Mar.2021NO.3VOL.31
2021年3月第3期第31卷
URBAN FLOOD CONTROL
0引言
北京市地处华北平原北端，西部为太行山脉，北部为燕山山脉，中部为平原，地势西北高、东南低。北京中心城区是首都战略定位的集中承载地区，包括东城区、西城区、朝阳区、海淀区、丰台区、石景山区，总面积约1378km 2[1]。中心城区位于山前迎风区，暴雨频发，历史上曾发生过重大洪涝灾害，新中国成立以来发生的主要暴雨及洪涝灾害如表1所示[2-3]，其中21世纪以来已达6次，建立完善的防洪排涝体系，提高洪涝灾害应对能力，是首都经济社会发展的重要保障。 1防洪排涝格局演变过程及主要影响因素
1.1中心城区防洪排涝规划沿革
新中国成立以来，北京中心城区的防洪排涝格局发生
了一系列变化，防洪排涝工程规划建设的原则主要是提高治理标准，合理布置排水途径，分散洪水等。根据中心城区防洪排涝水平及规划所考虑的关键因素，演变过程可大致分为3个阶段：
（1）初步治理阶段。这一阶段在新中国成立初期，主要目标为河网疏通与治理。此前市区河道长期未进行治理，排水不畅，经过初步治理，城区排水得到了一定改善。
（2）全面整治阶段。20世纪60年代至80年代，通过提高标准、疏挖河湖、增加排水措施，全面提高排水能力[4]，这一时期提出了“西蓄、东排、南北分洪”的洪水调度原则，并沿用至今。 （3）优化发展阶段。20世纪90年代以来，为适应改革开放后城市建设加快，采取了更多与城市发展相适应的措施，以优化和提高防洪排涝能力。新中国成立以来与防洪排水有关的主要规划及其要点见表2。
北京市中心城区防洪排涝格局演变及优化建议
赵羲月1，2，3邸苏闯1，2王俊文4潘兴瑶1，2付朝臣5李永坤1，
2
（1.北京市水科学技术研究院，北京100048；2.北京市非常规水资源开发利用与节水工程技术研究中心，北京100048；
3.北京市城市河湖管理处，北京100089；
4.北京市水资源调度中心，北京100038；
5.北京市水务局，北京100038）
摘要：北京中心城区的防洪排涝格局对首都洪涝灾害应对具有重要意义。以历史资料为基础，分析中心城防洪排涝格局的演变
趋势及其主要影响因素，总结了现状防洪排涝格局的运用情况和所发挥的作用。从首都发展新形势和管理需求出发，分析了目前防洪排涝格局中存在的与城市功能协调性有待提升、局部排洪不畅、与生态蓄水矛盾突出、超标准洪水应对措施模糊等问题，并针对问题在完善分洪蓄洪工程、调整排洪途径等方面提出优化建议。关键词：防洪排涝；演变；中心城区；洪水调度；北京市中图法分类号：TU992
文献标识码：B
文章编号：1673-9264（2021）03-26-07
DOI:10.16867/j.issn.1673-9264.2020136
赵羲月，邸苏闯，王俊文，等.北京市中心城区防洪排涝格局演变及优化建议[J].中国防汛抗旱，2021，31（3）：26-31，35.ZHAO Xiyue ，DI Suchuang ，WANG Junwen ，et al.Evolu⁃tion and optimization suggestion on flood prevention and drainage pattern in Beijing central city[J].China Flood &Drought Management ，2021，31（3）：26-31，35.（in Chinese ）
收稿日期：2020-05-08
第一作者信息：赵羲月，男，工程师，E-mail：通信作者：邸苏闯，男，高级工程师，E-mail：基金项目：北京市科委重大研发项目（Z181100005318003）；国家水体污染控制与治理科技重大专项项目（2017ZX07103-002、2017ZX07103-007）。
消防电动开窗机26
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城市防洪URBAN FLOOD CONTROL
时间
1952年7月21日1956年7月29日至8月6日1959年8月6日
1963年8月上旬1972年7月26—28日1986年6月26—27日
2004年7月10日
2006年7月31日
2007年8月1日
2011年6月23日
2012年7月21日
2016年7月20日
暴雨洪涝灾害概况
城区海淀暴雨，最大日降雨量263mm（三家店）。冲毁耕地891亩，房屋464间，煤矿采空区塌陷72处
全市普降暴雨。受涝面积264万亩，房屋倒塌1.6万间，死亡11人
全市普降暴雨。城区街道积水严重，房屋倒塌4.2万间，死亡43人
最大24h降雨量464mm。重点灾区积水面积133km2，积水深1.5～100.0cm，全市死亡35人
六氟化硫开关
全市普降暴雨，7月28日下午东直门降雨量261.1mm。全市死亡39人，东城区房屋倒塌400余间
全市普降暴雨，城区日雨量152mm。市内多条公交线路受阻，69条长途线路停运
最大10min降雨量22mm，最大1h降雨量90mm（莲花桥段）。城区41处严重积水，其中8处立交桥，城西环线交通中断，90处地下空间进水
首都机场天竺地区1h降雨量115mm。高速迎宾桥下积水80cm，机场高速断路3h
北三环安华桥一带1h降雨量91mm。最大积水深度2m，北三环双向交通中断
城区平均降雨量73mm，累计过程最大点降雨量模式口215mm。全市29处桥区道路积水，800多辆汽车淹水
全市平均降雨量170mm，城区平均降雨量215mm。受灾160万人，经济损失116.2亿元，死亡79人，房屋倒塌1万余间，主要积水路段63处，受灾面积1.6万km2，成灾面积1.4万km2
降雨总量大，持续时间长，全市平均降雨量212.6mm，城区降雨量274mm
阶段初步治理阶段
全面整治阶段优化发展阶段
年份
1958年
1964年
1973年
1982年
1992年
2016年
规划名称
《北京市河湖系统规划》
《北京市区防洪排水规划》
《北京市区防洪排水规划》
《北京市区防洪排水与河湖整治规划》
《北京市区防洪排水和河湖整治规划》
《北京市防洪排涝规划》
为完善防洪排涝格局所提出的原则和措施
1.合理调整排水系统与流域形状，不使洪水过分集中；
2.尽量使洪水就近向中心区以外宣泄，减少中心区的洪水量；
3.在各河道系统间，互相连通，用节制闸控制，机动地调整各河的负荷；
4.尽量利用湖泊、洼地、窑坑滞洪
1.防洪标准采用100年一遇，排水标准采用20年一遇；
2.市区内城市河道20年一遇洪水位不淹没主要下水道管内顶
1.拦蓄分散城市西部山区、南旱河及京密引水昆玉段的洪水；
2.疏挖通惠河、凉水河和坝河，解决护城河及和平里、土城沟一带的排水出路；
3.疏挖莲花池，以提高蓄洪能力，调节莲花河洪水，减轻马连道仓库区的洪灾
市区河道防洪采取“西蓄、东排、南北分洪”的原则
1.市区防洪采用“西蓄、东排、南北分洪”的原则；
2.对河道规划流量重新分析计算；
3.按规划流量整治凉水河、清河、坝河；
4.减少地面径流。增加城市绿化面积，利用绿地泄水，截流屋顶雨水，建设透水
路和透水广场
在“西蓄、东排、南北分洪”洪水调度原则的基础上，形成“两纵四横、一环双网、
消息队列实现
多道两廊”的防洪排涝格局
表1新中国成立以来北京城区主要暴雨及洪涝灾害事件
1.2现状防洪排涝格局的演变
经过上述3个阶段的发展，中心城区形成了管网、河网、蓄滞洪区三大防洪排涝工程系统。雨水主干管道长约2300km，66%的雨水管道标准为0.5年一遇至1年一遇[6]；四大骨干排水河道（清河、坝河、通惠河、凉水河）总长580km，河道排涝标准主要为20年一遇；城区已建成蓄滞
洪区7个。河湖排水已基本实现了“西蓄、东排、南北分洪”的整体格局：利用西郊砂石坑、玉渊潭等河湖水系蓄滞城区西部洪水，通过通惠河将洪水向东排出城区，利用清河、坝河向城北分洪，利用凉水河向城南分洪。
1.2.1西蓄工程体系的组成与演变
北京中心城区受到西山洪水威胁。西山洪水是指城区西部八大处、香山等地的山洪，可经北旱河排入清河，或经南旱河、永定河引水渠汇入南护城河，穿城而过，占用城区河道排水空间，严重时漫溢成灾[7]。通过“西蓄”措施，可减少西山洪水入城，减轻城区排水压力。发挥蓄滞功能的包
表2历年防洪排水规划内容要点[5-6]
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括玉渊潭、西郊砂石坑和昆明湖等（图1）。
玉渊潭位于永定河引水渠下段，清代就曾用于调蓄洪水，新中国成立后通过疏浚治理和防洪工程建设，演变为蓄滞洪区。玉渊潭最大水面面积44.60万m 2，库容106.51万m 3（对应水位49.50m ），可控制来自永定河引水渠和南旱河的洪水，是目前中心城区运用最频繁的蓄滞洪区。
西郊砂石坑蓄洪工程2016年建成，包括阜石路砂石坑、西黄村砂石坑和分洪、退水闸等，其中阜石路砂石坑库容680万m 3，西黄村砂石坑库容20万m 3，可将北京西部八大处沟、北八排沟、琅黄沟流域27km 2的雨洪拦截蓄滞，实现上游100年一遇洪水不下泄[8]。
昆明湖位于京密引水渠昆玉段（以下简称“昆玉段”）北端，作为景观湖泊，原不具备蓄洪功能，“2012.7.21”特大暴雨后，为进一步增加西蓄空间，通过工程改造，建成分洪闸门，昆明湖具备了蓄洪条件，从而大幅提高了城区西部的调蓄能力。昆明湖最大水面面积235.90万m 2，库容435.05万m 3（对应水位49.50m ），蓄洪空间大，蓄洪时昆明湖、昆玉段和玉渊潭湖维持同一水位运行，库容对比见表3。
1.2.2南分洪工程体系的组成与演变
南分洪是指南护城河上游的洪水向凉水河分洪。凉水河是城区4条主干排水河道之一，干流长68.4km ，历史上曾为永定河故道，20世纪80年代前曾多次治理，由于标准偏低，排水仍存在问题[10]，90年代后又进行了全面治理，使之适应周边排水及生态需求。
南护城河起自西便门附近的甘雨桥，沿南二环路至东便门，长15.1km ，是沿线地区的主要排水通道，左岸属首都功能核心区。南护城河于明代开挖，为了补充水源，将莲花河接入其中[11]。新中国成立初期，由于上游洪水量大，严重影响南护城河周边的路面和管线排水。1950年疏浚南护城河期间，为了避免上游来水影响施工，从右安门处向凉水河开挖了排水沟，引导来水入凉水河，1955年疏浚凉水河时，这条排水沟开挖成为泄洪道，用于分泄南护城河上游的洪水，即“南分洪”。之后，莲花河也被改道接入凉水河，进一步减轻了排水压力。
南分洪枢纽由右安门橡胶坝和分洪道闸组成（图2）。汛期排洪时，右安门橡胶坝控制过坝流量不超过110m 3/s ，以保证下游南护城河排水通畅，多余洪水经分洪道闸向凉水河分洪，分洪设计流量75m 3/s ，校核流量216m 3/s 。
1.2.3北分洪工程体系的组成与演变
北分洪的主要措施包括两部分：北护城河向坝河分洪和昆玉段向清河分洪。
北护城河西起新街口暗涵出口，东至东直门造纸厂闸，长6.3km ，下游为东护暗沟（图3）。在北护城河以北，新街口豁口外曾有太平湖与其连通，可调蓄洪水18万m 3，为修建地铁，1971年太平湖被人工填平[12]，又由于和平里小
西郊砂石坑
永定河引水渠
永定河引水渠
玉渊潭南旱河
昆玉段
昆明湖
团城湖清河
京
密引水渠
蓄滞洪区（未建成）
图1中心城西部河湖概化图
流媒体直播系统实心箭头为正常流向，空心箭头为北分洪流向
表3昆明湖和玉渊潭湖库容对比[9]水位/m 48.8048.9049.0049.2049.50
库容/万m 3
昆明湖269.90293.50317.09364.27435.05
玉渊潭湖75.6079.7984.4192.91
106.51图2南分洪及南护城河概化图
凉水河
分洪道闸
南护城河
右安门橡胶坝
前三门暗沟东便门橡胶坝
通惠河
东
护暗沟
南护城河泄洪道28
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北护城河坝河分洪闸
坝河
造纸厂闸
亮马河东直门闸
通惠河
东
护
暗
沟
区的建设等原因，北护城河洪水流量增大。为了不增加下游通惠河的排洪负担，降低河道治理成本，
1975年起陆续疏浚了北护城河和坝河，并在东直门附近开挖了北护城河入坝河的分洪道，北分洪格局也自此形成。现在北护城河洪水除直接分洪入坝河外，还可经造纸厂闸向亮马河分洪，后仍汇入坝河。
1982年的《北京市区防洪排水与河湖整治规划》提出，当发生超标准洪水时，利用京密引水昆玉河段向清河分洪（图1）。昆玉段是京密引水渠的一部分，长7.6km，于1966年建成。日常运行时，昆玉段河水自北向南流动，排洪时，可自南向北经团城湖分洪入清河。
此外，城区北部排洪系统还有小月河、万泉河、清洋河等入清河，东土城沟、亮马河等入坝河，都是在多次疏浚整治中形成的，其演变也符合分散洪水，减轻城区排水压力的原则。
1.3现状防洪排涝格局对防御洪涝灾害的作用
新中国成立初期，北京城区的主要排水河道仅通惠河一条。由于洪水出路单一，护城河排水负担重，强降雨时，水位过高的情况时有发生，南护城河潘家园附近、北护城河东直门附近洪水常接近堤顶。
经过长期规划建设，防洪工程措施和调度方案日渐完善，洪涝灾害的应对能力大幅提高。现状“西蓄、南分洪、北分洪”的防洪排水格局适应了北京城区西高东低的地势条件，蓄、分措施能够明显减轻城区河道及通惠河的排洪压力，对洪涝灾害的防御具有重要意义。以近年发生的两次特大暴雨——“2012.7.
21”特大暴雨和“2016.7.20”特大暴雨为例，两次降雨过程中西蓄、南分洪和北分洪总量分别达到通惠河“东排”总量的62%和33%，两次降雨蓄、泄洪情况见表4。
2现状防洪排涝格局存在的问题
近年来，随着北京首都城市功能调整，城市副中心、大兴国际机场等重大工程建设不断推进，以及新版城市总体规划的全面实施，城市河湖水系需要在确保首都汛期防洪安全的前提下，科学协调防洪、供水、生态、通航等多种功能。在新形势下，目前的防洪排涝格局还存在一些问题。
（1）中心城区范围扩大和城市副中心建设与现状防洪排水格局存在矛盾。在《北京城市总体规划（2004—2020年）》中，北京中心城区面积约1085km2，而根据《北京城市总体规划（2016—2035年）》，中心城区面积将扩大到1378km2。随着规模扩大，更多分洪河道和区域划入中心城区范围，承担分洪功能的同时，本地排水需求将不断增加，河道能否适应新的保障要求有待检验。城市副中心位于北京东南部平原地区，清河、坝河、通惠河入北运河口的下游，东排、北分洪对副中心的防洪安全存在一定威胁。
（2）中心城区东排不畅，影响防洪排水的关键局部问题有待解决。通惠河东便门处存在排洪隐患。1965年南护城河扩建时，出于少建一座铁路桥等考虑，将南护城河出口改道接入前三门护城河（现已改为前三门暗沟），河道形成转角。现在，东护暗沟、前三门暗沟和南护城河在东便门附近交汇，集
中汇入通惠河，排洪时易出现水位急涨（图4）。由于上游3条河道承担着城市核心地区的排水任务，一旦洪水漫溢或顶托排水口，后果严重。
图3北分洪及北护城河概化图
表4北京城区“2012.7.21”和“2016.7.20”特大暴雨泄（蓄）洪情况途径
西蓄
南分洪
北分洪
东排
措施
西郊砂石坑蓄洪
昆明湖蓄洪
立式导热油加热器凉水河分洪
坝河分洪
昆玉段分洪
通惠河排洪
泄（蓄）洪总量/万m3
“2016.7.20”特大暴雨
46.30
35.70
311.50
154.80
未启用
1659.47
人脸识别医疗“2012.7.21”特大暴雨
未建成
未建成
394.00
113.40
73.50
932.89
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（3）昆玉段北分洪困难。2014年南水北调水进京入团城湖以来，湖内运行水位高于昆玉段分洪水位（49.20m ），昆玉段难以经过团城湖分洪入清河。另一方面，分洪也可能影响湖内饮用水源的水质。
（4）排洪安全与水环境保障矛盾突出。为了改善水景观，增加供水能力，城区河湖修建了大量水闸、橡胶坝，并维持高水位运行，压缩了河道槽蓄空间，增加了洪水漫溢风险。同时，水闸、橡胶坝数量的增加也带来了更多的故障和隐患。以北护城河松林闸、东土城沟小关闸为例（图5），2019年7月29日，上游雨量站8h 降雨量30～40mm ，低于暴雨蓝预警标准（6h 降雨量50mm ），两座水闸的泄洪量已接近或超过警戒水位对应的河道槽蓄量（表5）。两座水
闸均为单孔闸门，河道调蓄能力小，汛期一旦闸门故障无法排洪，势必威胁周边地区安全。
（5）超标准洪水应对措施模糊。目前，中心城区已经针对标准内洪水建立了较完善的防洪排水措施，并且制定了重现期为10～20a 以内详细的洪水调度预案。但对于超标准洪水，应对方案模糊，措施缺失的情况比较普遍。在气候变化和人类活动影响下，极端天气发生的概率加大，特大洪涝风险增加，首都地区近年来暴雨呈突发频发趋势，缺少超标准洪水应对措施，对中心城区的防洪安全极为不利。根据相关研究成果，清河、坝河发生特大暴雨条件时部分河段行洪能力受限，发生超标准洪水时，
两条河道周边淹没较严重[13-14]。作为北分洪河道，继续分洪可能存在较大风险，有必要针对超标准洪水研究制定专门的调度、抢险措施。
3防洪排涝格局优化调整建议
针对上述问题，结合城区河湖、防洪工程现状和规划情况，提出以下优化调整建议。
（1）统筹考虑中心城区和城市副中心的防洪排涝格局，加强分洪、蓄洪工程体系建设。中心城区与城市副中心地理位置相邻，存在上下游关系，保障要求高，可纳入同一防洪圈考虑。一是提升城市建设理念，中心城区、副中心的建设应大力践行海绵城市理念，采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等调控措施加强雨水控制与利用。推行径流系数分区管控，建立适应城市分区功能的径流系数分配方案指导生产建设。二是加强对西山洪水的控制，推进南旱河蓄洪区建设，降低西山洪水的致灾风险。三是加强分洪工程建设，特别是分洪受水区在副中心下游的工程。可考虑继续利用地势条件，向城区东南部分洪，治理大洋坊沟、萧太后河并与南护城河连通，分泄南护城河洪水，治理通惠排干并与通惠河连通，分泄通惠河洪水。上述分洪河流均排入凉水河下游段，因此需同步提高凉水河下游段
的排洪能力。
（2）通过分蓄措施缓解通惠河东便门排洪卡阻问题。一是南护城河沿线分布有陶然亭湖（最大库容2
0.32万m 3）、龙潭湖（最大库容73.18万m 3）等公园湖泊，可通过工程改造使其具备蓄水能力，减少南护城河洪水下泄。二是运用调度措施，条件允许时提前通过凉水河南分洪、通过坝河北分洪，
图5松林闸与小关闸位置示意图水闸松林闸小关闸
上游降雨量/mm 31.236.1
泄洪总量/万m 3
18.703.74
运行水位/m 46.0041.50
警戒水位/m 46.5042.00
警戒水位对应
槽蓄量/万m 3
13.844.96
表52019年7月29日松林闸、小关闸排洪情况
北
图4通惠河东便门汇流示意图
北
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