识别与分析城市地区洪水与内涝的差异

当城市街道变成河流

随着极端暴雨更频繁地袭击快速扩张的城市，许多人同时经历过呼啸而过的街道急流和深而静止的积水——但我们通常都把这些统称为“洪水”。本研究表明，把这些性质截然不同的城市水害视为同一问题，会浪费资金、拖慢救援并可能造成生命损失。作者认为，通过明确区分快速、如河流般的洪水与排泄缓慢的内涝，城市规划者和应急团队可以更好地保护居民，尤其是在像中国郑州这样的地方，那里的致命暴雨已暴露出现有防御的漏洞。

两种不同的危险水情

简而言之，论文解释了城市在大暴雨期间面临的两类主要水害。洪水发生在来自外部的水——例如河流、运河或水库——冲入城市时，水沿街道、隧道和地铁通道迅速流动。相比之下，内涝是指强降雨超过排水管网的承载能力，导致水在低洼地带如下穿通道和平坦住宅区积聚。两者都能淹没车辆、阻断逃生路线并损坏建筑，但其行为不同：洪水来势迅猛、打击强烈，而内涝则扩散缓慢且持续时间长。

从致命暴雨中汲取的教训

作者以2021年7月20日郑州暴雨为重点，该时段24小时内降雨量近700毫米——超过该市设计标准的三倍多。通过对两个城区进行精细的计算机建模，他们重建了水在地表的流动过程。西南部地势较高、东北部较低，形成了水流和滞水的天然通道。他们的模拟显示，大范围降雨和可能的外来入流如何共同作用，在部分区域形成快速、危险的洪流，而在其他地方则形成深而顽固的积水，尤其是在密集的住宅区和长道路隧道周边。

把模糊判断变成可量化的数值

城市官员常依赖经验法则——比如以水看起来多深来判断是洪水还是内涝，以及应派何种响应。作者用一种分步评分方法替代了这种基于经验的判断，该方法来源于一种处理模糊不确定情形的数学分支，称为“模糊”评价。对城市的每一小块区域，他们考察水流速度、过断面流量、深度以及受淹面积。快速流动与强流速指向洪水；巨大深度与广泛覆盖指向内涝。该方法随后将每个区域划分为若干危险等级——从轻微到非常危险——并标记出两类危害重叠的地点。

风险集中的地方

将此方法应用于郑州，研究者发现内涝是该市大部分地区的主要危险：广阔、平坦的社区积聚深水且排泄缓慢，使道路和住宅在峰值降雨过后仍长时间处于威胁之下。然而在某些区域——尤其是东部，那里有隧道和密集开发——快速流动的洪水与深积水同时出现。在这些重叠区，车辆和地铁站既面临强劲水流又面临高水位，使撤离和救援变得更加困难。研究还表明，结果会随人口和建筑聚集位置而异，作者利用兴趣点分布图突出了相同水量在居民和资产更集中处构成更大风险的位置。

为城市制定更明智的防护策略

对非专业读者来说，关键讯息是并非所有城市“洪水”都是相同的——认识到这一差异至关重要。在以内涝为主的地方，城市应侧重改善排水、建设蓄水池以及抬高住宅、商店和隧道等易受影响入口的高度。在以真正洪水为主的地区，更强的河道防护、屏障和引流工程更为重要。在快速流动与深度积水并存之处，则需要两类措施并重以及更周详的应急规划。通过提供一种实用的方法来标注每个社区主要为洪水、主要为内涝或两者混合的高风险区，这项研究为全球城市应对下一次极端暴雨提供了更清晰的蓝图。

引用: Zhou, J., Du, W., Liu, J. et al. Identifying and analysing the differences between flooding and waterlogging in urban areas. Sci Rep 16, 5195 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35296-w

关键词: 城市洪涝, 内涝, 极端降雨, 洪水风险, 郑州暴雨