城市避震疏散空间评价方法的研究与实践——以都江堰老城区为例

桑晓磊

文章在总结前人关于避震疏散规划理论和方法的基础上进行梳理和补充，尝试性地建立起一套相对较为完整的评价方法体系，包括了对避震疏散空间的服务覆盖、服务重复和服务质量等方面进行综合评价。都江堰老城区是“5·12”大地震中严重受灾的城市建设区之一，加上其人口较为密集、道路设施相对陈旧、避震疏散空间缺乏统筹安排等，是此次地震疏散和救援的过程中问题较多的地区之一，对其避震疏散空间进行评价分析，既有利于对文章提出的评价方法体系进行有效验证，又有利于从中发现一些城市避震疏散的普遍性问题，从而得到一些具有普遍意义的研究结论。

1 避震疏散理论回顾

台湾淡江大学的罗孝贤与庄世奇（2001）以“9·21”集集大地震为例，探讨震灾危机情况下的人类行为，通过适当的访谈与调查设计，以初次、二次及三次疏散的不同疏散型态分析并理清影响民众疏散决策行为的因素，通过Logistic回归模式的研究，作者从评估结果中发现初次疏散决策行为受个人风险认知的影响，最佳的预测因子为地震强度感受；二次疏散决策行为则以经济能力为其考量；三次疏散决策行为基于受灾情况不同而产生不同的影响[1]。台湾的蔡卓芬（2001）将避震疏散的时序分成3个阶段：分别是发震和灾民自救的第一避难阶段、灾区自行紧急救援和外援进驻全面救援的第二阶段，以及恢复和重建的第三阶段，并在此基础上分析了地震灾后不同阶段城市和居民的行为活动以及对应的防灾空间系统[2]。日本的国土交通省在进行避震疏散相关系统研究时，将收容空间划分为紧急避难空间、临时避难空间、临时收容空间和中长期收容空间，将道路系统划分为避难道路、输送救援道路和紧急道路，并分析收容空间和道路在地震灾后的各不同时期发挥的避难、救援、安置和复原等不同功能（表1）。

表1 日本国土交通省提出的避震疏散相关系统不同的时序功能

美国马萨诸塞州大学的Alexander Stepanov和James MacGregor Smith（2009）开展了基于交通网络的多目标疏散路径的研究，研究首先进行了基于交通网络的疏散路径的优化设计与分析，提出了一种优化出口路径分配的方法，他们利用M/G/c/c因数相关影响模型来处理疏散道路上的阻抗和时间延误，进而制定了优化路径分配的整体规划[3]。日本Horikiri等人（1999）针对阪神大地震受灾灾民进行疏散交通行为的调查分析，调查工作是以问卷访问的方式进行的，该研究将地震发生后3年期间内的疏散交通行为分为两个阶段：一是地震发生后直接疏散至避难空间；另则为疏散后至回到固定住所之前，其中包括了地震发生后3天内及4天以上至3年内的疏散交通行为[4]。台湾大学的朱子豪与萧素月（2002）以南投市都市计划区范围为例，利用地震调查资料建构了一套适合于地震灾害发生后人员避难疏散路线选择的模式，探讨通过兼顾安全和效率的方式，引导居民到达规划的避难设施据点。台湾开南大学的曾国雄等人（2006）认为灾害预防、灾害防护和灾后重建是减少灾害给人类造成痛苦和破坏的主要关注领域，重点是加强救援物资有效分配的能力。他们以南投市为例，为了救援运输系统的设计，采用多目标规划的方法创建了一个救援-分配模型。

2 避震疏散空间系统的评价方法

避震疏散的空间系统主要是指地震发生期间能够为城市避难群众提供安全庇护和临时生活的避震疏散空间，按照所发挥的作用不同可以分为紧急避震疏散空间、长期避震疏散空间和中心避震疏散空间等。

2.1 避震疏散空间的选取

紧急疏散和转移疏散的性质和目的有很大的不同。紧急疏散是地震突发的情况，居民的疏散行为是逃生本能的表现，紧急疏散的目的在于在最短的时间内得到安全庇护；而转移疏散是地震主震过后，为躲避余震及次生灾害的伤害，寻求安全庇护和临时居住。避震疏散交通系统的评价应该充分考虑两种疏散行为的特点。在疏散空间系统中，紧急避震疏散空间和长期避震疏散空间分别为紧急疏散和转移疏散服务。因此对避震疏散空间系统的评价，也应该从紧急避震疏散空间和长期避震疏散空间两个层面分别进行。

（1）紧急避震疏散空间的选取

紧急避震疏散强调的是最短的时间到达安全避难空间，因此紧急避震疏散空间选取的首要原则是“就近原则”，而且只是城市居民短时间的滞留，对规模的要求相对较低，城市中占地面积在0.1公顷以上的开敞用地皆可作为紧急避震疏散空间。城区中的公园、广场和有操场的大专院校、中小学基本都符合标准，此外还有那些分布比较分散、面积足够大的街头绿地都应该被选作紧急避震疏散空间。

（2）长期（固定）避震疏散空间的选取

长期避难空间由于在提供地震庇护功能的基础上要发挥临时居住的功能，因此对其占地规模以及给水、污水、供电、环卫等多项基础设施有着更高的要求。按照占地面积不小于1.0公顷的要求，能够被选作长期（固定）避震疏散空间的用地，基本上以城市公园、广场、大专院校和中小学为主，街头绿地由于多数面积较小，且缺乏基础设施的支撑，基本上不能作为长期（固定）避震疏散空间。

当然不是所有符合标准的开敞用地，都可以作为避震疏散空间，如内部含有历史保护价值、生态保护价值的绿地、公园等，在考虑是否作为避震疏散空间时应当慎重。

2.2 避震疏散空间的设置标准

（1）紧急避震疏散空间

在地震突然爆发的时候，是真正意义上的“时间就是生命”，紧急疏散功能的发挥情况将关系到广大居民的生命安全，因此紧急避震疏散空间的设置，应该更多地从“时间安全”角度考虑避震疏散空间的空间布局，尽量缩短居民紧急疏散的距离，使居民能够在尽可能短的时间内到达，而对于居民在紧急避震疏散空间的舒适度的考虑，在不造成过分拥挤的前提下，可以放在次要位置。

与长期（固定）避难空间用地规模相比，紧急避难空间可视为小型避难用地，其规模要求较为宽松，很多小型的街头绿地、广场等开敞用地，都可以发挥紧急疏散的作用，这样也有助于紧急避震疏散空间的灵活、均匀布局。

（2）长期避震疏散空间

转移疏散主要是成功逃离和成功获救的居民为了继续躲避地震余震和次生灾害，向长期避震疏散空间转移的行为，相对于紧急疏散，转移疏散对“时间安全”的要求有所降低，而舒适度的要求有所提高，因为居民在能够得到临时安置或者返回原住所居住之前，大概要有3天到2个星期甚至更长的时间，生活在长期避震疏散空间，加上空间内的生活空间、生存资源和卫生条件的限制，长期避震疏散空间内的舒适度则显得更为重要。对长期避震疏散空间的评价，应该更多地关注其为避难的城市居民提供的服务质量（表2）。

表2 国内外避震疏散空间的评价指标对比表

2.3 评价的三大指标

对避震疏散空间的评价，主要通过服务覆盖率、服务重复率和服务质量3个指标来衡量，前两者是看避震疏散空间布局的合理性，而对服务质量的评价重在避免产生过于拥挤的情况。

（1）服务覆盖率

服务覆盖率是避震疏散空间基于通道网络的基础上，在一定距离（服务半径）内能够服务的区域占整个区域的面积比重，主要是用来衡量避震疏散空间的布点数量足够与否。如果布点不够、间距过大，就形成避震疏散空间服务不到的区域——“盲区”。

（2）服务重复率

避震疏散空间的布点也不是越多越好，太多了是对城市空间资源的浪费。服务重复率是指各避震疏散空间的服务区相互重叠的区域占总服务区的面积比重，从总体上衡量某一区域内紧急避震疏散空间的重复设置情况。通过对各重复区覆盖次数进行分析，可以更加直观地判断出紧急避震疏散空间布点过于密集的区域。

（3）服务质量

对避震疏散空间服务质量的评价，主要通过空间的饱和度来衡量，可以根据以下的公式求得：

在避震疏散空间能够提供的有效避难面积一定的情况下，服务质量是判断防灾疏散分区合理性的重要指标。同样，在疏散分区人口一定的情况下，服务质量也是调整避震疏散空间规模和数量的重要依据。人口可分昼间人口和夜间人口，以此考虑居住人口和就业（就学）人口对各级避震疏散空间规模的需求。

3 都江堰老城区避震疏散空间系统评价分析

在都江堰老城区中，满足用地规模要求的紧急避震疏散空间有36个，以街头绿地数量最多，占到总数量的一半左右，其次就是中小学用地和城市休闲广场，老城区公园不多只有2个，总占地面积为70.56公顷，占老城区面积的12.27%，有效避难面积为25.62公顷（图1）。

1 都江堰老城区避震疏散空间分布图

2 都江堰老城区疏散人口分布示意图

3 紧急避震疏散空间服务覆盖示意图

都江堰老城区内能够满足规模要求（不小于1.0公顷）、空间较为开敞的长期（固定）避震疏散空间只有12个，其中中小学数量最多，其次是大专院校和公园，此外还包括了一块面积较大的城市广场和一块街头绿地。总占地面积为58.46公顷，占老城区面积的10.17%，有效避难面积为16.93公顷，老城区整体人均有效疏散面积为2.12平方米/人（图2）。

3.1 紧急避震疏散空间评价

（1）服务覆盖水平

按照统一的服务半径对都江堰老城区内的36个紧急避震疏散空间进行服务覆盖分析，发现虽然都江堰老城区紧急避震疏散的服务覆盖率较高——在服务半径为500米时达到了89.53%，但是还是存在着不少的服务“盲区”，例如蒲阳路社区的南部、紫东社区中部、观凤社区南部、西川社区中部以及奎光塔社区的东部等等，这些区域是今后紧急避震疏散空间规划和建设时应该考虑增加布点的区域（图3）。

（2）服务重复情况

都江堰老城区紧急避震疏散空间的服务区服务重复情况比较严重，不重复服务区的比例只有36.63%，重复4次以上的服务区为17.12%，最高重复次数高达9次。此外通过图示分析，可以明确地判断出都江堰老城区紧急避震疏散空间过于密集的区域。其中，最密集的区域是都江堰广场（水广场）和天乙街周边的区域，其次就是观凤社区北部区域（图4）。

（3）服务质量评价

“编制疏散规划的主要挑战在于划定到指定避难空间的疏散分区”[5]。疏散分区的划分过程是一个比较复杂的过程，既要为每一个居住地块内的居民指定距离相对较近的避震疏散空间，又要保证居民聚集之后避震疏散空间内不至于过分拥挤。想要同时做到这两点，疏散分区需要在考虑空间服务质量的条件下反复推断论证，即疏散分区划分时应当遵循同时兼顾距离和饱和度的“双约束”。

疏散分区的重点内容就是在满足疏散距离要求的情况下，决定这些有多种选择的区域所对应的避震疏散空间。通过调节汇集到各避震疏散空间内的人口数量，寻求各避震疏散空间内人口饱和度都比较合理的分配结果。现以都江堰老城区的紧急避震疏散分区为例进行疏散分区方法分析（图5）。

①疏散分区的初步划分

疏散分区的划分是个反复的过程，首先选取一个疏散分区的基准结果作为调节的依据。先不考虑空间的容量限制，尽量少通过桥梁、隧道等抗震薄弱路段，按照最短疏散路径的方法，将老城区内紧急疏散空间能够服务到的居住地块进行分配，使其对应到最近的紧急疏散空间，得到一个紧急疏散分区的初步方案。

②服务质量对疏散分区效果的反馈

将地块进行分配之后，进而将各地块内的居住人口汇总到各自对应的空间内，与各空间自身所能提供的疏散负荷能力（按人均有效避难面积指标为1平方米/人计算）进行对比，通过人口饱和度指标衡量该紧急疏散分区方案的合理性。有个别分区存在饱和度过高的问题，如G-9、G-16和G-19三块街头绿地所对应的疏散分区，都在180%以上，人均有效避难面积在0.5平方米/人左右，特别是G-16的饱和度已经高达388%，人均有效避难面积只有0.2平方米/人，这几个避震疏散空间所对应的疏散分区需要向其他空间调整（图6）。

为了使各个避震疏散空间内的人口负荷相对均衡，避免过分饱和的情况出现，在疏散分区初步方案的基础上，将那些过于饱和的疏散空间所对应的、还有其他选择的地块进行重新分配调整，并通过服务质量反馈的信息，继续调整或者确定一个相对更为合理的疏散分区方案。

5 紧急避震疏散分区（以最短路径为准）

6 紧急避震疏散空间的饱和度（以最短路径划分疏散分区）

3.2 长期避震疏散空间

3.2.1 服务覆盖和服务重复

（1）服务覆盖情况

通过对都江堰老城区长期避震疏散空间的服务覆盖水平分析，发现服务半径为1000米的时候，服务覆盖率已经达到了84.64%，服务半径为1500米，服务覆盖率已经高达97.48%，几乎已经可以全覆盖了，更别说在按照国家标准服务半径2000-3000米的时候了。

（2）服务重复情况

7 长期避震疏散分区（以最短路径为准）

8 长期避震疏散空间的饱和度（按最短路径划分疏散分区）

9 各长期避震疏散空间人口容量与疏散分区人口对比图（以最短路径为准）

在2000米的服务半径情况下，对都江堰老城区长期避震疏散空间的服务重复情况进行分析，发现大部分服务区的重复次数都在6次以上，中间部分更是出现了重复12次的情况（长期避震疏散空间共12个）。

由于具备大量的规模够大、可作长期避震疏散空间的地方，都江堰老城区很容易就满足了长期避震疏散空间对服务半径的要求。但是在很多城市中由于中心城区广场、公园等大面积开敞空间的预留不是很充足，通过服务覆盖和服务重复情况的分析，能够更加科学地评价其长期避震疏散空间的空间分布能否满足避震疏散的要求。

3.2.2 服务质量评价

在长期避震疏散空间的评价中，服务质量的评价占主要位置，而影响服务质量的重要环节就是长期避震疏散空间的人口容量供应和疏散分区的划分。

长期避震疏散空间的疏散分区划分，同样是一个需要经过初步方案——服务质量评价——方案调整——服务质量再评价等多次反复尝试的过程，只不过在初步方案的形成上与紧急避震疏散空间有所不同，应该区别对待。下面对比一下以最短路径为准则和以社区分界、自然分割为依据两种不同划分方法的效果。

（1）以最短路径为准划分的疏散分区及空间饱和度

10 长期避震疏散分区（以社区分界为依据）

11 长期避震疏散空间的饱和度（以社区分界为依据划分疏散分区）

12 各长期避震疏散空间人口容量与疏散分区人口对比（以社区分界为依据）

如果跟紧急避震疏散空间的疏散分区划分方法一样，在不考虑每个空间容量限制的前提下，按照最短路径的原则，将各个居住地块里的人口分配到离其路径距离最短的长期避震疏散空间内，通过分析其形成的避震疏散分区和对应的空间饱和度，就会发现人口容量与疏散分区人口搭配合理（饱和度100%左右）的点很少，其他的不是太过拥挤就是太过空余（图7-图9）。可见由于城市建设的初期，开放空间的建设对避震疏散需求的考虑有所欠缺，导致城市长期避震疏散在空间空间分布上的不均衡。

（2）以社区分界、自然分割为依据的疏散分区及空间饱和度

按照社区分界和山体、河流等自然分割进行疏散分区的划分，效果相对较好，疏散人口分配得较为均衡，虽然还有小部分避震疏散空间的饱和度比较高，导致人均有效避难面积低于2.0平方米/人，但大部分在合理范围之内（图10-图12）。

此外，以社区分界、自然分割为依据进行长期避震疏散空间的划分，可以让居民在避震空间内形成一个相对较为熟悉的社会环境，有助于相互扶持和实施高效的组织和管理。

4 结语

要区分对待紧急避震疏散场所和长期避震疏散场所的特点和要求：前者注重安全性——距离（时间）保障，对空间分布的要求较高；后者注重服务质量，对场所内的拥挤程度控制较为严格。此外应该加强街头绿地的建设、充分发挥其作为紧急避震疏散场所的重要作用。

紧急避震疏散空间的布局情况的评价，需要通过整体的服务覆盖率和服务重复率2个指标进行，既要防止布点数量不足或者过于分散，也要防止布点太多或者过于密集。对避震疏散空间服务质量进行评价，是避震疏散分区规划和避震疏散空间布点规划合理与否的有效验证，是反馈机制。

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注释①《北京中心城地震及应急避难场所（室外）规划纲要（2009）》。

②《城市抗震防灾规划标准》（GB 50413-2007）。

③2008年国家质量监督检验检疫总局发布的《地震应急避难场所场址及配套设施》（GB 21734—2008）将紧急避难场所的面积要求做了提高：“场址有效面积宜大于2000平方米，人均居住面积应大于1.5平方米”。文章考虑到指标体系的统一性，采用的是建设部发布的《城市抗震防灾规划标准》（GB 50413-