城市安全韧性的研究与思考
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文 / 李晓江 中国城市规划设计研究院原院长
01 城市安全韧性所面对的灾害风险及其影响
1.1 城市灾害风险的类型
城市灾害风险类型有常见自然灾害、非传统自然灾害、重大安全事故、传染病疫情、次生灾害与关联灾害等。
由于全球气候导致的非传统自然灾害需要重点关注。例如,2021年的郑州“7·20”特大暴雨灾害就是一个典型例子。
重大安全事故风险和复杂的成因也需要高度重视。1996年11月上海市四川中路居民住宅楼火灾造成30余人死亡。而火灾的起因是明火引燃了诸多居民家庭存放的燃油助动车燃料,导致了重大伤亡。这一火灾事故的成因,与上海的公共交通收费改革存在一定关联。因此,很多安全事故看似偶然,但其原因值得我们去思考。
在传染病疫情方面,新冠疫情从暴发到全面放开管控经历了三年,对社会、经济发展造成巨大影响。新冠疫情以前,2003年的SARS疫情在香港、北京、深圳流行,国内防疫也对所有大城市都产生了很大的冲击。这些例子表明,传染病疫情风险其实离我们很近。
次生灾害和关联灾害也是需要关注的重要风险。重大自然灾害和安全事故经常会引发一类或多类的次生灾害,或形成关联性灾害。例如,2021年郑州“7·20”特大暴雨灾害造成城市诸多变电站、通信基站被淹,导致城市大面积停电和无线通信、电视信号中断。汶川地震后的强降水在龙门山地多个城镇造成严重的泥石流、滑坡。
1.2 城市灾害的损失与影响
城市灾害的损失与影响首要的是对居民生命安全的影响,包括居民死亡、受伤和对健康的影响。此外,城市灾害还会造成公共和私人财产损失。
不同城市灾害造成的生命安全损失、财产损失的差异非常大,有的是短时瞬间的损失,有的是长时间周期的影响;例如,新冠疫情影响持续了三年之久。另外,灾害影响的范围也不一样。因此要通过研究明确各类城市灾害造成损失和影响的特点,比如不同类型的城市灾害会产生什么影响,影响的范围多大,严重性如何,影响周期多长等。
02 城市安全韧性和灾害特征的认识
2.1 社会发展与安全诉求提高
首先,中国整个社会的安全诉求在提高。当城市从贫穷时代进入中高收入发展阶段时,居民的价值观和生活方式在发生变化,财富积累的程度也在发生变化。社会越富余,人们对生命健康、财产安全的诉求越高。
其次,在贫穷时代,城市的支撑系统相对简单;但随着经济发展水平提高,越发达的城市,城市内部系统的联系和相互依存程度越高,整个系统越来越复杂。对持续稳定的交通、通信、能源系统的高度依赖是现代城市的明显特征。此外,现代城市的市政系统复杂,存在大量的地下空间设施。因此,现代城市系统面对灾害的脆弱性在加大。
2.2 灾害防御与应急能力
总体上看,我国应对城市灾害的硬件设施条件明显改善,但是改善过程中还存在很多问题。例如,某些城市的防洪设施标准高,但城区之外上下游防洪设施标准偏低,导致洪水在城市周边造成明显损失。此外,政府和社会对灾害事故的应对能力需要提高。
总体上来讲,我们对非常见、低发生频率的灾害事故重视不够。例如,郑州“7·20”特大暴雨灾害中,郑州市相关部门应对极端强降雨灾害的准备并不充分。另外,整个社会要提高新阶段对灾害风险的认识程度。
2.3 灾害损失与影响的差异性
灾害损失与影响具有很大的差异性。首先与城市的自然地理区位有关。北方地区应对强降雨、台风灾害的能力较弱,南方地区应对冰雪、冻雨灾害的能力较弱。从近年的自然灾害现象看,反季节、反常规的灾害次数越来越频繁,需要引起警惕,也给城市安全韧性带来了新的挑战。2008年南方地区的冻雨灾害,2021年郑州“7·20”特大暴雨灾害,2021年东北地区多次发生的台风灾害就是典型的案例。在气候变化和极端天气事件频繁发生的大背景下,气候适应是一件非常重要的事。
对灾害损失的分析需要考虑暴露度的差异。中国人口分布和经济发展的区域差异明显,灾害发生时,人口、经济密度越大的地方暴露度越高。在人口、经济高密度地区,同样的强降水、地震或环境生态灾害造成的损失更大,跨地区的利益冲突明显,使得制定灾情的对策与措施更困难。比如,1999年太湖地区洪水灾害涉及的苏南、上海均为经济发达地区,泄洪方案制定十分困难。暴露度低的地区虽然遭受同类灾害时,经济损失相对较小,但往往更容易出现意外的损失。
灾害损失与影响跟城市的层级和规模有关,不同行政等级和规模城市在灾害应对上存在较大差异。总体上来看,大城市的防御能力强,中等城市弱一点,小城市和农村更差。从一般意义的暴露度来讲,农村的暴露度不是很高,但是一旦发生灾害,农村的损失反而可能更严重,因为其防灾能力远远低于城市。我国城市除了有规模等级的差别,还有行政级别的差别,面临灾害时获得的资源和外部帮助差距明显。比如,2021年山西南部遭遇的暴雨灾害,虽然降雨量并不是很大,但受灾地区多为抗灾能力较弱的中小城市,造成的人员伤亡和灾害损失却很大。
2.4 灾害发生与影响的不确定性
灾害发生和影响的不确定性取决于灾害自身的物理规律和特征。灾害发生和影响程度的不确定性和预报预警所产生社会影响的复杂性,造成了城市防灾减灾、应急响应决策与实施的两难处境。
从灾害历时来看,城市安全事故周期比较短,气象灾害总体上历时不长,地质灾害发生多在一瞬间,传染病疫情历时最不确定,短的可能两三个星期,长的可达三年。
从灾害影响范围来讲,各种自然灾害、安全事故发生及影响的空间范围有很大的差异。流域性洪水发生的地域范围最广;高震级地震灾害损失和影响范围较大;超常规暴雨受灾范围相对较小,但近年来灾害影响范围有扩大趋势;地质灾害和公共安全事故灾害范围相对较小,但如果涉及公路、铁路和供电、油气管线等受损、破坏时,会造成更大范围影响。
03 规划视角的城市安全韧性问题与隐患分析
3.1 城市发展方式的安全问题
我国特大超大城市数量多、规模大、密度高。我国500万人以上的超特大城市数量多,多按照单中心“摊大饼”的模式蔓延扩张,连绵发展的主城区用地规模很大,建筑密度、人口密度均非常高,但公共开放空间相对不足。尤其在大城市的老城区,平均人口密度多在2万人/平方公里以上。1984年黄海地震后,上海由于严重缺乏公共开放空间,大量市民只能在马路中间或道路交叉口聚集避灾。城市发展过程中长期形成的形态和土地利用特征,使我国城市的安全防灾的风险不断积累。
缺乏科学论证的新区选址存在安全隐患。2010年舟曲泥石流灾害就是因为城区的盲目扩展,在行洪风险地区大量开发建设,把300米宽的行洪通道压缩到10米以内,酿成了泥石流灭顶之灾。2016年武汉汤逊湖内涝灾害造成60多平方公里城区水淹半个月,其主要受灾范围就是当年围湖造地的范围。这些区域在缺乏防洪涝安全论证的前提下,大规模进行城市新区开发。因此,需要特别关注城市新区、新城的灾害隐患排查和风险评估,防患于未然。
居住用地容积率与高层住宅存在风险问题。国内很多城市将高层、超高层住宅建筑作为新建住房的主体形态,造成了巨大而普遍的城市安全隐患。新冠疫情暴发前,武汉住宅最极端建到50层以上;疫情过后,武汉坚定地把容积率控制在2.5。高层住宅消防安全隐患大,缺少逃生通道。我国许多大城市的消防登高救援的高度多在45米以下,这意味着15层以上的居民在火情严重时只能靠自救,而几乎所有的高层住宅都没有常规楼梯以外的逃生通道。除了电梯、楼梯之外,应该研究如何建立高层建筑逃生的第三通道,这方面可以学习新加坡和日本的经验。高层住宅过于复杂的平面设计、通风设计与管线系统不利于卫生防疫。香港对SARS和新冠期间疫情传播途径的研究表明,高层住宅的疫情传播风险较高。高层住宅的关联灾害影响大,当遇到洪水内涝或电力供应事故时,高层住宅停电停水会对正常生活造成极大的麻烦。
地下空间开发的安全问题。城市地下空间利用价值高,建设成本低,但夸大地下空间的使用和开发价值,盲目大规模开发地下空间是非常不理性的。部分城市地下空间开发存在“越多越好、越深越好”的不良倾向。需要认真考虑地下空间的易灾性、防灾脆弱性和较高的疏解救援难度。
3.2 城市建设、使用、管理的安全问题
基础设施的抗灾性能和安全隐患问题。国内城市快速发展阶段建设的基础设施工程质量存在隐患,包括:重主体轻安全轻配套的不良建设倾向,基础设施普遍标准偏低,施工质量不高等问题。例如,城市道路交通系统中的大量立交桥、高架路、地下隧道存在工程质量和安全防灾隐患。
城中村与城乡接合部的安全与灾害风险问题。城中村和城乡接合部等非正规空间,是我国城市经济社会发展的有机组成部分。城中村和城乡接合部为城市提供低成本的居住和就业空间供给,但也存在功能高度混杂,管理效能相对比较低,安全设施不完善等问题。2011年北京旧宫火灾、2017年北京小红门火灾都发生在农村集体经营性用房内。福建泉州市新冠防疫隔离酒店垮塌、山西襄汾酒家倒塌、长沙望城自建经营性用房倒塌都发生在城中村、城乡接合部的农村自建房,均因为建筑质量问题,缺乏建筑工程监督和使用功能安全监管。北京、上海、深圳、广州等超特大城市有大量的人口在非正规的住宅里居住。对这些区域里的安全隐患问题需要加强治理,仅通过运动式的突击式检查远远不够。
用地布局忽视对易灾设施的避让和防护。油气管线、城市燃气管线、高压输电走廊既是城市运行的供给保障,又是风险性易灾性设施。近年来多次发生的中高压输气、燃气管线爆炸造成居民伤亡的事故就是因为建设用地安排忽视了对管线的避让和防护距离控制。2015年天津港大爆炸事故后反映出三点。一是非危险品库区存放危险品的消防与场所用途管制漏洞,二是居住用地与港区、仓储用地未保持必要的防护隔离距离,三是港区管理和消防队伍缺乏安全管理与消防的知识训练。2015年深圳渣土受纳场滑坡事故反映出受纳场选址及与产业园区防护距离控制的规划建设管控问题、受纳场的安全防灾设计与运行管理问题等多方面漏洞。
3.3 灾害应急与重建的规划建设问题
灾害应急和次生灾害控制面临的问题。在应急和重建当中的规划建设中,供水、供电、通信和食品、生活用品的供应保障十分重要。大型、长历时灾害很容易引发疫情,或因饮用水和食物引发的次生公共卫生事件。灾害或疫情中的医疗卫生保障极其重要,医疗系统的安全韧性是减少灾害中生命健康损失的直接保障,在应对主要灾害或疫情的同时,兼顾并保障非灾害、疫情的医疗服务供给,防止次生灾害和其他人群的生命健康损失。但没有经历过重大灾害事故城市的医疗卫生系统可能存在相当程度的安全风险。例如,郑州“7·20”特大暴雨灾害中,郑大一附医院院区及门诊楼等建筑积水深近2米,导致9人遇难,12台手术中断,600多人失去ICU设备支持,近1800位患者被迫转移。
大型灾害过程中的过渡安置和重建选址安全问题。汶川大地震中的绵阳九洲体育馆、芦山地震中的县体育馆用作灾民临时安置场所,新冠疫情中方舱医院的建设,都得益于结构安全度高、面积较大、供应有保障的大型城市公共建筑。芦山县城的人民医院是汶川灾后重建项目,它采用了隔震垫的结构。芦山地震后,该医院一分钟都没停止运行。汶川灾害重建的体育馆、文化馆、图书馆都是很坚固安全的房子,可作为灾民的临时安置所。对于较长重建周期中的过渡安置,玉树地震的过渡安置采用了保暖帐篷方式,控制了过渡安置区的规模和密度,成功应对了高原高寒地区越冬的特殊需求,也大大节约了过渡安置成本。
04 规划视角的城市安全韧性策略思考
4.1 城市安全韧性策略的多维度思考
城市安全韧性问题需要多维度思考。一方面是长期适应,另一方面是短期冲击。在长期适应方面,要全面研究分析城市未来可能面临的各种灾害与风险的背景,识别城市提高长期安全韧性能力面临的短板和弱势,制定对应的长期计划和措施。包括规避灾害冲击和减少灾害损失的空间布局优化,防御灾害的基础设施体系建设,应对灾情的供给保障系统建设和灾后恢复的能力建设,坚持持续提升城市长期安全韧性。在应对短期冲击方面,要充分认识短期灾害和安全事故、疫情等随时可能发生的灾害风险冲击。在较短的时间内,建立起以减少生命财产损失为主要目标,提高城市应急响应、救援能力和最低限度的供给保障能力,应对城市安全韧性面临的短期冲击。
要统筹工程防御和主动适应的韧性策略。通过灾害防御工程和基础设施建设提高城市抵御灾害的能力仍然是现代城市安全韧性的基本前提,要加强系统性、工程性灾害防御体系的建设。同时,要主动适应可持续发展背景下安全韧性理念的转变,接受气候适应、基于自然的解决方案(NbS)等减少人工干预,空间避让,与灾害共存等主动适应的安全韧性理念。在中微观层面应积极利用主动适应性的防灾减灾措施。
要有针对性和协同化的韧性策略。不同的灾害与事故具有不同的破坏性,不同城市面临的灾害威胁类型和风险暴露度存在差异,因此不同城市安全韧性策略和规划的制定应具有针对性。同一区域的灾害威胁具有相似性、关联性,这就要求区域内各城市的安全韧性策略加强区域协同,通过协调将区域内不同城市的防灾减灾能力提高到相似水平。
要关注公平正义的安全韧性策略。应对加快缩小不同规模等级、不同行政层级城市的防灾标准差距,特别要重视县城韧性水平的提升。国家近年来推进以县城为核心的城镇化,推动县城补齐短板弱项。其中,除了补齐公共服务设施短板之外,加强县城安全韧性的基础设施建设也同样重要。
要关注绿色低碳和安全韧性策略,构建更加低碳、更加绿色的防灾体系。城市的安全韧性建设应该与新阶段的“碳达峰碳中和”战略目标相适应,从单一的灾害安全观走向多元目标与价值观的安全观。城市应急供应保障系统科采用可再生、分布式能源。建设区域化、本地化的生产、流通和消费体系,可以大大减少日常食物和产品消费的成本和碳排放。
4.2 城市总体规划层面的韧性策略
要加强风险的研究和韧性评估。评估方法包括系统评估、历史研究、情景分析。过去我们分析灾害,特别是洪涝灾害,基本上是用概率法分析灾害的重现率是多少,如百年一遇、千年一遇等。但是在气候变化的大背景下,需要加强情景分析法的应用。
基于安全韧性布局优化和选址。城市的用地与空间布局不能只是以发展效率为依据,还应充分考虑安全、宜居、生态等多元目标。总体规划层次良好的空间布局可以提高城市的安全韧性,提升城市空间品质,增加居民绿色福祉,减缓大城市病。优化空间布局的内容包括空间结构的优化,公共空间、安全保障空间和生态空间的优化,土地开发强度、人口布局的优化,滨水、沿海地区的科学规划,危险品、易燃易爆品设施和油气管线的安全防范问题等。
加强灾害防御体系建设。我国城市当前存在灾害防御体系标准不高、标准不一,设施缺项、系统不完整、安全韧性短板多、防灾盲区多等问题。要倡导系统性安全思维,避免没有行政和科学依据、盲目提高防灾工程设防标准的倾向。要持续完善城市防洪抗涝体系,建立有效的引导和约束性的制度,补足高层建筑消防安全短板。
另外,对不同地区应制定针对性的防灾对策与措施。远离中心城市的新城新区、一般建成区和老城区、城中村与城乡接合部、城市新区/新中心的情况不一样,应该分析不同地区的特征,形成针对性的韧性安全城市建设对策。
4.3 城市详细规划层面的韧性策略
详细规划功能与编制方法变革。详细规划,特别是控制性详细规划是至关重要的法制化管控工具。控规作为一个法制化的规划管控工具,要发挥对城市长期发展的基础性、稳定性保障作用;提高对于满足居民长期生活需求的前瞻性作用;突出对人居环境品质、住房品质、居民健康、安全等长期、稳定需求的管控作用。针对新时期城市安全理念的转变,控规的编制理念和方法要相应改变。在价值观上,从追求土地开发效益取向转向提供高质量、可持续的人居环境品质,转向居民和使用者的高便利、高保障,转向建筑和场所的绿色低碳、安全韧性。在方法上,从宏观到微观的落实总体规划、分区规划的功能与开发要求,转向从微观中观层面关注人的需求、人的活动和人的安全、便利。
要完善控制性详细规划主要指标与管控内容。从提高城市安全韧性水平的目标出发,首先应确定控规的总体取向,包括合理降低容积率和建筑高度、层数,控制合理的建筑密度和楼宇间距,基于公共卫生和防止疫病传染要求控制建筑单体平面、竖向设计,保障避灾场所安全和救援通道顺畅可达等方面。然后分门别类完善控规编制内容。城市中心区、商务型产业园区应重点控制过于密集的工作岗位聚集和商务、商业、休闲人群的集聚,强化救援与疏散通道的多向联系与畅通,保障可用作临时避灾的较大面积的广场绿地。对高层建筑、大型公共建筑、服务设施,要提出更加严格的抗震防灾、救援、疏散的设计标准和规划管控要求。对生命线工程规划选址、布局与场地竖向,设计应当采取更严格的建设管控,提出分布式布局与运行服务等更安全的防护措施。
加强地下空间、混合功能开发的安全控制。地下空间开发具有开发成本高、易灾性、利用的局限性以及救援困难等问题,同时开发管理的制度相对缺乏。因此,详细规划应对地下空间开发建设在安全防灾方面提出更加明晰的强制性规定。如地下空间的面积和人流规模限制,地下与地上建筑面积的合理比例,分层次的使用功能限定,以及不同建筑物之间、建筑与设施之间地下空间连通的限定等。混合开发是一个利用效率很高的规划方式,也是后工业化时代社会、经济发展的必然要求。混合开发需要考虑安全韧性、消防标准、建筑安全等问题。目前规划领域和控规编制对混合开发的安全性问题的关注和研究还不充分,需要研究总结出既鼓励混合开发,又可控制和降低灾害风险的详细规划编制方法和关键的管控要求。例如,海口江东新区为了实现高贴线率,少退线,中规院海南分院与消防部门一起仔细研究如何用市政道路来解决消防登高面的要求。项目组和消防部门做了很多模拟实验,直接把消防车开到路上去确定登高面的设置方式。最后江东新区CBD实现高贴线率、整齐的沿街立面,规划贴线率70%以上,退线只退3米。类似的规划管控方式创新,需要把消防、安全作为很重要的因素认真研究,才能找到解决方案。
4.4 城市更新中的韧性策略
针对不同更新类型制定差异化策略。存量时代下,需要加强研究与完善基于更新利用理念的规划设计方法与工作机制。制定针对不同类型,适应不同改建、利用和保护更新要求的,提高地区安全韧性的策略、规划控制要求和设计方法。研究并建立适应城市有机更新的安全韧性方面的技术标准规范体系,建立和完善适应城市有机更新的分灾种、分领域、分专业以及综合性的技术标准规划体系,研发支持城市有机更新的建筑与管线材料设备。
加强更新地区与建筑的防灾性能与安全保障。在城市更新中要重视地区防灾和减灾能力的提升。在建筑密度较高的老城区,应根据人口密度和服务距离,通过必要的拆建来布置室外避灾场所。在范围较大,道路条件较差的更新地区,要开辟最低限度的消防、救援与疏散道路。在建筑密度很高,存在大量砖木结构建筑地区,应当划分防火分区,结合地区消防通道、公共空间、绿地建设,设立必要的防火隔离带。在地势低洼、排水设施不完善的地区,在更新中要重视提高场地和建筑的防内涝能力。
要提高建筑的抗震和防灾性能。对于尚未达到抗震设防标准的建筑应加快实施抗震加固。对难以实施工程加固的建筑应通过减轻建筑负荷,减少使用人数或不准用于人流集聚的用途等措施降低灾害风险。对水电管线存在安全隐患的建筑应进行全面的管线改造,尤其要重视对木结构建筑的电气火灾安全控制。要重视住房燃气系统安全,提高燃气管线、罐具的安全性。在有条件的情况下,推广炊具电器化,既可降低灾害风险,又可减少碳排放。在住房建筑更新中要尽可能进行住房成套化改造,避免使用公共厨房厕所,这对提高居民生活质量,以及防止火灾、疫情传播都十分重要。
(来源:规划中国)