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近年来，城市洪涝防治相关的科学研究主要集中在城市复杂下垫面的产汇流机理 ［７］ 、城市洪涝成
因及其数值模拟 ［８ － ９］ 、城市化及海绵城市 ［１０ － １３］ 建设的水文效应 ［１４］ 、可持续的城市水系统 ［１５ － １６］ 等方面。
在工程实施和城市内涝防控实践中，对于不同的城市应该选取怎样的指标来表征其排水防涝设施能够
应对的降雨等级，相关研究做了大量深入分析：王虹等 ［１７］ 分析了美国城市雨洪管理水文控制指标体系
及其借鉴意义，并进一步对流域 城市化 进程中 雨洪综合 管 理量 化 关 系进 行 了深 入 分 析 ［１８］ ；陈文龙
等 ［１９］ 基于流域系统整体观开展了城市洪涝治理研究；王浩等 ［２０］ 对海绵城市内涝防治系统的功能进行
了量化解析。本文聚 焦于 城市 排水防 涝基 础设施 应 对 能 力 的 阈 值 划 分 和 科 学 量 化 问 题，基 于 郑 州
“ ７·２０” 特大暴雨灾害的调研结果，提出城市排水防涝应对能力的三个阈值，即：雨水管渠排水能力
阈值、内涝防治系统应对能力阈值和应急设施防御上限阈值。

２ 城市排水防涝阈值

城市排水防涝基础设施包括雨水渗透、收集、输送、调蓄、行泄、处理和利用的自然和人工设施
以及管理设施等 ［２１］ ，从源头到末端大体可分为源头减排、雨水管渠和排涝除险等工程性设施，还包括
应急管理等非工程性措施。国内学者或机构从不同角度对城市排水防涝系统做了划分：周玉文 ［２２］ 将城
市洪涝防治系统划分为防洪、排水、排涝三套工程体系；海绵城市建设领域将内涝防治系统划分为源
头控制系统、雨水管渠系统以及超标雨水蓄排系统 ［２３］ ；住建部门提出构建 “源头减排、管网排放、
蓄排并举、超标应急” 的城市排水防涝工程体系 ［２４］ 。国外城市排水系统主要划分为小排水系统（Ｍｉｎｏｒ
Ｓｙｓｔｅｍ）和大排水系统（ＭａｊｏｒＳｙｓｔｅｍ） ［２５］ 。小排水系统主要包括源头控制系统和雨水管渠系统，大排水
系统通常由 “蓄” “排” 两部分组成。其中 “排” 主要指具备排水功能的道路或开放沟渠等地表径流
通道，“蓄” 则主要指大型调蓄池、深层调蓄隧道、地面多功能调蓄、天然水体等调蓄设施。
综合国内外对城市排水防涝基础设施的分类可以看出，城市排水防涝阈值大体可分为三档：一是
源头控制系统和雨水管渠系统对应的 “小排水系统” 能够应对的降雨，在此阈值以下，城市雨水径流
可以 通 过 源 头 减 排 和 管 网 排 放 系 统 消 纳，地 面 “不 积 水”，本 文 称 之 为 “不 积 水” 阈 值；二 是 由
“蓄” “排” 设施组成的 “大排水系统” 加上 “小排水系统” 合力能够应对的降雨，在此阈值以下，
城市暴雨径流可以比较安全地蓄滞或排除，城市 “不内涝”，本文称之为 “不内涝” 阈值；三是大小
排水系统加超标应急设施合力能够应对的降雨的上限，在此阈值以下，城市 “不失防”，能够保证人
民生命安全，本文称之为 “不失防” 阈值。针对前两个阈值，以往的研究比较多，分别对应着室外排
水设计标准和城镇内涝防治技术规范 ［２６］ 。第三个阈值由于发生的概率极小，历史实测数据较少，研究
探讨不多。２０２１年郑州 “７·２０” 特大暴雨就是突破了这个阈值，导致常规的应急措施难以奏效，加
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上 “防范组织不力、应急处置不当” ，造成重大人员伤亡和财产损失。 “不失防” 阈值是一条安全
“红线”，一旦特大暴雨量级越过这条 “红线”，就需要采用紧急避险策略全力保障人民的生命安全，
同时可采取增强财产损失承受能力与基础设施快速恢复重建能力的韧性提升措施。
２．１ 雨水管渠排水能力阈值 管网排水能力阈值是指源头低影响开发减排设施与排水管渠合力能够消
纳的雨水量。由于各个城市的地面集水时间和管渠内雨水流行时间不同，阈值量化采用的降雨历时也
不完全一样，一般是 １ｈ或 ２ｈ，不同降雨历时的阈值可以通过当地的暴雨强度公式进行同频率的近似
转换。例如北京和东京等采用的是 １ｈ，深圳采用的是 ２ｈ。北京 ２０１１年 “６·２３” 暴雨后，为提高城
市排水能力，北京市雨水系统规划设计重现期调整为：一般地区 “ ３年一遇” （降雨强度为 ５０ｍｍ?ｈ），
重点地区 “ ５年一遇” （降雨强度为 ５６ｍｍ?ｈ），城市环路、主要放射线等城市生命线道路，采用 “１０
年一遇” （降雨强度为 ６７ｍｍ?ｈ） ［２７］ ；北京市城市积水内涝防治及溢流污染控制实施方案（２０２１—２０２５）
规定：“到 ２０２５年，中心城区、城市副中心重点道路达到小时降雨 ６５ｍｍ不发生积水。中心城区其他道
路及新城重点道路达到小时降雨 ５４ｍｍ不发生积水。相应地，东京 “不积水” 的降雨阈值是 ６０ｍｍ?ｈ。”
深圳市雨水管渠的设计标准如下：非中心城区 “ ３年一遇” （降雨强度为 ９５．０ｍｍ?２ｈ），中心城区 “５年
一遇” （降雨强度为 １０６．１ｍｍ?２ｈ），特别重要地区 “ ≥１０年一遇” （降雨强度为 １２１．１ｍｍ?２ｈ）。基

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