研究

R/e/s/e/a/r/c/h

基于韧性理论的山地城镇防灾规划探索——以贵州省水城县鸡场镇为例

发表时间:2021-01-07


近期,复旦大学空间规划研究中心、上海空间规划设计研究院、《城乡规划》杂志社联合举办题为《从“蓝图”到实践——新时期国土空间规划与治理创新升级》(点击标题,了解概况)的研讨活动,通过分析国土空间规划、智慧城市建设、可持续生态发展的优秀案例,探讨国土空间规划与治理的思路和方法。


本次线上学术交流活动得到了来自全国7大区域、16家省市规划院的积极参与。相关文章将在接下来的1个月内陆续发布。


【摘要】

在“韧性”理念的背景下,提出山地城镇防灾规划中要着重于风险评估、优化城镇空间布局、运用信息化和智能化手段。以贵州省鸡场镇为例,通过基于GIS的滑坡敏感性评价以及基于工程技术的地质灾害评价,得出地灾风险评估,并根据山地城镇特点对洪涝灾害、地震灾害及火灾进行风险评估。


在风险评估基础上,进行城镇空间布局研究,一是基于地灾严重程度的村庄分类引导,二是结合智慧化手段,对全域进行“点、线、面”防治相结合的空间布局,以达到“韧性”建设的目标。


【关键词】

韧性、城镇防灾、风险评估、空间布局、鸡场镇



研讨活动参与单位:贵州城乡规划设计研究院


1、规划缘起


安全是城镇发展的目标,也是城镇发展的基础。要实现安全的目标,需要从规划的角度对城镇建设的各个方面进行制度设计和设施建设。“韧性城市”理论将是当代全球城市应对不确定性和复杂性都在不断增强的风险的共同选择,“韧性”要求不仅能有效预防各种灾害事故的发生,而且能在灾害发生后快速从灾难中恢复各项功能。


“韧性”不只是理念,也是一套行之有效的操作方法,需要结合不同的经验,应用多种技术手段,以实现对城镇安全建设的引领。本文以贵州省水城县鸡场镇为例,探索如何在山地小城镇开展防灾规划的基础上实现“韧性”的目标。


2、“韧性”视野下的城镇防灾规划


2.1“韧性”的概念及内涵


“韧性”,来源于物理学的韧性概念,由美国佛罗里达大学生态学教授霍林于1973年在其著作《生态系统韧性和稳定性》中提出“生态系统韧性”的概念,并扩展到生态系统研究之外,已经成为不同学科的研究内容,包括自然灾害和风险管理、气候变化适应、工程及规划。


随着建设“韧性城市”理念的提出,“韧性”的得到越来越多的关注,“韧性”是强调系统在不改变自身基本状况的前提下,对干扰、冲击或不确定因素的抵抗、吸收、适应和恢复能力。


在社会—经济—自然的复合生态系统中,更关注在危机中学习、适应以及自我组织等能力。根据“韧性”的内涵,对于城市,需要建立完备的综合防灾系统,对于小城镇,需要根据实地情况综合分析,因地制宜采取城镇防灾规划对策。


2.2基于韧性理论的城镇防灾规划


2.2.1重视风险评估


从灾害管理的角度,风险管理是灾害管理的起点,是风险管理理论的核心所在,自然也是公共安全规划编制的基础和源头。风险评估是“人们认识风险并进而主动降低风险的重要手段”,可以“预测事故发生的可能性及后果的严重性”。通过风险评估来引导城镇防灾规划的编制,并以此为基础实现合理的城镇空间布局,这对于保障城镇安全具有重要的意义。


2.2.2优化城镇空间布局


从空间布局的功能结构角度,合理的空间布局能发挥空间对风险防控的作用,反之则可能因城镇布局不合理,而加剧灾害发生的可能性或加剧灾害给城市造成的损失。


从空间布局的行政区划角度,防灾规划关注人为分割的区划和自然地理、空间布局的关联,强调不同区域层面规划的有效衔接,把握区域和整体的关系,突出整体性。


2.2.3运用信息化和智能化手段


城镇防灾规划的背后是各部门数据的共享和信息技术的支撑,需要在大量数据分析的基础上,形成最合理的规划方案。要依托信息平台及各职能部门在工作中所累积的数据,构建风险特征库,搭建适合城镇安全治理的系统平台,实现信息资源的有效整合和定期更新,并通过各类评估模块的研发,加强对信息数据的有效分析,为决策提供依据。


3、以贵州省鸡场镇为例,探索山地城镇风险评估机制


3.1基于GIS的滑坡敏感性评价


3.1.1评价背景


2019年7月23日,贵州省水城县鸡场镇坪地村岔沟组发生一起特大山体滑坡,该滑坡为高位远程隐蔽突发性滑坡,形成特大型地质灾害。


滑坡作为一种重要地质灾害,由于其常常中断交通、侵占河道、摧毁厂矿、掩埋村镇,造成重大灾害,而且分布面广、发生频繁、产生条件复杂,作用因素众多,发生和运动机理的多样性、多变性和复杂性使得预测困难、治理费用昂贵,因而一直是我国着力研究的地质和工程问题之一。


3.1.2评价方法


在获取鸡场镇相关数据的基础上,运用GIS软件对鸡场镇滑坡敏感性进行分析,主要采用统计分析法、层次分析法与自然断点法。


在对滑坡灾害进行敏感性评价的过程中,运用统计分析法提取其中与滑坡灾害发生关系最大的因子,选择与其相关性最大的因子进行滑坡灾害的建模研究。


运用层次分析法把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型,在这个模型下,复杂问题被分解为元素的组成部分,这些元素又按其属性及关系形成若干层次,上一层次的元素作为准则对下一层次有关元素起支配作用。再结合自然断点法对统计学中地质灾害等群聚性事件进行分级。


3.1.3评价因子选择


根据鸡场镇滑坡形成的环境条件和主要诱发因素,运用统计分析法选择滑坡敏感性评价的影响因子为岩性、植被、坡向、地震烈度、年均大雨天数、断层线、坡度、起伏度等8个因子(表一、图一)。运用层次分析法进行评价指标量化、求取各影响因子的权重,结合自然断点法进行滑坡敏感性等级划分。


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图一 滑坡敏感性评价指标量级划分图


3.1.4评价结果


根据各影响因子的权重得出综合评分,鸡场的综合评分值为2.677-6.098,将分值在2.5-4之间的划分为轻度敏感区,将分值在4-4.8之间的划分为中度敏感区,将分值在4.8-5.6之间的划分为敏感区,将分值大于5.6的划分为极敏感区,评价结果详见图二。


图二 鸡场镇滑坡敏感分区图.png

图二 鸡场镇滑坡敏感分区图


3.2基于工程技术的地质灾害评价


3.2.1技术勘察


由贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队,结合水城县鸡场镇各地质灾害隐患点所处的地质环境和工程地质条件,采用工程测绘、地质测量等方法,查明鸡场镇13个地质灾害隐患点的地质灾害类型、地质灾害的分布范围、规模及影响范围。


3.2.2勘察结果


根据水城县地质灾害资料对鸡场镇地质灾害调查排查,鸡场镇目前尚存在13处地质灾害隐患点,其中8个人为工程活动引发的灾害点,5个自然灾害点(表二、图三)。


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图三 鸡场镇地灾隐患点分布图.png

图三 鸡场镇地灾隐患点分布图

(资料来源:根据《水城县鸡场镇地质灾害综合防治实施方案》自绘)


3.3地质灾害影响程度综合评定


根据GIS滑坡敏感性评价结果以及工程地质技术勘察结果,将滑坡敏感程度所对应的村民组与地质勘测的13处地质灾害隐患点综合分析,得出各村民组受地灾影响的严重程度,详见表三:


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3.4其它类型灾害风险评价


3.4.1洪涝灾害


大面积持续性高强度的降雨是发生洪涝灾害的根本原因,而日趋严重的森林植被破坏、水土流失、河道淤积以及崩塌、滑坡、泥石流活动等多种非气候因素也加剧了洪涝灾害的形成和发展。


鸡场镇地表水主要有镇域北部的清水河与东部的北盘江,在鸡场镇域内的陆地水域面积总计61.89公顷,着重考虑入汛期由于连续强降雨,降雨时空分部不均引起的强降雨灾害风险因素。


3.4.2地震灾害


水城县抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,根据《建筑抗震设计规范》规定,抗震设防烈度在6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设防,鸡场镇的工程建设须考虑到地震灾害风险因素。


3.4.3火灾


在各种灾害中,火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。对于山地小城镇而言,用地较为分散,人口密度不高,着重考虑家庭火灾与森林火灾风险因素。


家庭火灾一般是由于人们疏忽大意造成的,常常事发突然,后果严重;森林火灾烧毁森林动植物资源,破坏生态环境,导致水土流失,经济损失巨大,甚至造成人员伤亡。


4、鸡场镇“韧性”建设的空间布局研究


4.1基于地灾严重程度的村庄分类引导


对地灾影响严重村民组进行部分搬迁拆并。搬迁撤并类村民组重点在于对受地灾威胁的部分居民点有序推进搬迁撤并工作。严格限制新建、扩建活动,坚持乡村搬迁撤并与新型城镇化、农业现代化相结合。


搬迁撤并后的地区,因地制宜复垦或复绿,増加乡村生产生态空间。按照保障农民基本生产生活条件、满足人居环境干净整洁的基本要求,控制基础设施和公共服务项目建设规模。


对地灾影响不严重,现有规模较大,具有一定发展潜力的村民组进行集聚提升。以现有产业基础为依托,打造产业联动模式,促进村庄产业功能拓展与业态延伸。乡村产业聚集,吸引返乡创业人群和外地游客,带动人口回流,形成新的人口聚集,以人才振兴带动村庄复兴。促进农村土地高效利用,实施“增减挂钩”政策,切实解决乡村建设发展的用地制约。


对地灾影响较不严重的少数民族特色村寨、特色景观旅游名村等特色资源丰富的村民组进行特色保护。鼓励发展乡村旅游,带动乡村文化传承,挖掘村庄文化创意,提炼村庄的文化符号,打造村庄特色文化品牌。


在保留乡村的如画风景和质朴外观的基础上,室内引进城市现代化服务设施,将古风古韵与现代结合,让古村的保护和活化可持续。


对地灾影响一般,人口规模较小或发展受限的村民组进行控制发展。大力发展宜农产业,提高发展质量,严格控制扩张,适度发展。重点进行环境整治和市政、公共服务等配套设施建设,集约利用土地,整合现有资源,调整优化布局,处理好“控制和引导”的关系,建设社会主义农村新型社区。


对镇区所在地村庄或与镇区联系紧密的村庄进行镇村融合发展。承接城镇辐射,鼓励产业发展。综合考虑工业化、城镇化和乡村自身发展需要,加快城乡产业融合发展,逐步强化服务城镇发展、承接城镇功能外溢、满足城镇消费需求的能力。同时,由于镇区周边区域地灾较严重,还需开展地质灾害危险性评估,区域内实行重点监测。村民组分类发展引导详见表四、图四。


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图四 鸡场镇村庄分类引导图.png

图四 鸡场镇村庄分类引导图


4.2“点、线、面”相结合的防灾空间布局


4.2.1减少灾害隐患点


1、地质灾害隐患点工程治理


除了对地灾严重村民组进行部分搬迁拆并外,采取工程治理方式对鸡场镇中学片区不稳定斜斜坡以及安居村毛家河组不稳地斜坡采取工程治理措施。对鸡场镇中学片区不稳定斜斜坡,采取“抗滑桩+排水沟+混凝土挡墙”的工程措施,对安居村毛家河组不稳地斜坡,采取“抗滑桩+排水沟”的工程措施,能消除地质灾害对滑坡体上居民点的威胁,改善威胁群众的生活环境。


2、工程项目合理选址


在工程项目选址、定点过程中,应充分考虑滑坡、塌陷等地质灾害因素的影响。对存在安全隐患的深基坑、高边坡应具备安全防范措施。施工单位应在汛期前完成防灾治理工作。对在汛期开挖的深基坑或高边坡,各建设、勘察和施工单位应密切配合,做好边坡稳定的观测工作。


3、建筑防灾措施


建筑防灾措施包括建筑防火措施和建筑抗震措施。建筑防火措施包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。


鸡场镇以多层砌体房屋为主,建筑抗震措施包括:设置钢筋混凝土构造柱,将钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来,增强房屋的整体性,改善房屋的抗震性能,提高抗震能力;加强墙体的连接,楼板和梁应有足够的长度和可靠连接;加强楼梯间的整体性等。同时,可利用防震缝避免产生扭转或应力集中的薄弱部位,有利于抗震。


4.2.2建设强韧线系统


1、建设强韧性道路交通系统


强韧性的道路交通系统具有以下特征:一是道路交通系统建设具有较高的质量,不易被暴雨、地震、地质灾害等损毁,具有较强的恢复能力。二是构建以救援主通道、疏散主通道、疏散次通道和一般疏散通道为主体的救援疏散体系,在发生灾害事故时,道路交通能发挥快速疏散人群的作用。三是道路交通体系具有智能化、科学化的设计,能有效预防和规避重特大交通事故的发生。建设强韧性道路交通系统,能充分发挥风险防控与应急救援的作用。


2、建设可恢复的生命线系统


城镇水、电、通信等生命线工程是社会生产、生活的基础,一旦受灾将对经济社会造成重大影响,并使受灾程度加剧,而且救灾抢险和灾后重建工作离不开水、电、通信等生命线系统的支撑。因此,建设不易受损且在突发事件后可快速恢复的生命线系统,是“韧性”建设的重要目标之一。


需要根据可能发生的地震、暴雨、地质灾害等特征,分析现有生命线工程的易损程度,建设具有强抗风险能力的供水、供电、通信系统,确保生命线工程不受灾害事故的损毁,并建立供水、供电、通信等生命线工程的备份系统,确保灾害模式下城市功能的基本运行。


4.2.3构建全域防灾体系


1、分区进行防灾管理


加强鸡场镇区综合防灾规划。防洪方面,镇区防洪标准设为20年一遇,在周边山体设置截洪沟,对鸡场镇区周围山体定期安全检查,防止山洪季节出现山体滑坡等灾害的发生。抗震方面,抗震设防烈度为6度,生命线工程建筑提高1度进行设防;设立指挥中心,负责制定应急方案;将公园、广场、运动场、学校操场、河滨及附近农田设为避震疏散地。消防方面,建设二级乡镇专职消防队,配置相应的消防装备,并按规范设置市政消火栓。


加强矿区地灾防治。鸡场镇有攀枝花煤矿、志鸿煤矿、霖源煤矿等企业,为避免因采矿引起的地质灾害,一是要对矿区采取相应的工程措施,例如削方减载、坡面防护、反压坡脚、坡改梯、加强排水等工程,以防滑坡、崩塌等灾害。二是要对矿山进行生态修复,采取生态恢复、景观再造及活性土壤生态修复技术等,使受损的矿山环境功能逐步恢复。


防止山区因暴雨激发而产生的滑坡、崩塌、泥石流等灾害。对于地形切割强烈的贵州山区地带,除了重点防护已监测到的地灾隐患点,还要加强对山区地灾的有效监测预报,根据监测预报采取应急处理措施,可以降低地灾对人类的危害程度。


2、智慧化监测地质灾害


随着GNSS接收机以及雨量计、裂缝计、土压力计等多源传感器的广泛应用,地质灾害监测正由传统的人工手动监测向实时无线自动监测转变,运用北斗实时监测系统关键技术,极大地提高了监测数据的可靠性和实时性,为地质灾害预警提供了更好的数据支撑,同时也提高了监测手段的技术水平,体现了地质灾害监测自动化、实时化得发展趋势。


运用星载雷达监测系统关键技术,针对地质灾害多发区,利用SAR影像进行区域的变化信提取。SAR的全天候、全天时及能穿透一些地物的成像特点,显示出它与光学遥感器相比的优越性,将为数字地球的发展提供丰富的数据源。可通过监视环境对地球表面和大气层进行连续的观测,供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。


5、结论


由于地质灾害具有隐蔽性强、突发性强、动态变化大等特点,根据GIS滑坡敏感性评价以及工程地质技术勘察综合分析得出的各村民组受地灾影响的严重程度分区并不能绝对预测地质灾害发生情况,实时监测尤为重要,要及时捕捉地质环境与气象条件变化信息,适时发出防灾减灾警示信息,为避险决策和应急处置提供关键性依据。


对于山地小城镇而言,城镇防灾着重于地灾、防洪、抗震、防火等灾害类型,而对于城市而言,城市防灾还应考虑到更多风险因素,例如城市突发性公共卫生事件等。只有在加强风险评估手段的基础上,强化发展过程中的预防和安全管理,以“韧性”为规划理念和建设目标,在系统性谋划,全域性防御,高标准建设,智能化监控的基础上,科学布局防灾减灾空间和设施,完善应急管理体系,强化公众防灾减灾意识,才能真正提升城镇风险管理和灾害防灾的综合能力,实现城镇“韧性”建设。



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