城市快速路市政排水防涝系统的韧性提升研究

引言：近年来，全球气候变化加剧，城市极端降雨事件频发，由此引发的内涝灾害对城市安全运行构成严重威胁。城市快速路承载着人流、物流、信息流等城市核心功能，一旦遭受极端内涝的冲击，交通中断、救援受阻等连锁反应将危及城市生命线系统。然而，当前城市快速路排水防涝能力普遍不足，急需从韧性视角入手，多维度、全方位提升其应对极端内涝的抵御力、恢复力和适应力，将灾害风险和损失降到最低，为城市可持续发展保驾护航。基于此，本文拟对城市快速路市政排水防涝系统的韧性提升策略展开系统探讨。

一、城市快速路市政排水防涝系统韧性提升的现实意义（一）保障城市交通生命线安全

作为现代都市交通网络核心骨架的城市快速路，承载着城市运行的关键功能，一旦极端降雨引发内涝，快速路系统若瘫痪，便会直接威胁城市基本运转。数据显示，在不同降雨重现期下，路网服务性能的衰减程度远超结构性能损失，意味着交通功能的脆弱性更为突出。特别是当积水深度超过临界值之后，车辆通行不仅受阻，更会引发交通枢纽功能丧失的连锁反应。通过提升快速路排水防涝韧性，能够确保在极端天气条件下，依然维持基本通行能力，从而避免因交通中断，诸如应急救援受阻、物资运输停滞等次生灾害的发生。

（二）降低极端天气经济损失

极端降雨事件所造成的经济损失，呈现出指数级增长态势，这是一个严峻的现实。当城市快速路因内涝中断时，由此引发的产业链断裂、商业活动停滞、劳动力流动受阻等间接损失，更是难以估量。研究表明，通过提升排水防涝韧性，可使路网在百年一遇降雨条件下的抗涝能力，提高10.98%，快速性提升41.18%。这意味着系统恢复时间大幅缩短，经济活动能够更快恢复正常。同时，采用平急两用的复合功能设计，不仅在极端情况下能够发挥排涝作用，在日常还能缓解交通压力，进而产生持续的经济效益，最终实现防灾投资的价值最大化。

（三）支撑城市可持续发展目标

在全球气候变化的大背景下，强降雨事件增多增强，而且城市化进程又加剧了内涝风险。我国城镇化率从2000 年的 36.3%提升至2020 年的 63.9%，不透水面积急剧增加，导致洪峰流量平均增加40%。面对这一挑战，提升快速路排水防涝韧性，成为实现城市可持续发展的必然要求。通过构建源头减排、蓄排结合、排涝除险、超标应急的综合防控体系，并将韧性理念贯穿于规划、建设、管理全过程，不仅能够应对当前的内涝威胁，更能为城市长远发展奠定基础。

二、城市快速路市政排水防涝系统的现状问题与挑战（一）工程韧性短板，设施老化与标准滞后

在当前的情形下，城市快速路排水防涝基础设施方面，存在着严重的结构性缺陷，以至于难以应对日益频繁的极端降雨事件。究其原因，现有排水管网设计标准普遍偏低，大部分城市依旧沿用着几十年前的设计规范，这与当前气候变化背景下的降雨强度特征严重脱节。而且，在城市化进程当中，下垫面硬化使得径流系数大幅提升，如此一来，原有管网承载能力已无法匹配实际排水需求。更为严峻的是，许多城市快速路建设时期较早，其地下排水管道面临着老化断裂、淤积堵塞等问题，实际过流能力远远低于设计标准。另外，地形条件的先天不足更是加剧了排水困境，就像郑州，它三面环山、北临黄河的特殊地貌，使得雨水只能通过有限通道外排，从而形成了结构性的排水瓶颈。

（二）技术韧性不足，监测预警与响应滞后

至于城市快速路排水防涝系统，在智能化监测和精准预警方面明显存在短板，因而难以实现对内涝风险的动态感知和超前防控。具体而言，现有监测设备布设密度不足，关键节点缺乏实时水位、流量监测装置，这就导致无法准确掌握管网运行状态和积水演变过程。并且，气象预报与排水调度之间缺乏有效衔接，降雨预报的空间精度和时效性无法满足精细化防涝需求。此外，数据孤岛现象严重，气象、水务、交通等部门的信息系统相互独立，无法实现数据共享和协同分析。还有，预警发布机制僵化，缺乏针对不同降雨情景和积水程度的分级响应预案，导致预警信息与实际风险脱节。更为关键的是，缺乏基于大数据和人工智能的内涝预测模型，无法对降雨 - 径流 - 积水全过程进行动态模拟和提前研判。

（三）管理韧性缺陷，部门协同与应急机制薄弱

城市快速路排水防涝管理体制，存在着条块分割、职责交叉的顽疾，严重制约了系统整体韧性的发挥。具体来讲，排水设施的规划、建设、运维分属不同部门，缺乏统一的协调机制和责任主体，结果导致日常管理中推诿扯皮现象频发。而且，应急响应体系碎片化明显，气象预警、防汛指挥、交通疏导、应急救援等环节各自为政，难以形成高效的联动机制。再者，现有管理模式重建设轻维护的倾向根深蒂固，对地下排水设施的巡检养护投入严重不足，导致设施功能持续退化却无人问津。另外，应急预案流于形式，缺乏实战演练和动态更新，面对超标准降雨时往往手忙脚乱。同时，社会参与度低，公众防灾意识薄弱，自救互救能力不足，未能形成政府主导、部门协同、社会参与的综合防灾格局[1]。

三、城市快速路市政排水防涝系统韧性提升策略（一）工程韧性强化，构建多层级调蓄与行泄体系

面对城市快速路排水防涝能力不足的严峻挑战，必须立足系统思维，从工程体系的完整性、多样性、协同性入手，强化工程韧性[2]。首先，要结合城市更新和旧城改造契机，有计划地实施排水管网改造和修复，提升管网整体排水能力。对于已经接近使用年限的管段，及时更换为大口径管道，提高设计标准。同时，在改造过程中要注重采用新材料、新工艺，提高管道抗腐蚀、抗冲击能力，延长使用寿命。关键节点要进行管网检测评估，及时清淤疏浚，恢复排水能力。二是在易涝点、低洼地带等关键节点布设蓄水池、调蓄塘等设施，实现雨水的就地消纳和缓释。可以因地制宜，将公园绿地、广场停车场等空间改造为下凹式绿地和雨水花园，通过错落有致的景观设计，将防涝蓄水与休闲游憩相结合，最大程度地实现海绵化。在有条件的快速路两侧，可以通过土地整理，营造大面积的调蓄空间。三是整合河湖水系，打通断头河，拓宽疏浚内河，恢复原有自然排水通道的行洪能力。同时，构建完善的内河涌水质监测网络，强化日常巡查与清淤养护，避免水体污染与淤积。

（二）技术韧性升级，打造智能感知与数字孪生平台

当前，城市快速路排水防涝系统面临监测预警滞后、数据孤岛等技术短板，急需运用新一代信息技术推动系统技术韧性的全面升级。一方面，要在快速路沿线的低洼易涝点加密布设视频监控、雷达水位计等感知设备，实现对道路积水和交通状况的实时监测。并基于物联网等技术，串联各类感知节点，搭建覆盖全域的智能感知网络。同时，要建立统一的数据中台，打通气象、水文、排水、交通等部门的数据壁垒，实现监测预警信息的融合共享。另一方面，要运用 BIM、GIS、数字孪生等前沿建模技术，构建涵盖地上地下、全域一体的城市信息模型（CIM）。基于高精度三维模型，整合历史监测数据、实时感知数据以及地形、管网、土地利用等空间数据，对管网淤积、管道老化等内部风险因素和降雨、地形、下垫面等外部致灾因子进行全面模拟分析。并借助人工智能算法，针对不同降雨情景，模拟内涝风险的时空演进过程，对积水范围、水深、持续时间、危害程度等进行动态预演和精准研判。在此基础上，根据预演结果有针对性地制定防范措施和应急预案，并基于虚拟现实、游戏化等技术开展沉浸式、互动化的应急演练，不断检验优化方案的可行性和有效性[3]。

（三）管理韧性优化，完善协同机制与应急能力建设

要切实提升管理韧性，根本在于构建“横向到边、纵向到底”的综合协同机制，着力破除体制机制障碍。首先，要成立由市政府主要领导亲自挂帅的排水防涝指挥部，作为统筹协调的常设议事机构。明确各相关部门在信息报送、会商研判、预案启动、应急处置等方面的权责边界，形成分工明确、高效协同的联动机制。二是要针对超标准降雨、极端内涝等不同情景，分级分类制定应急预案，明确信息发布、响应流程、处置措施以及部门协调、军地联动、跨区域支援等关键环节，确保一旦发生重大险情，能够按照预案有序开展应急处置。三是创新社会动员机制，广泛发动社区、志愿者等力量参与防灾减灾，提升公众避险意识和自救互救能力。通过定期开展防灾培训和应急演练，普及防灾避险知识。同时鼓励和引导保险公司参与其中，建立巨灾保险机制，分散化解灾害风险。四是健全应急物资储备和调配机制，在快速路沿线关键节点提前布置防汛物资库，确保装备充足，调运高效。五是要鼓励保险公司参与防灾，发展巨灾保险，完善防灾减灾救灾的市场化机制[4]。

结束语

总之，城市快速路排水防涝系统是确保城市安全运行的生命线工程，直接关乎人民群众生命财产安全和城市可持续发展。面对新形势下极端内涝灾害的严峻挑战，必须以韧性理念为引领，坚持工程措施、技术手段、管理机制“三管齐下”，系统构建“源头减排、过程调蓄、末端排放”的全链条防控体系。只有不断强化排水防涝系统工程、技术、管理等方面的韧性，形成多层级、一体化的综合防控格局，才能将极端内涝的风险和影响降到最低，确保快速路安全平稳运行，为新型城镇化高质量发展提供坚实保障。

参考文献：

[1]邰全.城市排水防涝治理中排水管网布置分析——以铜仁市蓝溪谷地片区排水防涝治理项目为例[J].低碳世界,2025,15(05):76-78.

[2]葛晓光,李子阳,张建良,等.基于“蓄排平衡”的城市市政-水利综合排涝探究与实践[J].净水术,2024,43(11):141-147.

[3]魏建信.城镇化地区道路排水防涝设计探讨[J].福建交通科技,2024,(11):53-57.

[4]王志祥,李跃飞,杨会兵,等.综合管廊兼顾应急排水防涝分析[J].科技和产业,2024,24(20):348-352