摘要:面對(duì)日益嚴(yán)峻的全球氣候變化影響,海岸帶地區(qū)作為自然災(zāi)害影響最強(qiáng)烈的區(qū)域,對(duì)其安全韌性提出了更高要求,亟須改變傳統(tǒng)單一工程安全防御思維,增強(qiáng)海岸帶地區(qū)應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)的適應(yīng)能力。文章通過(guò)梳理海岸帶地區(qū)構(gòu)建安全韌性城區(qū)需要解決的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn),通過(guò)借鑒國(guó)外相似地區(qū)的濱海防災(zāi)經(jīng)驗(yàn),從“韌性底盤—防御體系—生命線系統(tǒng)”3個(gè)方面,提出適應(yīng)我國(guó)海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)的策略建議,以期為其他濱海地區(qū)開(kāi)展安全韌性空間設(shè)計(jì)提供借鑒。
關(guān)鍵詞:海岸帶;安全韌性;適應(yīng)性空間設(shè)計(jì);防災(zāi)減災(zāi)
中圖分類號(hào):P7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1005-9857(2024)09-0048-11
0引言
海岸帶地區(qū)是海洋和陸地相互交錯(cuò)的地帶,具有“海+陸”的特殊性和復(fù)雜性,擁有豐富的生物資源和自然資源,承載著大量的人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng),是各沿海省(自治區(qū)、直轄市)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)地區(qū)[1-2]。在全球氣候變化、快速城市化的雙重影響下,海岸帶地區(qū)變得更加脆弱和敏感,海岸帶地區(qū)的災(zāi)害承受能力也受到嚴(yán)重削弱[3],成為災(zāi)害易發(fā)頻發(fā)地帶,因此,提升其氣候變化的適應(yīng)能力和安全韌性是促進(jìn)海岸帶地區(qū)可持續(xù)安全韌性治理的重要手段[4]。
韌性(resilience)理論發(fā)展歷經(jīng)“工程-生態(tài)-演進(jìn)”3個(gè)階段,形成“從單一穩(wěn)態(tài)向多元平衡再適應(yīng)循環(huán)”的目標(biāo)演進(jìn)[5]。韌性最早被應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后恢復(fù)平衡穩(wěn)定的能力[6]。后續(xù)基于適應(yīng)性循環(huán)(adaptivecycle)理論,韌性成為研究社會(huì)-生態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的重要概念,可實(shí)現(xiàn)社會(huì)-生態(tài)耦合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析以及預(yù)警點(diǎn)閾值的識(shí)別[7-8]。海岸帶地區(qū)作為復(fù)雜的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng),在遭受災(zāi)害時(shí),抵抗-恢復(fù)-適應(yīng)其負(fù)面影響的能力成為海岸帶安全韌性的核心[9],在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)增加的背景下,單一工程安全防御思維已不足以應(yīng)對(duì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)變化,因此海岸帶地區(qū)要通過(guò)構(gòu)建安全韌性空間,增強(qiáng)海岸帶與災(zāi)害共生的能力[10],為其受到外界災(zāi)害的破壞與沖擊時(shí),提供抵抗、調(diào)整、控制及適應(yīng)災(zāi)害變化的物理空間[11]。
我國(guó)對(duì)海岸帶安全韌性十分重視,在2011年成立了國(guó)家海洋局海洋減災(zāi)中心,負(fù)責(zé)預(yù)防和減少沿海和海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)[3],在2020年自然資源部發(fā)布的《市級(jí)國(guó)土空間總體規(guī)劃編制指南(試行)》中,海岸帶安全韌性成為規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要原則,明確提升海岸帶系統(tǒng)在各類擾動(dòng)和沖擊下的預(yù)防、抵御、恢復(fù)與轉(zhuǎn)型的能力,“十四五”規(guī)劃提出提升海岸帶地區(qū)自然災(zāi)害的防御水平[5],在《國(guó)家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略2035》提出強(qiáng)化海岸帶災(zāi)害觀測(cè)預(yù)警-風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估-提升綜合防災(zāi)能力-加強(qiáng)陸海統(tǒng)籌生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)的適應(yīng)氣候變化路徑[5]。本文聚焦適應(yīng)災(zāi)害動(dòng)態(tài)變化視角,通過(guò)梳理海岸帶安全韌性的研究概況與風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn),借鑒國(guó)外相似地區(qū)的濱海防災(zāi)減災(zāi)經(jīng)驗(yàn),探索構(gòu)建適于我國(guó)國(guó)情的海岸帶綜合性防災(zāi)策略,形成海岸帶安全韌性本土化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1 海岸帶安全韌性的研究概況
海岸帶地區(qū)作為沿海防災(zāi)減災(zāi)的重點(diǎn)地帶,建設(shè)更具韌性和適應(yīng)力的海岸帶是當(dāng)前全球社會(huì)亟待解決的重要議題。近年來(lái)越來(lái)越多的學(xué)者基于海岸帶安全韌性展開(kāi)相關(guān)理論研究和實(shí)踐探索。王江波等[3]、馬程偉等[5]、羅紫元等[12]學(xué)者通過(guò)借助HistCite和CiteSpace知識(shí)圖譜分析工具分析“韌性”“海岸帶韌性”“海岸帶災(zāi)害治理”的研究進(jìn)展發(fā)現(xiàn),相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)研究在近20年來(lái)呈指數(shù)式增長(zhǎng),但研究主題多來(lái)源于國(guó)外,國(guó)內(nèi)相關(guān)研究尚處于萌芽階段,主要原因是風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)與評(píng)估能力不足,對(duì)海岸帶安全韌性的理解和應(yīng)用具有較強(qiáng)的局限性,缺少豐富的實(shí)踐案例支撐。
在理論研究層面,國(guó)際上關(guān)于韌性的基礎(chǔ)理論研究起步較早,包括地方抗災(zāi)韌性理論模型[13]、自然災(zāi)害韌彈性社會(huì)理論、城市韌性承洪理論等[14]。相關(guān)災(zāi)害預(yù)測(cè)和評(píng)估體系的研究主要關(guān)注海岸帶脆弱性評(píng)估,包括“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型、“源-途徑-受體-影響-響應(yīng)”模型等[14]。近年來(lái)基于自然的解決方案(Nbs)中“識(shí)別問(wèn)題-耦合系統(tǒng)要素-設(shè)計(jì)解決方案-適應(yīng)性管理”的基本研究范式[11]是韌性防御策略制定較好的研究方法。國(guó)內(nèi)結(jié)合在廣東、海南、福建等沿海地區(qū)的海岸帶綜合管理試點(diǎn)探索,搭建了自上而下的韌性規(guī)劃框架,指導(dǎo)海岸帶等生態(tài)敏感地區(qū)的理論研究,但側(cè)重于分類細(xì)化框架結(jié)構(gòu)、指標(biāo)體系等理論研究[12],需要進(jìn)一步加強(qiáng)災(zāi)害模擬與預(yù)測(cè)、安全韌性防御措施的評(píng)價(jià)與反饋,構(gòu)建本土化的海岸帶安全韌性理論體系[14]。
在實(shí)踐探索層面,1972年美國(guó)頒布《海岸帶管理法》后,國(guó)外開(kāi)啟海岸帶管理、海岸帶災(zāi)害治理、海岸帶安全韌性修復(fù)的實(shí)踐探索[15]。在20世紀(jì)初,印度洋海嘯、日本海嘯以及美國(guó)颶風(fēng)災(zāi)害等一系列全球影響的重大災(zāi)害發(fā)生后,海岸帶安全韌性從理論研究轉(zhuǎn)向?qū)嵺`探索[3],實(shí)踐方向強(qiáng)調(diào)對(duì)災(zāi)害類型和動(dòng)態(tài)變化的適應(yīng)性,涉及適應(yīng)全球氣候變化的海岸帶安全韌性策略[16-17]以及強(qiáng)調(diào)海岸帶生物多樣性和綠色基礎(chǔ)設(shè)施平衡的自然恢復(fù)能力提升[18-19]等兩個(gè)方面。不少國(guó)家從早期通過(guò)修筑堤壩等“硬性”防御基礎(chǔ)設(shè)施,到著眼于紅樹(shù)林種植及灘涂營(yíng)造、濕地恢復(fù)、人工魚礁等“軟性”防御設(shè)施,到現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)“硬性+軟性”的綜合性防御策略,同時(shí)建立和完善了海岸帶災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng),形成了一套完整的海岸帶安全韌性空間建設(shè)措施[14]。國(guó)內(nèi)沿海?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)通過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)也在城市層面開(kāi)展一些項(xiàng)目實(shí)踐,2010年前后主要以海堤等硬性工程防御性策略為主;2016年在三亞進(jìn)行珊瑚礁修復(fù)建設(shè)軟性防御基礎(chǔ)設(shè)施;2020年在深圳楊梅坑探索海岸帶綜合性防御基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[20],但實(shí)踐多為城市生態(tài)敏感區(qū)海岸帶安全韌性探索,缺少在經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度高、人口集聚度高的城市核心發(fā)展區(qū)的相關(guān)實(shí)踐探索。
因此,本文從城市片區(qū)尺度,梳理海岸帶地區(qū)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、城市建設(shè)方式及城市生命線系統(tǒng)構(gòu)建等挑戰(zhàn),充分考慮海岸帶安全韌性基礎(chǔ)設(shè)施與城市風(fēng)貌、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、旅游休閑等需求有機(jī)結(jié)合,探索建設(shè)兼具生態(tài)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、安全價(jià)值等多重價(jià)值的綜合性海岸帶安全韌性空間。
2 海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)面臨的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)
海岸帶地區(qū)包括海水運(yùn)動(dòng)影響的潮上帶陸域空間,以及對(duì)潮下帶岸坡剖面沖淤變化所影響的范圍,一般具體范圍為由海岸線向陸方向延伸10km 左右,向海至水深10~15m 等深線處,有著特殊的地理位置和氣候條件[21]。李睿倩等[21]學(xué)者從不同學(xué)科視角,梳理了海岸帶安全韌性在災(zāi)害學(xué)、地貌學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、規(guī)劃學(xué)等方面的多維內(nèi)涵,包括災(zāi)害學(xué)視角下,海岸帶安全韌性是海岸帶系統(tǒng)適應(yīng)海平面上升、突發(fā)事件及人類影響等擾動(dòng)的同時(shí)維持系統(tǒng)功能的長(zhǎng)期能力;從社會(huì)學(xué)角度體現(xiàn)在海岸帶地區(qū)預(yù)防、計(jì)劃、吸收、恢復(fù)和適應(yīng)負(fù)面影響事件的能力;從規(guī)劃學(xué)視角,韌性是海岸帶地區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要原則等。筆者認(rèn)為,從防災(zāi)減災(zāi)的適應(yīng)性空間設(shè)計(jì)角度,構(gòu)建安全韌性的海岸帶地區(qū)需要前瞻性解決“三大關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)”。
2.1 氣候變化導(dǎo)致風(fēng)、雨、潮等多重災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)疊加
海岸帶地區(qū)是全球氣候系統(tǒng)影響最強(qiáng)烈的區(qū)域,易受風(fēng)暴潮、海嘯、暴雨內(nèi)澇、赤潮、海水酸化等自然災(zāi)害的影響,且災(zāi)害的產(chǎn)生頻次、影響范圍和破壞程度在逐年增加,易形成風(fēng)、雨、潮“三碰頭”災(zāi)害并發(fā)[22],對(duì)海岸帶地區(qū)造成嚴(yán)重破壞。例如,2018年9月,深圳遭受強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”影響,沿海和高地最大陣風(fēng)52.7m/s,近岸海域出現(xiàn)4~6m 狂浪、30~90cm 增水,全市平均累計(jì)降雨量187mm、最大累計(jì)雨量達(dá)338mm,深圳海岸帶地區(qū)的水系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻的排澇行洪、納潮消波等挑戰(zhàn)。此外,氣候變化帶來(lái)的不僅是極端天氣的短期沖擊,還包括海平面上升等長(zhǎng)期擾動(dòng),加劇洪水內(nèi)澇、海岸侵蝕等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),威脅城市重要基礎(chǔ)設(shè)施和居住商業(yè)空間,傳統(tǒng)硬性、單一工程安全防御思維局限在一種穩(wěn)態(tài)的維持,并不能完全應(yīng)對(duì)災(zāi)害動(dòng)態(tài)變化的安全韌性治理[23]。
2.2 常態(tài)城市建設(shè)方式不適應(yīng)海岸帶安全韌性建設(shè)
海岸帶地區(qū)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“黃金地帶”,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和土地資源開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度高,常規(guī)的景觀、建筑、地下空間等會(huì)受到土地沉降、海岸侵蝕、海水入侵、土地鹽漬化等災(zāi)害影響,同時(shí)過(guò)度硬質(zhì)化的建設(shè)方式,也會(huì)加劇城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。例如,珠江三角洲地區(qū)是廣東省三大沖積平原之一,也是大灣區(qū)主要圍填海區(qū)域,軟土分布區(qū)與城鎮(zhèn)密集區(qū)重疊,在進(jìn)行建筑、道路、地下空間開(kāi)發(fā)時(shí),容易形成嚴(yán)重的軟土地面沉降[11];此外,海岸帶地區(qū)徑流短,外海易受潮水頂托,加之城市不透水面積的增加,極易產(chǎn)生管道淹沒(méi)出流,導(dǎo)致災(zāi)害并發(fā)。因此常規(guī)傳統(tǒng)的城市防御措施及開(kāi)發(fā)建設(shè)方式不適應(yīng)海岸帶安全韌性的建設(shè)。
2.3 城市生命線系統(tǒng)難以滿足全天候安全韌性要求
海岸帶地區(qū)位于城市末端,須與周邊交通、市政等基礎(chǔ)設(shè)施銜接,形成完整的城市生命線系統(tǒng),但受水系分割、濱海地區(qū)地質(zhì)不均勻沉降等影響,在復(fù)雜災(zāi)況和極端天氣情況下,城市生命線系統(tǒng)易受到破壞,影響高效的疏散救援。同時(shí),城市生命線系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性極強(qiáng),交通和市政設(shè)施的局部受損可能產(chǎn)生連鎖放大反應(yīng),尤其電力、通信終端破壞會(huì)影響生產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)運(yùn)行,造成間接經(jīng)濟(jì)損失。例如,在“山竹”強(qiáng)臺(tái)風(fēng)期間,深圳13萬(wàn)余戶出現(xiàn)斷電;2018年9月4日,日本油輪“寶運(yùn)丸”號(hào)在“飛燕”強(qiáng)臺(tái)風(fēng)影響下,撞斷了日本大阪關(guān)西機(jī)場(chǎng)與陸地唯一的通道,導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)約3000人滯留,均凸顯了城市生命線系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)極端災(zāi)害時(shí)的脆弱性。
3 國(guó)外海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索
現(xiàn)階段我國(guó)的海洋防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)發(fā)展迅速,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在差距[24]。面對(duì)全球氣候變化影響,在國(guó)土空間規(guī)劃背景下,借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)提高我國(guó)海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.1 國(guó)外防洪防潮系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.1 防洪防潮等級(jí)
荷蘭所制定的海平面上升參數(shù)根據(jù)所在地不同而不同[25],在荷蘭北海南部,預(yù)計(jì)海平面上升0.2~0.8m,考慮的降雨量變化為典型年的25%和108%,并根據(jù)超出堤防應(yīng)能安全承受的設(shè)計(jì)載荷條件的概率制定防洪防潮等級(jí),也就是保護(hù)對(duì)象的重要程度不同,設(shè)防等級(jí)不同。例如,沿荷蘭海岸的南荷蘭人口稠密的堤防中的防洪安全標(biāo)準(zhǔn)為小于每年1/10000,其他潛在損失較小的地區(qū)的安全標(biāo)準(zhǔn)為小于每年1/1250至1/4000,默茲河沿岸小于每年1/250。但荷蘭政府于2017年已提出了新的安全標(biāo)準(zhǔn),堤防的設(shè)計(jì)和安全評(píng)估將不再只考慮單一的失效機(jī)制,而會(huì)同時(shí)考慮多種失效機(jī)制共同發(fā)生時(shí)堤防的失效概率,最高防洪標(biāo)準(zhǔn)是堤防失效的概率提升至每年小于1/100000。此外荷蘭每5年檢查維護(hù)和更新一次標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證安全,標(biāo)準(zhǔn)也在不斷被提高。
菲律賓制定的海平面上升參數(shù)根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)全球氣候變化指南預(yù)測(cè)的2100年海平面上升0.53~0.98 m 基礎(chǔ)上,考慮降雨強(qiáng)度在未來(lái)會(huì)增加30%。在菲律賓防洪安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定中,極端涌浪和波浪在臺(tái)風(fēng)工況下同時(shí)發(fā)生的相互關(guān)聯(lián)性強(qiáng),因此護(hù)岸頂部和越浪設(shè)計(jì)考慮了千年一遇聯(lián)合概率的波浪工況和風(fēng)暴潮水位。
新加坡國(guó)家氣候變化秘書處(NCCS)在2016年發(fā)布了《新加坡氣候行動(dòng)計(jì)劃》,預(yù)計(jì)海平面在未來(lái)會(huì)上升0.25~0.76 m,降雨強(qiáng)度會(huì)增加25% ~50%。新加坡借鑒荷蘭圩田開(kāi)發(fā)技術(shù),通過(guò)堤壩圍繞保護(hù)低洼土地以避免受海水沖擊,陸域土地高程低于平均海平面約1.2m,隨著海平面上升和地面沉降的發(fā)生,這個(gè)數(shù)值會(huì)隨之增加,因此新加坡堤壩采用十萬(wàn)年一遇的越浪防護(hù)等級(jí),所有其他失效機(jī)制采用五萬(wàn)年一遇的安全標(biāo)準(zhǔn)(表1)。
3.1.2 海堤防御設(shè)計(jì)
美國(guó)紐約曼哈頓主島構(gòu)建了U 型保護(hù)系統(tǒng),成為城市防洪系統(tǒng)的“緩沖區(qū)”,避免受到風(fēng)暴潮和海平面上升的侵害,同時(shí)以景觀整合設(shè)計(jì),有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)彈性的防洪設(shè)施與景觀基礎(chǔ)設(shè)施的融合,形成兼顧濱水親水空間的韌性海堤防御體系[26]。如濱水建設(shè)用地區(qū)域,根據(jù)防洪等級(jí)優(yōu)化排水系統(tǒng),在濱水建筑設(shè)置臺(tái)階型永久防洪墻,必要時(shí)設(shè)置可升降防洪墻應(yīng)對(duì)極端天氣的發(fā)生(圖1),在通航型河道出海口設(shè)置可開(kāi)合防洪水閘,在風(fēng)暴潮期間關(guān)閉保障河道兩側(cè)安全(圖2);外海直面災(zāi)害的區(qū)域,在距離海岸300m 左右的區(qū)域建立1200m 的離岸鏈狀防波堤,減緩水流速度,降低海浪沖擊(圖3);濱海沙灘區(qū)域,抬高公園場(chǎng)地至設(shè)計(jì)水位線以上,沿岸種植植被防風(fēng)帶,并建立2級(jí)沙丘固沙并降低浪涌高度,減少風(fēng)暴潮影響(圖4)。
3.2 國(guó)外雨洪韌性排水體系設(shè)計(jì)
國(guó)外雨洪韌性理念包括“水敏感性城市設(shè)計(jì)”“低影響開(kāi)發(fā)”“可持續(xù)城市排水系統(tǒng)”“最佳管理實(shí)踐法”等[27],在提升雨洪韌性方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
菲律賓帕賽和帕拉納奎填海開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提出“水敏感性城市設(shè)計(jì)”原則,在極端氣候下,形成“滯”“蓄”“排”的雨洪管理體系,在填海島嶼中心設(shè)計(jì)中央公園排水,公園將作為一種滯蓄(濕地)設(shè)施,延遲徑流(“滯”)、增加蓄水量(“蓄”),通過(guò)植被、砂質(zhì)土壤過(guò)濾后,“排”向周邊大海(圖5)。
新加坡2006年啟動(dòng)的“ABC水行動(dòng)計(jì)劃”[28],建立淺表流排水系統(tǒng),致力恢復(fù)城市河流和濕地生態(tài)系統(tǒng),利用自然生態(tài)保持水分、減少洪澇,形成從屋面路面雨水—邊溝排水—明溝輸水—生態(tài)水體的生態(tài)排水流程,實(shí)現(xiàn)雨水?dāng)r截功能的同時(shí),收集雨水來(lái)供養(yǎng)植被(圖6)。
3.3 國(guó)外城市生命線系統(tǒng)設(shè)計(jì)
城市生命線系統(tǒng)的防災(zāi)要強(qiáng)調(diào)規(guī)劃為先,與災(zāi)害應(yīng)急管理能力相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后各個(gè)階段的整合,優(yōu)化城市減災(zāi)資源配置[29]。
紐約在2012年受到超強(qiáng)颶風(fēng)桑迪襲擊,導(dǎo)致斷電、緊急通信荷載不足、地下空間洪澇情況嚴(yán)峻、地鐵全線癱瘓等問(wèn)題。2013年,紐約制定了應(yīng)對(duì)氣候變化的韌性城市計(jì)劃《更加強(qiáng)大、更富韌性的紐約》,提出了一個(gè)10年的韌性城市建設(shè)項(xiàng)目清單,包括增強(qiáng)市政、交通設(shè)施防洪能力,制定市政系統(tǒng)的長(zhǎng)期彈性計(jì)劃,擴(kuò)大分布式發(fā)電和微電網(wǎng),制定地鐵等交通運(yùn)輸系統(tǒng)在極端氣候后的恢復(fù)能力,以加強(qiáng)市政實(shí)施冗余度。
日本東京灣海岸帶地區(qū)以離島式填海為主,面臨太平洋臺(tái)風(fēng)等極端氣候威脅。日本通過(guò)構(gòu)建分級(jí)分類格網(wǎng)式的疏散道路體系,保障每個(gè)離島區(qū)有雙向及以上通道接入,提升應(yīng)急疏散效率[24]。第一緊急疏散道路連接政府、重要港口和機(jī)場(chǎng)等重要設(shè)施,第二緊急疏散道路連接主要防災(zāi)點(diǎn)、災(zāi)害醫(yī)療點(diǎn),形成高效防災(zāi)生命線通道系統(tǒng)。
4 海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)的啟示與策略建議
針對(duì)海岸帶地區(qū)構(gòu)建安全韌性城區(qū)需要解決的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn),通過(guò)借鑒國(guó)外相似地區(qū)的濱海防災(zāi)經(jīng)驗(yàn),本文從“韌性底盤-防御體系-生命線系統(tǒng)”3個(gè)方面,提出適應(yīng)我國(guó)海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)的策略建議,以期為其他濱海地區(qū)開(kāi)展安全韌性空間設(shè)計(jì)提供借鑒。
4.1 “龜背式整體設(shè)防”的韌性底盤
4.1.1 龜背式豎向基盤
海岸帶地區(qū)中,濱海一線高度城市化地區(qū)是最重要的保護(hù)空間,面對(duì)日益嚴(yán)峻的全球氣候變化影響,海堤設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也在逐年提升,海堤會(huì)越建越高,會(huì)極大地影響城市風(fēng)貌和親水性。就排水而言,良好的地形地勢(shì)條件是降低城市漬水風(fēng)險(xiǎn)的最好保障,而不是完全依靠排水設(shè)施的建設(shè)。因此,為抵御超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)增水、風(fēng)暴潮越浪、城市內(nèi)澇等風(fēng)險(xiǎn),需前置規(guī)劃城市豎向并加強(qiáng)控制,海岸帶地區(qū)可采用“中間高、四周低”的豎向建設(shè)方式,形成“龜背式”地形,讓雨水自然流淌,實(shí)現(xiàn)非常態(tài)高潮增水與極端降雨時(shí)高效排水防潮,突破僅依靠防浪墻、閘門、泵站等灰色基礎(chǔ)設(shè)施的傳統(tǒng)常態(tài)防御體系。
4.1.2 彈性可浸沒(méi)綠化空間
借鑒紐約曼哈頓主島U 型保護(hù)防洪緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)理念,增加海岸帶綠地寬度,提升濱海公共空間品質(zhì)的同時(shí),預(yù)留足夠的彈性可浸沒(méi)空間,保障留足親水空間的同時(shí)靈活應(yīng)對(duì)極端水浸災(zāi)害,為未來(lái)可能需要建設(shè)的水務(wù)設(shè)施預(yù)留充足的空間。根據(jù)《城市綠地設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50420-2007),“城市綠地的水岸宜采用坡度為1∶2~1∶6的緩坡”,100~1000年一遇標(biāo)準(zhǔn)堤頂高度約為3.5~6.5m,可浸沒(méi)空間寬度按最緩坡度控制在20~40m,空間富余的區(qū)域可拓寬至50~100m(圖7)。
5 “外海防御+內(nèi)河利用”的防御體系
5.1 無(wú)防浪墻的韌性海堤
結(jié)合海岸帶安全數(shù)模評(píng)估災(zāi)害影響程度與海水潮汐影響,對(duì)濱水用地高程進(jìn)行精細(xì)化、生態(tài)化設(shè)計(jì),形成兼顧濱水親水空間與無(wú)防浪墻的韌性海堤防御體系。
首先根據(jù)海堤功能,從堤腳到堤頂劃分為生態(tài)修復(fù)區(qū)、景觀平臺(tái)區(qū)、越浪滯洪區(qū)三級(jí)臺(tái)地海堤空間。其中生態(tài)修復(fù)區(qū)根據(jù)多年平均高潮位水位線為邊界,鋪設(shè)碎浪的拋石和空間塊,同時(shí)可兼顧潮間帶生物復(fù)育;景觀平臺(tái)區(qū)以最高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)線為邊界,因?yàn)椴唤?jīng)常被浸沒(méi),可設(shè)置活動(dòng)廣場(chǎng)等彈性空間;越浪滯洪區(qū)為堤后生態(tài)空間,滿足極端氣候越浪需求,并順接建設(shè)用地標(biāo)高。
其次根據(jù)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)影響評(píng)價(jià),匹配周邊用地功能,做到宜綠則綠、宜景則景。災(zāi)害影響較小的區(qū)域,可設(shè)置有彈性滯納塘、可浸沒(méi)雨浪花園的生態(tài)型堤壩斷面;災(zāi)害影響較大的區(qū)域,可設(shè)置滿足多樣活動(dòng)的階梯錯(cuò)臺(tái)型堤壩斷面。
5.2 “深層潮汐+淺層海綿”水系網(wǎng)絡(luò)
為應(yīng)對(duì)局部極端強(qiáng)降水內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn),營(yíng)造兼顧雨洪安全與親水體驗(yàn)的水安全系統(tǒng),結(jié)合外海聯(lián)通水系基礎(chǔ)上,在建設(shè)用地內(nèi)增加淺層海綿水系,構(gòu)筑兼顧場(chǎng)地豎向,調(diào)蓄平衡、蓄淡壓咸的水系網(wǎng)絡(luò)。
首先為增強(qiáng)深層外海聯(lián)通潮汐水系的行洪能力和水動(dòng)力條件,設(shè)計(jì)根據(jù)水安全、水動(dòng)力模型驗(yàn)證,比選各工況下最利于潮流漲落、安全行洪、具有較好水交換率的河道形態(tài)[30],拓寬部分河道上開(kāi)口寬度,并確定排澇型、調(diào)蓄型、景觀型等河道類型,結(jié)合潮汐特征,輔以可彈性浸沒(méi)的架空層及分臺(tái),形成兼具功能性、親水性的河道防御設(shè)施,營(yíng)造水城體驗(yàn)。
其次借鑒菲律賓雨洪管理和新加坡淺表流排水體系,根據(jù)地形劃定多條淺層集水海綿廊道,接入雨水口,減少深層排水管網(wǎng)布置,避免排海時(shí)遭遇風(fēng)暴潮,浸沒(méi)出流造成的城市內(nèi)澇,雨水將在藍(lán)綠排水基礎(chǔ)設(shè)施中輸送、過(guò)濾。同時(shí)淺層海綿水系可保證穩(wěn)定水景,提高水面率,蓄淡壓咸,抵御海水入侵。
最后為營(yíng)造“看海、臨河、戲水”的多元化親水場(chǎng)景,探索濱水空間的多元化開(kāi)發(fā)利用方式,采用臨水街區(qū)、濱水建筑、雙首層等形式,釋放濱水空間土地價(jià)值(圖8)。
5.3 “分布式+雙通道”的生命線系統(tǒng)
5.3.1 分布式市政設(shè)施系統(tǒng)
生命線系統(tǒng)在重災(zāi)情況下,受災(zāi)都不是局部的,而是整個(gè)系統(tǒng)的破壞[29]。而且在多種生命線系統(tǒng)中,供電系統(tǒng)能在災(zāi)后最短時(shí)間內(nèi)修復(fù),則對(duì)其他系統(tǒng)的救災(zāi)是非常有利的,因此必須加強(qiáng)關(guān)鍵系統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)能力。
首先構(gòu)建分布式市政基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),將生命線系統(tǒng)實(shí)行分散化和獨(dú)立化,避免因大系統(tǒng)的破壞導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。同時(shí)可采取內(nèi)、外系統(tǒng)成環(huán)的市政生命線結(jié)構(gòu),對(duì)外聯(lián)通通道,每類市政系統(tǒng)至少保障兩處接口,對(duì)內(nèi)內(nèi)部通道,各組團(tuán)之間至少保障兩個(gè)市政接口,內(nèi)外環(huán)狀通道通過(guò)管廊的建設(shè)形式落實(shí)提高通道安全性、高效性。
其次構(gòu)建全天候安全服役的關(guān)鍵市政基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)布局,針對(duì)重要保障對(duì)象,提高設(shè)施安全冗余度,保障關(guān)鍵市政設(shè)施的生命線系統(tǒng)不中斷,同時(shí)結(jié)合建筑屋頂配置應(yīng)急備用設(shè)施,避免地面浸水影響。
5.3.2 雙通道道路交通系統(tǒng)
海岸帶地區(qū)疏散方向單一,災(zāi)害發(fā)生時(shí),與周邊地區(qū)聯(lián)系的交通壓力大,因此需要考慮“非常態(tài)應(yīng)對(duì)”條件下的應(yīng)急交通承載力評(píng)估,針對(duì)性提升應(yīng)急救援疏散交通能力。
首先構(gòu)建“主干+口袋”式通暢高效的應(yīng)急救援疏散交通網(wǎng)絡(luò)。例如,結(jié)合災(zāi)害影響,識(shí)別安全系數(shù)高的非跨水路徑作為疏散主通道,設(shè)置口袋式生命線連接主要疏散點(diǎn)與周邊區(qū)域,主干及口袋式疏散通道作為“高街”,高程均高于最高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
其次設(shè)置濱水“低街”,考慮與“高街”豎向標(biāo)高相銜接,保障應(yīng)急車輛可達(dá),滿足高效實(shí)施救援需求(圖9)。
6 總結(jié)與展望
海岸帶地區(qū)的安全韌性空間設(shè)計(jì)是國(guó)土空間規(guī)劃的重要內(nèi)容,面對(duì)日益嚴(yán)峻的全球氣候變化影響,海岸帶地區(qū)韌性空間設(shè)計(jì)也將成為規(guī)劃學(xué)科和城市管理者關(guān)注的要點(diǎn)。本文從海岸帶安全韌性底盤、防御體系和生命線系統(tǒng)構(gòu)建角度,提出海岸帶安全韌性空間設(shè)計(jì)的需要前瞻性解決的三大關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn),并結(jié)合國(guó)外相關(guān)實(shí)踐探索,提出構(gòu)建具有龜背式豎向基盤和彈性可浸沒(méi)綠化空間的“龜背式整體設(shè)防”的韌性基盤,在防御體系方面針對(duì)防潮安全構(gòu)建無(wú)防浪墻的韌性海堤、針對(duì)雨洪安全構(gòu)建“深層潮汐+淺層海綿”水系網(wǎng)絡(luò),在生命線系統(tǒng)方面強(qiáng)調(diào)市政設(shè)施的分布式以及道路交通的雙通道理念,形成海岸帶安全韌性空間建設(shè)的提升策略和創(chuàng)新技術(shù)。
但海岸帶安全韌性理論研究、規(guī)劃管理、實(shí)踐探索還需繼續(xù)深入推進(jìn)。在理論研究上,海岸帶地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)、安全韌性構(gòu)建涉及災(zāi)害學(xué)、地貌學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、規(guī)劃學(xué)等多學(xué)科交叉理念,需要培養(yǎng)具有綜合性、系統(tǒng)性思維的海岸帶安全韌性構(gòu)建人才,力求更全面、系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)地研究海岸帶安全韌性[9];在規(guī)劃管理上,海岸帶安全韌性管理立法和編制應(yīng)充分考慮到氣候變化等因素,加強(qiáng)海岸帶地區(qū)環(huán)境觀測(cè)與災(zāi)害監(jiān)測(cè)[3],推動(dòng)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享,提高海岸帶安全韌性管理的準(zhǔn)確性;在實(shí)踐探索上,需要從不同尺度空間中探索海岸帶安全韌性防御提升策略[12],從面向?yàn)?zāi)害應(yīng)急救援為主轉(zhuǎn)向適應(yīng)性的災(zāi)害源頭防御[11],對(duì)海岸帶等重點(diǎn)區(qū)域提升防災(zāi)安全韌性意義重大。
參考文獻(xiàn)(References):
[1] 李楊帆,向枝遠(yuǎn),李藝.海岸帶韌性:陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的核心機(jī)制[J].海洋開(kāi)發(fā)與管理,2019,36(10):3-7.
LIYangfan,XIANGZhiyuan,LIYi.Coastalresilience:coremechanismofintegratedland-seaeco-management[J].OceanDevelopmentandManagement,2019,36(10):3-7.
[2] 潘新春,楊亮.實(shí)行海岸線分類保護(hù)維護(hù)海岸帶生態(tài)功能:《海岸帶保護(hù)與利用管理辦法》解讀[J].海洋開(kāi)發(fā)與管理,2017,34 (6):3-6.
PANXinchun,YANGLiang.Protectthecoastlinebyclassificationandmaintaintheecologicalfunctionofcoast:aninterpretationofregulationsoncoastlineprotectionandutilizationmanagement[J].OceanDevelopmentandManagement,2017,34(6):3-6.
[3] 王江波,許明明,茍愛(ài)萍.1972年以來(lái)全球海岸帶災(zāi)害治理研究的熱點(diǎn)主題與演進(jìn)邏輯[J].海洋湖沼通報(bào),2023,45(5):192-199.
WANGJiangbo,XUMingming,GOUAiping.Hottopicsandevolutionarylogicofglobalcoastalzonedisastermanagementresearchsince1972[J].TransactionsofOceanologyandLimnology,2023,45(5):192-199.
[4] 王江波,許君君,茍愛(ài)萍.氣候變化下美國(guó)海岸帶地區(qū)韌性規(guī)劃及其啟示:以得克薩斯州為例[J].華中建筑,2022,40(2):98-102.
WANGJiangbo,XUJunjun,GOUAiping.Enlightenmentandresilienceplanningforcoastalareasoftheunitedstatesunderclimatechange:takingTexasasanexample[J].HuazhongArchitecture,2022,40(2):98-102.
[5] 馬程偉,文超祥.適應(yīng)氣候變化的海岸帶韌性研究綜述:基于文獻(xiàn)計(jì)量分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2024,44(5):2173-2186.
MAChengwei,WENChaoxiang.Areviewofresearchoncoastalresiliencetoadapttoclimatechange:basedonbibliometricanalysis[J].ActaEcologicaSinica,2024,44(5):2173-2186.
[6]HOLLINGSC.Resilienceandstabilityofecologicalsystems[J].Annualreviewofecologyandsystematics,1973,4(1):1-23.
[7]KATOS,AHERNJ.Theconceptofthresholdanditspotentialapplicationtolandscapeplanning[J].LandscapeandEcologicalEngineering,2011,7(2):275-282.
[8]CARPENTERS,WALKERB,ANDERIESJM,etal.Frommetaphortomeasurement:resilienceofwhattowhat[J].Eco-systems,2014(8):765-781.
[9] 王江波,沈天宇,茍愛(ài)萍.美國(guó)舊金山灣區(qū)海岸帶韌性評(píng)估及其啟示[J].海洋湖沼通報(bào),2021,43(5):149-158.
WANGJiangbo,SHENTianyu,GOUAiping.CoastalresilienceassessmentoftheSanFranciscoBayinUSAanditsenlightenment[J].TransactionsofOceanologyandLimnology,2021,43(5):149-158.
[10] 董宏杰,曾堅(jiān),于洋,等.海岸帶綜合防災(zāi)安全疏散系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及優(yōu)化:以廈門市為例[J].災(zāi)害學(xué),2023,38(1):100-110.
DONGHongjie,ZENGJian,YUYang,etal.Riskassessmentandoptimizationofsafeevacuationsystemfromtheperspectiveofcomprehensivedisasterpreventionincoastalzone:acasestudyonXiamen[J].JournalofCatastrophology,2023,38(1):100-110.
[11] 宮清華,葉玉瑤,王鈞,等.粵港澳大灣區(qū)防災(zāi)韌性空間規(guī)劃策略研究[J].規(guī)劃師,2021,37(3):22-27.
GONG Qinghua,YEYuyao,WANGJun,etal.ResilientdisasterpreventionspaceplanningofGuangdong-HongKong-MacaoGreatBayArea[J].Planners,2021,37(3):22-27.
[12] 羅紫元,曾堅(jiān).韌性城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的研究演進(jìn)與展望[J].現(xiàn)代城市研究,2022(2):51-59.
LUOZiyuan,ZENGJian.Researchevolutionandprospectofresilienceurbanplanninganddesign[J].ModernUrbanResearch,2022(2):51-59.
[13] CUTTERSL,BARNESL,BERRY M,etal.Aplacebasedmodelforunderstandingcommunityresiliencetonaturaldisasters[J].GlobalEnvironmentalChange,2008,18(4):598-606.
[14] 陳崇賢,禹舜堯,李志雄,等.海岸帶韌性景觀理論與實(shí)踐研究進(jìn)展[J].風(fēng)景園林,2023,30(5):19-27.
CHENChongxian,YUShunyao,LIZhixiong,etal.Researchprogressintheoryandpracticeofresilientlandscapeincoastalzone[J].LandscapeArchitecture,2023,30(5):19-27.
[15] 文超祥,劉圓夢(mèng),劉希.國(guó)外海岸帶空間規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)與借鑒[J].規(guī)劃師,2018,34(7):143-148.
WENChaoxiang,LIUYuanmeng,LIUXi.Overseasexperienceandreferenceofspatialplanningofcoastalzone[J].Planners,2018,34(7):143-148.
[16]ALLANP,BRYANTM.Resilienceasaframeworkforurbanismandrecovery[J].JournalofLandscapeArchitecture,2011,6(2):34-45.
[17]CUTTERSL,ASHKD,EMRICHCT.Thegeographiesofcommunitydisasterresilience[J].GlobalEnvironmentalChange,2014,29:65-77.
[18]ANDERSSONE,BARTHELS,BORGSTROMS,etal.Reconnectingcitiestothebiosphere:stewardshipofgreeninfrastructureandurbanecosystemservices[J].Ambio,2014,43(4):445-453.
[19]AHERNJ,CILLIERSS,NIEMELAJ.Theconceptofecosystemservicesinadaptiveurbanplanninganddesign:aframeworkforsupportinginnovation[J].Landscapeandurbanplanning,2014,125(10):254-259.
[20] 陳賽.藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施:深圳楊梅坑海岸帶修復(fù)工程[J].風(fēng)景園林,2021,28(11):96-99.
CHENSai.Blueandgreeninfrastructure:ShenzhenYangmeikengcoastlinerestorationproject[J].LandscapeArchitecture,2021,28(11):96-99.
[21] 李睿倩,徐成磊,李永富,等.國(guó)外海岸帶韌性研究進(jìn)展及其對(duì)中國(guó)的啟示[J].資源科學(xué),2022,44(2):232-246.
LIRuiqian,XUChenglei,LIYongfu,etal.ProgressofinternationalresearchoncoastalresilienceandimplicationsforChina[J].ResourcesScience,2022,44(2):232-246.
[22] 劉德輔,史宏達(dá),王風(fēng)清.對(duì)我國(guó)兩種海堤規(guī)范設(shè)計(jì)波浪標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)分析[J].海洋工程,2013,31(3):70-76.
LIUDefu,SHIHongda,WANGFengqing.RiskassessmentofdesignwavecriteriafortwocoastaldefensestandardsofChina[J].TheOceanEngineering,2013,31(3):70-76.
[23]STEPHENFLOOD,JUDDSCHECHTMAN.Theriseofresilience:evolutionofanewconceptincoastalplanninginIrelandandtheUS[J].OceanandCoastalManagement,2014,102:19-31.
[24] 胡金銘,武文,田野小雨,等.中日海洋防災(zāi)減災(zāi)體系對(duì)比研究[J].海洋通報(bào),2022,41(3):349-360.
HUJinming,WUWen,TIANYexiaoyu,etal.AcomparativestudyonmarinedisasterpreventionandmitigationsystemsbetweenChinaandJapan[J].MarineScienceBulletin,2022,41(3):349-360.
[25] 曹哲靜.荷蘭空間規(guī)劃中水治理思路的轉(zhuǎn)變與管理體系探究[J].國(guó)際城市規(guī)劃,2018,33(6):68-79.
CAOZhejing.TransitionoffloodcontrolandwatermanagementintheNetherlands'spatialplanningwithanalysisofitsmanagementsystem [J].UrbanPlanningInternational,2018,33(6):68-79.
[26] 彭震偉,顏文濤,王云才,等.海岸城市的韌性城市建設(shè):美國(guó)紐約提升城市韌性的探索[J].人類居住,2018(2):58-61.
PENGZhenwei,YAN Wentao,WANGYuncai,etal.Coastalcityresilience:thecomprehensivesolutionsofNew York[J].HumanSettlements,2018(2):58-61.
[27] 周藝南,李保煒.循水造形:雨洪韌性城市設(shè)計(jì)研究[J].規(guī)劃師,2017,33(2):90-97.
ZHOU Yinan,LIBaowei.Resilienturbandesignforfloodcontrol[J].Planners,2017,33(2):90-97.
[28] 何靜娟,施益軍,徐麗華,等.抵御內(nèi)澇災(zāi)害的水敏感城市設(shè)計(jì)及其啟示:以新加坡為例[J/OL].[2024-02-13].國(guó)際城市規(guī)劃,https://doi.org/10.19830/j.upi.2022.266.
HEJingjuan,SHIYijun,XULihua,etal.Watersensitiveurbandesignforresistingwaterloggingdisastersanditsinsights:thecaseofSingapore[J/OL].[2024-02-13].UrbanPlanningInternational,https://doi.org/10.19830/j.upi.2022.266.
[29] 童林旭.城市生命線系統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)問(wèn)題:日本阪神大地震生命線震害的啟示[J].城市發(fā)展研究,2000(3):8-12.
TONGLinxu.Disasterpreventionandreliefoftheurbanlifelinesystem [J].UrbanDevelopmentStudies,2000(3):8-12.
[30] 單樑.韌性城市導(dǎo)向下的陸海統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)方法探索:以深圳市海洋新城詳細(xì)規(guī)劃為例[C]//中國(guó)城市規(guī)劃學(xué)會(huì).面向高質(zhì)量發(fā)展的空間治理:2020中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)論文集(07城市設(shè)計(jì)).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2021:12.
SHANLiang.Explorationoflandseaintegratedplanninganddesignmethodsundertheguidanceofresilientcities[C]//ChinaUrbanPlanningSociety,SpatialGovernanceforHighQualityDevelopment:Proceedingsofthe2020ChinaUrbanPlanningAnnualConference(07UrbanDesign).Beijing:ChinaArchitecturePublishingMediaCo.,Ltd,2021:12.