导各雨水排放措施的建设实施, 是下一步研究工作的重点。