韧性城市视角下的小城镇地下空间防灾韧性评估研究
——以安徽绩溪县为例
2022-04-13舒瑞瑶合肥工业大学建筑与艺术学院硕士研究生
文/舒瑞瑶 合肥工业大学建筑与艺术学院 硕士研究生
王 方 合肥工业大学建筑与艺术学院 副教授 硕士生导师(通讯作者)
张奇智 合肥工业大学建筑与艺术学院 硕士研究生
引言
我国作为地域广阔、拥有丰富自然资源的国家,由古至今遭受了很多自然和人为灾害。尤其千禧年后,诸如汶川地震、玉树地震、舟曲特大泥石流以及2019年末暴发的新冠肺炎等灾害,都给我国社会经济造成了巨大创伤。国务院于2020年正式将“韧性理念”纳入国家治理体系,建设韧性城市是当下城市应对灾害风险的必然路径。
笔者依据诸多中外学者的相关文献资料,进行归纳及整理。在城市韧性特征的研究上,国外学者中,Cutter等共同构建了以社会、经济、基础设施、机构与环境五个维度27个指标因素的韧性评价体系[1];Hudec等从经济、社会、社区管理三个维度12个指标因素构建应对经济危机的城市韧性体系[2]。国内学者中,白丽敏等从经济韧性、生态韧性、基础设施韧性、社会韧性的角度构建了中国城市韧性的综合评价指标体系[3];邹清明等在模糊综合评价方法基础上,对城市社区的应急管理脆弱性在人口社会特征、政治与经济、地理与环境、公共管理四大方面进行了分析[4];闫晨等采用PSR模型从系统应灾压力、灾时状态和应急响应三个角度构建了历史街区防火韧性评估体系[5]。
地下空间作为城市地面发展的补充空间,由其特殊的防灾特性在面对城市灾害时可以起到缓冲作用。目前,我国地下空间开发利用大多集中在东部大城市,地下空间功能需求大多为商业、停车等,对于防灾减灾功能的重视度较低。而在当今城镇化和韧性城市建设背景下,很少有针对利用地下空间来提升小城镇韧性建设的研究。因此,本文从韧性城市相关理论出发,由灾前、灾中和灾后三个阶段切入,对绩溪县地下空间的防灾韧性进行评估和分析,探讨我国小城镇地下空间韧性建设的途径。
1 小城镇概况及防灾韧性评价
1.1 城镇特征
1.1.1 城镇人口老龄化问题严重
据人口老龄化的研究分析,目前国际上人口老龄化标准普遍用60岁及以上人口占总人口的比例超过10%,或65岁及以上人口占总人口比例超过7%这两个标准来衡量[6]。据《中国统计年鉴2020》资料显示,中国65岁及以上人口占总人口比例在2000年第五次人口普查中已突破7%,在2019年达到12.6%,意预着中国已经进入老龄化国家。目前中国仍有57%的65岁以上老年人生活在农村,伴随中国城镇化速率的加快,小城镇“空心化”现象加重,城镇人口老龄化问题将日趋严重。
1.1.2 城镇社会经济发展较落后
基于小城镇自身较小规模、资源以及区位等问题,小城镇的社会经济发展特征较城市来说有较大差异。并且由于长期处在“等、靠、要”的阶段,间接导致了城镇内部建设发展缓慢、市政基础设施建设不完善、社会制度落后、居民受教育程度低、防灾意识淡薄等情况的发生。在这种情况下,小城镇对于地下空间的开发必然只能囿于经济限制,只能建设基础的地下人防工程和地下车库和仓储空间。这些城镇发展问题作为一个定时炸弹随时威胁着小城镇的整体安全。
1.1.3 城镇基础设施建设不完善
在防灾方面,城市生命线系统对于城市正常运作和社会经济稳步提升起到预防、应对和维护适应的作用;在社会性基础设施方面,由于资金匮乏、技术落后和城乡建设需要等原因,多数小城镇并没有很重视。同时,相比城市而言,小城镇对于医疗建设、教育科研、社会福利设施、住房保障等方面也涉足较少。
1.2 应灾全过程中的韧性特征
灾害发生前,系统处于稳定状态,地下空间可作为良好的承灾体,具有避难空间承灾能力和工程承灾能力;灾害发生时,小城镇地下空间的韧性主要体现在应对能力上。一旦灾害发生,由于城区内防灾警报器、地下空间内火灾监测器等配备情况以及政府对灾害的预案能力,都影响着小城镇地下空间灾害自救以及利用地下空间避灾脱险的能力。灾时小城镇地下生命线系统的正常运作、地下空间的抗灾性能等是考虑的重点内容;灾害发生后,恢复能力主要与小城镇的社会以及经济界能力有关,结合小城镇自身的资源和外界赈灾援助,从而在社会和经济的共同调节下使地下空间系统恢复。地下空间的适应能力主要体现在城镇经过多次灾害后,可以做到汲取经验并针对性应对。
2 小城镇地下空间防灾韧性评估
2.1 指标来源及方法
2.1.1 评估指标来源
笔者依据文献资料和前期调查,总结归纳得出评估指标选取应遵循完整性、独立性、综合性和可行性四项原则。依据上文在应灾全过程中的韧性特征分析,从承灾韧性、应灾韧性、恢复韧性和适应韧性四个维度构建防灾韧性评估体系。其中包含地下空间承灾、建筑工程承灾、组织机构应灾等8个准则层和23个指标。
2.1.2 FAHP模糊层次分析法
模糊层次分析法是一种将层次分析法和模糊综合分析法相结合,利用模糊数学理论来解决层次分析法中模棱两可问题的方法。模糊数学中“隶属度”可以将评价结果以量化的方式直观地呈现出来。
2.2 权重确定
2.2.1 构建判断矩阵与权重计算
本文研究中,主要采用AHP层次分析法来确定指标体系的权重。邀请涵盖城乡规划、建筑等相关领域专家和从业人员分别对各个指标重要性两两比较,构建判断矩阵。提取判断矩阵中横向元素乘积开方,得到绝对权重后,按列归一化处理后得到权重值。经过一致性检验后,通过加权几何平均法得到专家组的综合权重值。如表1所示。
2.2.2 模糊综合评价法确定评价等级
表1 小城镇地下空间防灾韧性评价各级权重值(表格来源:作者自绘)
则一级评价向量Bi为:
依据最大隶属度原则:
bh即为最终的评价等级。
3 绩溪县地下空间防灾韧性评估
3.1 绩溪县概况
绩溪县地处皖南与浙江临安的交界处,与黄山市、宁国市、旌德县毗邻,是安徽省境内有名的山水城市。安徽省地质灾害防治“十二五”规划中,将绩溪县划分为地质灾害高易发区,其中山体滑坡、泥石流等与汛期有关的地质灾害为主要灾害类型。降雨量很大程度上决定了地质灾害发生的频率和强弱。
现状地下空间一共14处,总量为8.17万m2,主要呈点状分布于新站片区和东山片区等处,多结合近几年新建小区建设,使用功能以地下停车和人防工程为主,空间分布不均匀。
3.2 韧性评估分析
依据上文对绩溪县现状的调研和资料收集,结合实际情况和专家意见,将评语集V设定为五个等级,即V=(很差,较差,一般,较好,优秀)。邀请相关专业及领域研究的9名城乡规划和建筑学专家进行问卷调研,并通过及时回访和修改后,回收问卷进行数据整理并计算分析,对各准则层韧性评价指标进行对比(图1),最终得到绩溪县地下空间防灾韧性评估结果为B=[0.0152 0.3185 0.5075 0.1550 0.0037],依据最大隶属度原则Bmax=0.5075,则绩溪县地下空间防灾韧性评价为“一般”。
图1 绩溪县地下空间防灾韧性评价准则层隶属度分布图(图片来源:作者自绘)
4 绩溪县地下空间韧性防灾优化策略研究
4.1 构造稳固适宜的地下空间承灾工程基础
地下空间作为城市快速发展中的衍生部分,当面对外部灾害时具有天然的防护属性和避灾功能。应满足地下空间开发需求,并对绩溪县地下空间在防灾需求上结合其他功能进行平灾设计。同时优化地下空间防灾工程设施配置,对地下抗震工程、地下市政管廊、地下防洪设施进行优化,并结合现状绿地、广场、学校等开敞空间进行布局,打造绩溪县“海绵”功能。
4.2 强化灵活冗余的地下空间综合应灾能力
对现状地下空间的内部设置防火设施,当人员避灾时可有效阻隔烟尘和高温。并配置地下火灾报警和消防设施,保证火灾发生时可以及时扑救。同时应优化消防疏散通道,明确疏散路线,在出入口处设置应急照明装置和疏散指示标志,确保居民可以安全撤离。对于绩溪县地下空间医疗救护,可以结合地下空间的应急物资储备能力进行平灾转化。同时,应优化相关部门地下空间应急管理水平,制定多灾种多部门协同预案措施,建立地下空间防灾智慧管理平台,构建灵活多变的地下空间应急防灾体系。
4.3 营造丰富高效的城镇社会经济恢复空间
对于地下空间的防灾投资建设,采取政府主导、开发商管理的模式。县城内现状地下空间多为停车场、仓储等“存量”空间,防灾功能有限。在地下空间权属上,政府应加大投资水平,放权鼓励开发商建设防灾地下空间,并给予一定优惠政策。在平时为开发商进行运营管理,灾时由政府统一统筹,将“存量”转化为具有防灾能力的“变量”空间。
4.4 打造多样联合的公众参与适应学习体系
通过政府部门、社会组织和居民个人三方的综合协同和多样联合,构建“政、社、民”防灾适应学习体系,全方面提升城镇防灾韧性水平。政府部门应在城镇、片区、社区三个层面来积极开展相关科普和演练活动,采取优胜奖励、参与鼓励的方式积极动员,定期组织居民参观防空洞等地下空间,了解地下空间建设情况和人防历史,消除居民对地下空间幽闭环境的恐惧心理,提升居民地下空间防灾了解度和兴趣性。
结语
随着城镇化的飞速提升,对于韧性城市的建设将逐渐由大城市向小城镇渗透。本文构建了小城镇地下空间防灾韧性评估体系,通过实证应用提出相应优化策略,为绩溪县以及其他小城镇在基于防灾韧性的地下空间评价和开发上提供了新的思路和借鉴意义。