国土空间安全语境下的洪涝适应经验及规划响应*
2022-04-09吴宇彤舒建峰WUYutongPENGChongSHUJianfeng
吴宇彤 彭 翀 舒建峰 WU Yutong, PENG Chong, SHU Jianfeng
0 引言
从全球范围来看,高密度人口与洪涝高频发地区在空间分布上的重合程度较为显著。在我国,已有三分之二以上的土地被纳入多类型洪水风险区,集中了约50%的人口和70%的财产[1],周期性、流域性的洪涝灾害成为影响国家中长期发展的重大风险之一:2016年全国26个省遭受洪灾,受灾人口3 228万,直接经济损失506亿元;2020年长江流域发生多轮的强降雨过程,引发严重洪涝灾害,致使全国11省(市)3 417.3万人受灾[2]。表面上看,洪水灾害与暴雨内涝是由于极端天气带来的雨水径流超过了防洪排涝系统承载量等工程性问题,更深层次的原因反映在人为活动下的土地覆盖变化加剧了灾害发生频率与影响程度,而城市规划与管理无法很好地应对洪涝带来的一系列扰动与破坏,缺乏弹性的空间措施与应对机制。
另一方面,随着国土空间规划体系改革与重构,国土空间安全成为维护与营造高品质国土空间格局的基础保障。其中,洪涝灾害由于涉及范围之广、破坏程度之大、出现频率之高,已成为影响我国国土安全格局的关键要素,各级国土空间总体规划编制有效应对洪涝的诉求亟待重视。为此,文章首先梳理了应对洪涝灾害的国际规划经验,在此基础上探讨国土空间总体规划对防洪安全的需求与目标、既有举措与不足之处,提出国土空间安全语境下的洪涝适应性规划框架及策略,发挥各级国土空间总体规划在城市与区域应对灾害过程中的有效引导作用。
1 应对洪涝灾害的国际规划经验
1.1 应对洪涝灾害的空间规划趋势
随着全球对洪涝灾害过程及机制的认识不断加深,应对洪涝灾害的空间规划呈现以下发展趋势:一是从“工程抵御”到“主动适应”的规划理念转变。除了重视堤防维护、河道整治、水库建设等“抵御洪水(flood defence)”的工程措施,“使人民远离(keeping people away)而不是使水远离(keeping water away)”[3]、“在洪水中安全(safety at flood)”[4]、“与洪水生活,而不是与之战斗(living with flood rather than fighting them)”[5]等理念逐渐得到关注与推广,凸显了空间规划主动适应与管理洪涝风险的意图;二是从“城市内部”到“城市之间”的规划范围拓展。鼓励将流域范围内的多个城市作为一个整体,开展城市之间的洪涝风险联动治理与跨区域的资源整合利用;三是从“空间规划”到“空间治理”的规划内容延伸。主要表现在政策与制度管理的强化以及组织实施的体系化[6],注重以人为主体开展的风险管理、机构改革、协调治理等行为;四是从“认知现状”到“预知未来”的规划技术进步。融合计算机科学、公共管理等交叉学科技术,构建监测、预警、决策等功能集成的多智能系统,深入认知洪涝灾害的潜在风险与影响机制、开展短期预测以及规划方案优化[7];五是从“政府组织”到“多主体协同”的参与主体变化。应对洪涝灾害逐渐成为一种社会化行动,涉及中央和地方政府、学术界专家、相关部门(农业、环保、住房等)、社区居民等广泛的利益相关者。这些利益相关者之间的相互信任以及对本地信息的有效利用是加强协作应灾的关键[8]。
基于上述规划趋势,本研究将应对洪涝灾害的规划对象归纳为洪水资源、洪泛土地、社会行动。面向这三类规划对象梳理应对洪涝灾害的国际规划经验。
1.2 洪水资源
1.2.1 洪涝灾害的风险学习
洪涝风险可被理解为城市与区域遭受的洪涝威胁、受灾的暴露程度以及脆弱性[9],注重洪涝灾害影响(规模大小、淹没特征等)的不确定性、风险空间分布(暴露于洪涝淹没范围内的人口、资产数量与分布)的非均衡性、灾害损失(损失程度、灾后恢复能力等)的可能性。目前已形成包括洪涝风险识别、洪涝风险评估、风险图编制与应用、防洪预警响应等分阶段风险管理体系[10-11]。洪涝风险识别与评估多是基于地质、水文、历史淹没记录等数据,运用基于动态适应行为的代理模型[12]、混合人工智能模型[13]等仿真模型,模拟洪涝灾害的淹没面积、淹没时长、居民健康、财产影响等致灾特征指标,进而预判城市与区域可能面临灾害的风险程度以及经济损失。洪水风险图编制是国外应对洪涝的主流技术方向,相应的数字化、信息化制图方法与地图产品较为成熟:涉及洪水淹没图、洪水易发区划图、洪水保险费率图、洪涝避难信息图等类型,展示不同频率设计洪水的淹没范围、洪水风险等级、资产受灾保障、应灾安置与救援机构分布等内容,并借由数字技术进行加工、储存、分析以及动态可视化(图1)。此外,美国、英国等国家提供风险图编制标准与指南、洪水风险数据库、洪泛区管理指导、短期预警与监测等附加产品,服务于风险分析工程师、房地产与保险专家、实施减灾计划的地方规划者等相关专业人员与机构进行深度研究。
图1 美国国家洪水灾害地理空间数据库中的洪水风险图Fig.1 flood risk map from national flood hazard geospatial database of America
1.2.2 洪水资源的模块管理
洪水在自然环境中能够发挥排污净化、补给地下水、河流修复等诸多生态效应,将其作为一种资源进行有效管理与利用,成为实现人与洪水共存的重要路径。模块管理,即单个模块可以独立运作且具有分级启动功能,一方面能在洪水过境时给予足够的缓冲、涵养空间,另一方面可以根据实际需求匹配流域系统承载的洪水总量,达到资源利用高效的目的。荷兰实行“还地与河(room for the river)”政策,采取湿地和河漫滩、河流走廊修复、堤坝修缮等措施来实现较低的洪水水位、较小的洪水概率以及不易敏感的洪水排放量(图2),增加局部地区的地表径流,分散流域内洪水资源的容纳与管理空间[14]。在此基础上附加自然、景观、文化等要素,组织与调控多个小型独立、互相作用的生态小单元来适应复杂大型的过境洪水,以此保持整个流域的生态平衡。
图2 “还地与河”政策采取的为河流创造更多空间措施Fig.2 measures applied to create more room for river in the Room for the River program
1.3 洪泛土地
1.3.1 洪泛区的情景模拟与评估
国际研究与规划聚焦于洪泛区的情景模拟,以尽可能避免或减少洪泛区的开发建设,并为灾害损失估计积累了诸多经验。该评估多是以大型流域为对象,假设堤防溃堤、水库溃坝等情景,模拟与预测洪涝灾害的演化过程,判断可能的洪水发生概率、淹没范围与深度,进而评估资产损失与人员伤亡。荷兰在过去的10—15年中已经开展了莱茵河与默兹河周边地区的数百次洪水模拟,将评估结果存储在国家数据库,服务洪涝灾害风险图绘制、堤防建设标准制定、国家防洪标准修订、国土空间规划的用地调整等[15]。孟加拉国最易受洪水影响的地区之一:锡拉杰甘杰县运用贾木纳河流域的84个监测站水位数据,综合水动力学模型与洪水数字地面模型,模拟洪水重现期的淹没范围并进行损失评估,提出长时期洪水预报与警报、跨区域数据和信息共享等规划措施与建议[16]。弗雷德·哈特曼(Fred F.Hattermann)等构建多危害风险模型,模拟多瑙河流域2020—2049年的百年洪水重现频率以及不同情景条件下的洪水风险变化,服务城市的土地利用规划、水资源管理、重要基础设施的气候适应规划等[17](图3)。
图3 多瑙河流域2020—2049年的100年洪水重现频率模拟Fig.2 future recurrence of the 100-year flood simulation of the Danube River Basin from 2020 to 2049
1.3.2 洪泛区的用地调整与管制
国际的空间规划多通过调整土地利用类型、用地规模、空间布局等方式,加强土地利用布局与整体水文循环过程的协调,提高国土空间对洪涝风险的适应能力。主要包括两个空间尺度:流域层面与城市层面。日本东京的鹤见川流域水综合规划将整个流域划分为持水地区、滞洪地区和低洼地区,不同地区采取针对性策略,比如持水地区的城市地表或地下修建雨水存储池和调洪池,城市地面使用可透水性材料等,低洼地区增加排水设施、建设蓄洪池、普及耐淹型建筑物等[18]。英国在2018年修订版《国家规划政策框架》(National Planning Policy Framework)中提出城市应对洪涝灾害的空间开发原则:综合考虑地区的现状风险等级与未来影响进行开发项目选址布局,借助新开发项目提供的机会(比如应用了绿色工程措施与技术,具有适当的防洪和恢复能力)减少洪水影响等[19]。瑞士在城市应对洪涝政策中禁止与限制流域内的洪涝淹没区、水环境和生态敏感区等与城镇建设用地重叠,提出洪泛区的用地功能弹性转换:在特定时期用于农业种植、休闲观光,在洪水期暂停土地功能使用[20]。杰玛·舒奇(Gemma Schuch)等提出合理布局城市内的绿色开放空间,比如活动走廊、休闲区、便利设施和栖息地,在提供生态系统服务功能的同时提高局部地区的暴雨的渗流能力[21]。
1.4 社会行动
1.4.1 管理体系的横纵向关联
较多国家形成了横向延伸、纵向连续的应灾组织模式:除了增加纵向的管理层次,同时增加横向的管理单位,各部门之间独立又相互关联的关系使得应灾分工明确,提高管理效率。日本东京的鹤见川流域水综合规划推进主体包括流域水恳谈会(市民、市民团体、企业、行政部门)、流域水委员会(领域专家)以及流域水协商会(规划部门、实施部门)[18],通过多方利益主体的沟通、协调、联动来健全流域治水系统。泰国提出国家防灾减灾管理组织体系:从国家应急处理总部(属内政部门)到省级、区级、地方应急处理中心(属预防与减轻灾害部门)分层级传导[22],并针对湄南河流域成立了包括直属政府机构、技术专家、地方社区、非政府组织、环保主义者等人员在内的专属流域委员会,服务洪涝灾害发生时的快速应急与响应工作。
1.4.2 社区单元的自组织治理
当前,在世界范围内已经构筑起应对洪涝的社区参与式网络[23],促进居民在适应洪涝的城市规划和管理的全面参与,提高社区的反应能力和协调能力。巴西圣保罗科尔代罗流域注重强化社区、企业、政府等利益相关者之间的协作关系,提出邻里救援支持、固体废物收集系统改进、居民参与政府建设行为决策等建议,以期形成强大的应灾社区网络[24]。美国提出洪水保险计划,将地方采取防洪减灾措施作为社区参加洪水保险计划的先决条件,再将社区参加洪水保险计划作为社区中个人参加洪水保险的先决条件,通过由上至下的管制手段来推动减灾社区化[25]。孟加拉国借助通信技术与计算机技术,建立以社区为基本单元的洪水预报与警报中心(图4),采取电子邮件、网站、传真、手机短信和互动语音回复等方式,向社区居民、政府机构和非政府组织预报长达5天的洪水预报信息[16],当预报的河流水位超过危险水位时,地方社区的灾害管理委员会将发布洪水警报。
图4 孟加拉国洪水预报和警报中心的传播过程Fig.4 dissemination process of flood forecasting and warning centre, Bangladesh
2.国土空间安全语境下的洪涝适应性思路
2.1 国土空间总体规划与防洪安全
从最新国土空间总体规划编制指南及相关实践中可以看出,不同层级的国土空间总体规划在应对洪涝灾害方面提出了相应的需求、目标与举措。省级层面侧重国土空间总体规划的战略性与指导性,基于“双评价”结果开展情景模拟分析,进而明确城市与区域发展可能面临的灾害风险与安全挑战,在专题研究中强调“形成与水资源、水环境、水生态、水安全相匹配的国土空间布局”。市县级层面强调国土空间总体规划的传导性与可实施性,重视灾害风险评估,在专题研究中建议开展洪涝等自然灾害因素对国土空间开发保护的影响与对策探索,在基础设施规划中提出防洪排涝通道与蓄滞洪区优化、洪涝风险控制线划定、海绵城市建设等措施。流域层面暂未出台指南,从《长江经济带国土空间规划(2018—2035年)》的编制经验来看,更加凸显专项规划的专业性与针对性,采取城市基础设施防灾设计、生态保护与修复、重大防洪工程实施等规划策略[26],保障国土空间安全、提升应对灾害的韧性能力。
虽然应对洪涝灾害的规划需求在各级国土空间总体规划中愈发受到重视,但在以下方面仍显不足:一是停留在现状认知阶段,主要关注灾害风险评估、模拟技术应用、影响因素分析等,在此基础上如何进一步开展规划行动尚未形成较为清晰的思路;二是具体的应灾规划措施基本延续基础设施与防灾规划内容,如何更好的响应新时代国土空间安全维护需求有待进一步探索;三是洪涝灾害作为跨越时间维度、空间维度的周期性灾害,如何在不同层级的国土空间总体规划中体现规划措施的传导性与连续性,也有待思考与完善。
2.2 洪涝适应性内涵与特征
为克服与完善上述不足之处,本研究将“适应性”概念纳入到应对洪涝灾害规划当中。适应性(adaptation)一词本意是使适应、适合或者调整到,反映了个体、组织或者系统增强应对环境变化特征的客观情况。在政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)第五次评估报告中,“适应性”主要用在脆弱性、敏感性和适应能力的语境中,被定义为系统、自然或者人类应对气候变化已有的、可能发生的影响所做出的一种调节[27]。将适应性概念引申到应对洪涝灾害的规划当中,可以理解为:城市与区域依据当前存在或可能出现的洪水灾害状态,通过预防准备、缓冲应对、及时调整等方式有效应对灾害变化,同时为适应未来趋势留出下一步规划调整的余地[28-30]。
洪涝适应性特征主要体现在以下三个方面,一是双重的适应评估,包括对洪水的适应性与其自身的适应性。前者强调规划主体随着对洪水资源认识的不断变化而修正,后者是指适应规划过程的变化而开展的动态调整。二是模块化的自组织能力。通过局部的、独立的模块管理来进行更小更快的内在调整和修复,达到弱化洪水灾害带来的实际效果、维持现有功能不受较大影响的目的,提高规划与管理的灵活性与适应能力。三是持续性的学习调整。每次洪水带来新的挑战可作为适应性规划的触媒,新增的学习经验为城市规划创造了机会,使其得以调整空间结构,并逐步发展出多样化的应对策略[31]。
2.3 洪涝适应性规划框架
综合现有空间规划的洪涝应对需求以及洪涝适应性内涵与特征,本研究提出国土空间安全语境下的洪涝适应性规划框架(图5)。框架围绕洪水资源、洪泛土地与社会行动三方面,从应对洪涝灾害的国际规划经验中进一步归纳得到洪涝适应性策略:一、建议在流域专项规划中,增加洪涝情景模拟与淹没范围划定、生态单元规划与重大防洪设施布局、责权明确一致与规划实施监督内容;二、建议在长期洪涝泛滥地区的省级国土空间总体规划中,增加洪涝风险评估与数据库完善、国土承灾风险区划与功能管控、上下联动管理与层级递进模式强化内容;三、建议在长期洪涝泛滥地区的市县级国土空间总体规划中,增加多类型洪涝风险图绘制与风险学习、洪涝风险纳入生态环境敏感性评估、绿色空间适灾配置、项目选址避灾引导、多层次分阶段社区应灾体系构建内容。以此衔接各级国土空间总体规划中的风险评估、“三区三线”划定、国土开发与保护格局优化等。
图5 国土空间安全语境下的洪涝适应性规划框架Fig.5 framework for flood adaptation planning in the context of territorial space security
该洪涝适应性规划框架强化了不同层级国土空间总体规划之间的纵向传导以及总体规划内各方面的横向衔接,提高规划对洪水灾害动态变化的重视程度,促进国土空间总体规划与洪涝风险管理兼收并蓄。
3 衔接国土空间总体规划的洪涝适应性策略
3.1 流域层面
在国土空间安全语境下,流域专项规划除了关注各类要素的合理流动与高效集聚、运用规划手段调配与引导空间发展之外,还需强化统筹流域的空间保护与生态修复,尤其注意水循环及其伴生过程的完整性,以此保障流域有效应对洪涝灾害的适应能力。
首先是综合考虑流域的气象与生态条件、人口与经济活动、历史洪水位线等要素,基于GIS平台开发包含风险模拟、损害评估等模块的分析模型,模拟50年一遇、100年一遇、200年一遇等洪水重现频率下的流域洪涝风险情景与淹没范围。基于洪涝风险范围划定结果,一方面规划流域内需要保护的关键河道、大型湖泊、干流河滩、自然湿地等关键生态单元,量化其过水断面宽度、预留面积与控制边界,以此衔接专项规划中的资源要素保护与利用内容;另一方面统筹布局重大防洪工程设施,局部提升现有设施的防洪标准,以此衔接专项规划中的基础支撑体系内容。为开展上述工作,建议在专项规划中的区域协调与规划传导内容中,构建中央直管、央地共管、地方管理的防洪管理模式,以便将各适应洪涝措施有效落实到具体操作的监测机构与相关职能部门。此外,规划部门需协同负责环境保护的政府机构(如生态环境部门、水利部门等)以及社会组织机构对防洪规划实施情况进行监督,定期向政府及社会公开流域环境评价报告以及防洪措施实施报告[32]。
3.2 省级层面
既有的省级国土空间规划编制多是考虑城镇体系与等级规模、产业与各类设施布局等空间发展策略,对于易受洪涝灾害影响的地区则需进一步关注特定灾种带来的潜在风险,进而优化省域国土空间开发与保护格局[33]。
在开展省域层面的灾害风险评估过程中,建议将洪涝灾害作为独立的影响因素,在流域洪涝情景模拟结果的基础上,进一步细化评估省域范围内的致灾因子危险性(暴雨强度、频率等)、承灾体易损性(人口密度、资产分布等)等内容,将评估结果叠加在国土空间总体规划工作底图之上,从防灾角度强化国土空间安全底线。同时,评估结果可作为洪涝灾害风险分析图纳入省级国土空间规划数据库当中,服务资源环境承载能力评价与国土空间开发适宜性评价。将风险评估结果转化为洪涝风险区划,不同风险等级的地区提出特定的、适应洪涝的用地管控要求,尽可能避免城镇开发、农业发展等人为活动出现在高洪涝风险地区:比如低风险地区考虑规划休闲旅游、农业生产等功能,中风险、中高风险地区规划动植物栖息地等生态功能,高风险地区预留空间用于行洪、分洪、蓄滞洪以及必要的防洪设施建设。该风险区划与管控要求可直接指导国土空间“三区三线”划定与开发保护格局构建。需要注意的是,流域层面所规划的防洪生态单元、重大防洪设施需被纳入到中风险、中高风险、高风险地区,在省域生态保护红线划定过程中明确其规划范围。最后,强化上下联动、层级递进的管理模式,自上而下开展流域洪涝风险评估、搭建流域基础信息平台、编制分区洪涝规划、分解具体指标和落实开发保护项目,自下而上反馈实施问题至上级部门、省级与地方政府部门协同治理,提高洪涝适应性规划的实施性与可操作性。
3.3 市县层面
由于洪涝灾害具有自然和社会的双重属性,市县国土空间总体规划在关注防灾减灾标准、防灾空间分区、应急设施布局等工程性措施之外,建议从适应洪涝的角度完善生态保护红线与城镇开发边界划定工作,同时将社区作为应对洪水冲击的第一阵线,提高其在安全韧性城市建设中的倡导力。
首先,在省域洪涝风险评估结果的基础上进一步细化市域洪涝风险评估,增绘洪水淹没范围图、洪水易发区划图,服务国土空间安全格局构建。图中除了展示河流湖泊等水体的潜在洪涝风险之外,还需增加城市因暴雨可能出现的内涝风险信息。以区、县为单元绘制洪涝避难风险图,协助社区居民及时有效的获取最新风险信息、社区提供的防灾设施与避难场所、应对洪涝灾害时的疏散方向与转移路径等。
其次,基于省域洪涝风险区划与用地管控要求,对市县域的生态与城镇控制线划定工作、城镇发展重点地区空间布局提出精细化指引。一是在生态环境敏感性评估中纳入洪涝风险信息,将洪水易发区划图(即体现江河湖泊等自然水体受洪涝影响的脆弱区域范围)与生态环境极敏感区范围图叠加,采取应划尽划、边界微调等方式来调整生态保护红线划定结果;二是有效配置市县域的森林公园、雨水花园、雨洪景观广场等绿色开敞空间给高洪涝风险地区,以此优化市县域的绿地系统与景观格局;三是从适应洪涝的角度调整城镇开发边界与城市功能布局:依据未开发区避损、已开发区减损的原则[34],一方面禁止与限制新城、新区或各类开发区项目选址在高洪涝风险地区,无法调整规划的情况下需评估项目是否具有适当的防洪和恢复能力、能够提供超过洪水风险的、更广泛的可持续性收益。另一方面引导既有开发项目从高洪涝风险地区或未来会增加风险的地区迁移至更安全的地区。
最后,规划“社区信息网络—公共开放空间—微型邻里单元”的应灾组织结构,提出洪涝风险信息处理中心增设、社区信息网络预警调控、开放空间功能弹性置换、微型邻里单元应灾组织等规划举措,致力于形成从灾前预防到应对、从灾中管控到灾后恢复的多层次、分阶段社区应灾体系(图6)。
图6 分阶段社区应灾体系示意Fig.6 phased community disaster response system
4 结语
城市与区域应对洪涝灾害已不再局限于通过建设大量工程性措施来控制河流与海岸,更多的是运用风险管理的思维,协同水管理、交通运输、区域规划等多个部门,开展各类预防和减轻洪涝灾害的非工程措施与规划。文章基于国土空间安全语境,从洪水资源、洪泛土地、社会行动方面汲取城市应对洪涝灾害的国际规划经验,提出具体的、可操作的洪涝适应性策略,达到有效保护水土环境敏感地区不受城镇开发建设干扰的目标。
各层级国土空间总体规划编制指南与规划实践中虽提及灾害风险评估、防灾设施布局等内容,但在适应洪涝的规划行动思路、响应国土空间安全维护需求以及如何在不同层级空间规划中传递指导等方面仍有待完善。文章所提的洪涝适应性策略涵盖水、地、人三要素,逐一衔接国土空间总体规划的流域专项、省级层面、市县级层面,形成较为清晰的洪涝适应性规划框架。同时,明确各策略能够服务各层级国土空间总体规划编制过程中的具体环节,精准服务国土空间开发与保护格局规划。此外,强调政府、社区、个人等多组织形式开展持续不断的调整与学习,促进不同层级国土空间总体规划的行动策略能够有效传导。
由于我国地域气候多样、洪水灾害频发,开展洪水的适应性规划与管理有较大的复杂性和针对性,文章所提洪涝应对规划策略是在既有编制指南与规划实践的基础上尽可能补充与完善,以期提高空间规划手段在城市与区域应对自然灾害工作中发挥的积极作用。
图片来源:
图1:Federal Emergency Management Agency.FEMA’s National Flood Hazard Layer (NFHL) Viewer[EB/OL].[2022-01-18].https://hazardsfema.maps.arcgis.com/apps/webappviewer/index.html?id=8b0adb5199 6444d4879338b5529aa9cd.
图2:BOER J D, DIEPERINK C, MUKHTAROV F.Social Learning in Multilevel Flood Risk Governance: Lessons from the Dutch Room for the River Program[J].Water, 2019, 11(10): 2032.
图3:HATTERMANN F F, WORTMANN M, LIERSCH S,et al.Simulation of Flood Hazard and Risk in the Danube Basin with the Future Danube Model[J].Climate Services, 2018, 12: 14-26.
图4:ALI H, BHATTACHARYA B, ISLAM A S,et al.Challenges for Flood Risk Management in Flood Prone Sirajganj Region of Bangladesh[J].Journal of Flood Risk Management, 2017: 12450.
图5-6:作者绘制