Chan, F.K.S., Chen, W.Y., Gu, X. et al. Transformation towards resilient sponge cities in China. Nat Rev Earth Environ 3, 99–101 (2022). https://doi.org/10.1038/s43017-021-00251-y

中国向具有恢复力的海绵城市转型

中国的国家海绵城市计划促进了绿色-灰色-蓝色基础设施的整合，以实现可持续的城市水治理。然而，最近破纪录的洪水事件使该计划的有效性受到质疑，说明需要一个整体的社会-自然-工程战略来管理未来的气候不确定性。

中国的海绵城市

中国经历了前所未有的城市化：城市化率（城市人口/总人口）从1978年的18%上升到2015年的56%，预计到2050年代将超过75%1。城市化过程中土地利用的快速变化增加了不透水的表面，大大改变了城市的物理属性，削弱了城市水文循环的功能，增加了地表径流。中国有超过654个城市容易遭受暴雨洪灾，北京（2012年）、宁波（2013年）、武汉（2016年）、深圳（2019年）和广州（2020年）的事件就反映了这一点，这些事件都造成了严重的经济影响和人员伤亡2。此外，由于大多数城市排水系统仅能应对1-5年一遇的暴雨事件，面对人类活动变暖所带来的更密集的暴雨和相关径流，城市没有足够的能力来调节3。

为了应对这些洪水问题并减轻未来的灾害，中国中央政府在 "十三五 "规划中启动了海绵城市计划（SCP），并在2014年立法制定了SCP建设指南。SCP的目的是通过绿-蓝一体化系统积累、净化、储存和再利用雨水来解决城市洪水问题。绿色基础设施（绿色公园、绿道、绿色屋顶、雨水花园、沼泽和林地）将通过植被和土壤吸收、保留和过滤雨水，让雨水到达城市含水层。然后建造或改造灰色基础设施（下水道、管道、渠道和蓄水池），以排放城市地表径流，随后将其储存在蓝色基础设施（如河流、小溪、池塘和湿地）中。总体而言，这种绿色-灰色-蓝色基础设施的功能就像一块海绵4，在雨季减少城市径流，在旱季储存雨水以供再利用5。随着SCP的实施，城市防洪水平预计将能应对30年一遇的暴雨。除了防洪之外，SCP还有一些共同的好处，如减缓城市热岛和自然美学。

在2015-2016年，共有30个城市被选为SCP试点。他们的目标是建设和试验各种SCP措施，到2030年代储存和再利用>70%的雨水3^, 4^, 6。河南省（中国中部）省会郑州就是这样一个SCP试点。自2015年以来，郑州投资超过535亿元（约82.5亿美元），通过建设绿蓝设施，包括沼泽地、透水路面、绿色屋顶和人工湿地，改善城市雨水管理。这些绿蓝设施旨在解决整个城市125个以上的城市洪水的事故多发点。

然而，尽管有这些大量的投资和加强的防洪保护，郑州在2021年7月20日发生了灾难性的洪水。一场破纪录的暴雨在24小时内累积了778毫米的降雨量，引发了大范围的洪水，导致293人伤亡，经济损失总计1142.7亿元（约180亿美元）7。 这次被定为1000年一遇的暴雨事件，远远超过了SCP提供的30年一遇的暴雨保护，这一事件引发了对SCP的广泛批评，质疑其有效性和巨大投资的责任8 。这些明显的失败引发了关于海绵城市应该是什么的讨论，目前SCP中缺少什么，以及如何缓解持续的气候变化和不确定性。

向具有恢复力的海绵城市迈进

目前的SCP反映了基于自然的解决方案与传统工程和/或技术解决方案的成功结合。然而，SCP系统中缺少的是一个有恢复力的社会，它具有主动性和前瞻性，有足够的能力来限制有害的洪水影响并及时恢复到灾前状态9^, 10。因此，在未来，海绵城市应该向 "有恢复力的海绵城市 "过渡，将自然工程解决方案扩展到城市水治理中的社会-自然-工程层面的协同作用。

具有恢复力的海绵城市的关键在于建设一个有恢复力的社会，需要（事前）预防、（事中）适应能力和（事后）恢复（图1）。总之，这些特征通过协调的社会反应，减少城市洪水灾害的暴露和影响。

图1：一个有恢复力的海绵城市。

具有恢复力的海绵城市的示意图，包含了预防、恢复和适应能力。

预防(Prevention)，是指限制洪水的潜在影响的能力。面对更加频繁和强烈的极端气候，目前的SCP保护水平需要升级，最好是处理大于100年一遇的暴雨事件，与全球特大城市采用的标准保持一致。达到这一保护标准需要对普遍破旧的灰色基础设施进行改造（如升级泵站、管道和辅助结构），并将目前分散的灰色基础设施与绿色蓝色设施无缝整合。这样一来，源头的降雨可以在很大程度上被绿蓝设施拦截、渗透和储存，而径流则可以通过灰色基础设施有效排放，防止溢出。通过共同努力，可以实现更高水平的保护。此外，需要城市间的合作，在流域层面设计和建设连贯的海绵设施，促进多功能，加强防洪，鼓励高效的水资源管理7。

适应能力(Adaptive capacity)，描述了提高利益相关者的意识和社会对城市洪水的准备。城市社会可以对城市绿灰蓝基础设施的价值和维护有足够的了解；灾前教育、有效沟通、灾后反思和社会学习使公民能够积极参加保护活动，减少灾害风险。互联网技术的进步可以进一步提高社会意识和应急反应；移动电话、应用程序、电视和广播7可以有效传递洪水预警信息，包括公共交通安排、临时庇护所和医疗服务，以减少洪水风险。

恢复(Recovery)，反映了受影响社区向洪水前状态恢复的能力。恢复措施（如重建和恢复计划）应预先设计和推广，允许迅速采取救济行动，包括供应（住所、食物、水和能源）、紧急援助、可靠的保险费和募捐。这样一来，受影响的社区就可以恢复正常。促进和颁布负担得起的洪水保险，代表了社区缓解与城市洪水相关的财务风险的可行机制。

结论和思考

为了应对2021年7月令人震惊的郑州洪水，需要紧急修订SCP。不可否认的是，以绿-灰-蓝基础设施一体化为基础的海绵城市，有望实现可持续的城市水治理和加强防洪保护。然而，这一战略忽视了一个事实，即社会对城市洪水的脆弱性也来自于灾害适应和恢复能力的缺乏。

因此，城市（以及延伸到SCP）必须过渡到一个整体的社会-自然-工程范式，通过整合灾前行动和灾后恢复，纳入考虑社会恢复力。将预防、适应能力和恢复纳入当前的SCP实施中，为具有抗灾能力的海绵城市带来了希望，使可持续水治理得到提升，并加强社会能力，以应对未来的气候不确定性和免受其带来的风险。这种有恢复力的城市已经证明是成功的。例如，在香港，加强结构性（自然和工程设施，如河流和湿地恢复）和非结构性（社会恢复力，如有效的公共教育和及时的预警系统）的措施相结合，成功地消除了2017年8月台风 "Hato"期间的伤亡。相比之下，邻近的城市报告了伤亡情况，包括澳门的10人和珠海的4人死亡。

城市处于气候变化和可持续发展交织的最前沿。在全球范围内，基于自然的解决方案（以及自然-工程综合解决方案）继续在城市政策和跨国项目中获得动力，包括包括：英国的自然洪水管理(Natural Flood Management)、荷兰的河流空间(Room for the River)、美国的自然工程(Engineering with Nature)和中国的SCP。然而，在这些备受瞩目的倡议中，有一个共同的方面需要进一步关注，那就是提高社会的稳健性，以最大限度地减少洪水损失并从破坏中恢复。从中国的SCP项目中吸取经验教训，我们敦促相关部门采取行动，将社会恢复力纳入现有的自然工程解决方案、洪水风险管理框架和城市可持续发展倡议中，以便能够接受一个全面的社会-自然-工程战略，并建立一个适应性和恢复力强的社会。

1. Cai, J., Kummu, M., Niva, V., Guillaume, J. H. A. & Varis, O. Exposure and resilience of China’s cities to floods and droughts: a double-edged sword. Int. J. Water Resour. Dev. 34, 547–565 (2018).

2. Chan, F. K. S. et al. Urban flood risks and emerging challenges in a Chinese delta: The case of the Pearl River Delta. Environ. Sci. Policy 122, 101–115 (2021).

3. Fowler, H. J. et al. Anthropogenic intensification of short-duration rainfall extremes. Nat. Rev. Earth. Environ. 2, 107–122 (2021).

4. Griffiths, J., Chan, F. K. S., Shao, M., Zhu, F. & Higgitt, D. L. Interpretation and application of Sponge City guidelines in China. Philos. Trans. Royal Soc. A 378, 20190222 (2020).

5. Chan, F. K. S. et al. “Sponge City” in China—a breakthrough of planning and flood risk management in the urban context. Land Use Policy 76, 772 (2018).

6. Xie, X., Qin, S., Gou, Z. & Yi, M. Engaging professionals in urban stormwater management: the case of China’s Sponge City. Build. Res. Inf. 48, 719–730 (2020).

7. Chan, F. K. S. et al. Build in prevention and preparedness to improve climate resilience in coastal cities: Lessons from China’s GBA. One Earth 4, 1356–1360 (2021).

8. Mei, C. et al. Integrated assessments of green infrastructure for flood mitigation to support robust decision-making for sponge city construction in an urbanized watershed. Sci. Total Environ. 639, 1394 (2018).

9. Elmqvist, T. et al. Sustainability and resilience for transformation in the urban century. Nat. Sustain. 2, 267–273 (2019).

10. Meerow, S., Newell, J. P. & Stults, M. Defining urban resilience: A review. Landsc. Urban Plan. 147, 38–49 (2016)