新形势下粤港澳大湾区城市防洪规划问题与建议
2022-12-08林焕新靳高阳
林焕新,靳高阳
(中水珠江规划勘测设计有限公司,广东 广州 510611)
粤港澳大湾区在国家发展大局中具有重要战略地位。但其地处珠江流域下游,河网密布,水问题十分复杂,洪潮涝灾害、水质型缺水等水安全问题日益频发。尤其是近年全球气候暖化带来的海平面上升持续影响,超频的台风暴潮、短历时强降雨和干旱等极端天气更为频发和剧烈,叠加人类活动引起产汇流集中、洪水归槽等影响,为城市防洪规划工作带来了诸多挑战和发展机遇。为贯彻落实“十四五”规划,推进新型城市加强水利基础设施建设要求,扎实做好大湾区城市防洪规划工作,助力大湾区高质量发展势在必行、刻不容缓。
1 新形势下水利等环境治理“大变局”
当前我国把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,需要坚持环境友好,合作应对气候变化和日益频发的洪潮涝旱灾害,保护好人类赖以生存的地球家园。
2 大湾区城市防洪规划的“新目标”
水利事业是关系到国计民生的基础,在国民经济发展中的具有重要的战略地位。而作为水利工作的基础与前提,顺应国际国内形势做好水利规划的重要性不言而喻。因此,水利规划特别是城市防洪规划要适应我国经济发展的新水平,就要明确新形势下的新目标。首先,粤港澳大湾区建设等重大国家战略所在区域,规划水平和安全保障程度要与欧美日等发达经济体看齐;第二,在规划定位方面,水利专项规划要协调并促进国土空间规划体系的建立并监督实施,实现“多规合一”[1];第三,在规划理念和内容方面,要把生态文明建设理念和环境治理理念全方位融入城市防洪规划全过程,同时应对气候变化的长远影响;最后,在规划方法方面,采用更详细的资料、更先进的技术和更开放的水利信息资源共享平台,进行精细化规划,并与国土空间规划相协调。
3 新形势城市防洪规划的“新问题”
3.1 面临气候变暖、极端天气频繁和海平面上升等长期影响的挑战
以粤港澳大湾区所在珠江三角洲为例,广州近100年气温上升了1.4℃。进入新世纪以来的19年,是广州有气象记录以来最暖的时期。以往香港天文台总部每h雨量破纪录的情况(1885—2015年),几十年才发生1次,而近几十年却屡破纪录[2]。珠江三角洲主要受潮汐影响的站点,近30年的最高潮位比1990年前30—40年的最高潮位平均升高0.61m,其中东莞泗盛围站升高0.94m、澳门内港站升高0.84m、香港尖鼻咀站升高0.83m。20世纪90年代原认定珠江河口的100年一遇风暴潮现仅为20年一遇左右。根据IPCC评估[3]成果,到2100年预估海平面上升可能区间的上界将达到1.1m,大部分地区100年一遇的局地极端海平面事件(HCE)至少会每年发生1次,如图1所示。可见,科学地编制防洪规划、科学应对气候变化和海平面上升等任重道远。
图1 区域海平面上升对预估的极端海平面事件的影响示意图
3.2 空间精度尚不满足城市国土空间规划要求
防洪规划主要涉及到流域,规划范围大。以往编制多偏重于安全性控制指标,对规模、标准、保证率、河宽、水体面积、容积及相应的控制水位和高程敏感,规划阶段成果大多是示意图性质。如珠江的防洪规划总体布局主要布置在示意图上[4],防洪规划编制规程[5]要求规划总体布置地形图的比例尺一般为1/25000~1/100000,空间坐标精度总体要求较低。但国土空间规划要求一张图叠加,如至少在比例尺1/10000图上进行空间协调。且城市专项规划已逐步向1/500城市地形图、DEM分辨率1m等高精度发展。因此,水利规划示意图性质的成果因无准确规划坐标范围,存在难以与国土空间规划三区三线空间等成果叠加的问题,往往造成城市用地协调困难、水利规划方案难以落实的尴尬局面。
3.3 规划建设阶段与国土空间规划阶段不协调
防洪规划与国土空间规划,虽然都是规划阶段,但是两者的规划范围、内容和深度要求存在着一定的差异。国土空间规划是对一定区域国土空间开发保护在空间和时间上做出的安排,包括总体规划、详细规划和水利专项规划。相对而言,总体规划、详细规划侧重于省、市、县和乡镇等拟规划建成区的土地利用类型和生态环境保护区划的空间布置方案,如对交通、管线等的规模和竖向的总体安排,一般成果是明确的。但水利规划面临的不确定性较高,存在着流域规划范围往往远大于国土空间规划范围,气候变化引起的水文水资源变化和洪潮涝变化复杂,规划规模的确定和调整与社会经济发展不适应,地形和地质条件在规划阶段精度不够,不同工程布局方案在规划阶段论证深度不够等问题,因此难以在规划阶段就有明确的空间布置方案。水利规划的工程建设方案往往是在可行性阶段经过比选论证后,空间布置方案才真正落图,才能确定建设用地并与国土空间规划协调。
3.4 规划建设内容偏传统、与城市规划融合不够
如水利部门确定江海堤防工程,根据规划标准确定规模和堤防断面型式,完成堤防建设即满足保护城市的防洪任务要求。但从城市建设角度,堤防仅是滨海滨河区域建设其中一刚性的防护屏障,城市规划的理念还要需要利用城市滨海的基础设施建设,构筑城市安全韧性(刚性、弹性和可恢复性)的发展格局,这些要求则超出传统水利范畴。以深汕滨海地区城市设计为例[6],如按照传统水利设计报告,水利部门只需要按照相关技术规范200年一遇防洪标准布置堤顶高程为7m(较现状地面高5m)的滨海海堤,提出排涝河道和泵站的布局和设计规模,但这显然不适应现在的国土空间规划,很可能会出现堤防割裂城市景观、生态环境的不利局面。
3.5 缺乏系统性、综合性防洪减灾规划设计
目前,世界先进经济体在规划设计中多数考虑2100年海平面可能增加的不确定风险,如中国香港为应对极端气候,规定了未来需要额外增加的海平面上升幅度和设计暴雨幅度,在防潮规划设计中考虑21世纪中期(2041—2060年期间)增加0.23m,至21世纪末期(2081—2100年期间)增加0.72m的影响[7]。如泰晤士河2100规划,为解决泰晤士河口区的防潮问题,提出在已建泰晤士河水闸下游新建Tilbury、Long Reach两个闸址比选方案[8]。纽约湾区为应对气候变化也提出韧性城市建设。面对极端条件,USACE在纽约湾区风暴潮风险管理研究中[9]提出了堤闸结合的较为刚性的多种防御方案,其中全湾区的闸堤方案如图2所示。荷兰实施了增加河道宽度、增设蓄滞洪滨河空间和恢复河道自然功能的建设措施[10]。日本的“游水地”鹤见川多功能滞洪区建设[11]实现了高密度城市中结合蓄滞洪区的分、蓄、退洪设施和滨河景观、体育设施建设等综合功能,如图3所示。相关案例均体现出重视城市作为有机生命体,结合城市建设的方方面面,系统、综合地满足洪潮涝安全、景观、自然生态、社会经济价值、旅游等各行业的需求。
图2 纽约湾区全闸坝研究方案
图3 鹤见川多功能滞洪区洪水分、蓄、退洪示意图
4 加强防洪规划和城市规划融合建议
水利规划特别是涉及城镇规划的防洪规划,尽可能协调和指导城市规划,做到城水相融、相辅相成、相互促进,应认识到水体广泛存在山水林田湖草中和人居住的基础设施中。新形势下城市防洪规划,不只限于传统的防洪潮排涝体系和工程布局,还需要衔接好城市排涝排水条件,协调城市基础设施和自然环境,让水体调控自如、构筑城市水安全的格局。在与城市规划部门协同研究规划时,针对防洪安全提出以下规划措施建议。
4.1 确保防洪基础设施空间预留
随着我国进入新发展阶段,新型城市建设、生态文明发展理念进一步发展,河湖长制及河湖划界、岸线规划的系统实施,应当结合城市规划建设的方方面面,扩大河湖水体空间,恢复、增加河网水系密度,提高蓄滞泄能力,扭转城市因城镇化造成的河湖水体萎缩带来防洪排涝不利影响的局面。除常规的江河湖海堤防用地范围,还应在城市规划中结合绿地旅游等需求,在沿河沿湖沿海预留多功能空间,应对未来防洪潮排涝不确定影响。如作为未来可能需要布置进一步提标堤防、河道行泄洪的空间。
4.2 强化竖向管控
提出城市陆域分层设防的理念,对于重要城市重要基础设施区域、一般不淹没的场地、可淹绿地和场所、生态湿地、河道底高程均提出规划竖向要求,同时满足防洪景观需求。
4.3 建设韧性城市
参考美国、英国等经验,根据城市防洪保护区内不同保护对象的特点、可能淹没程度、脆弱性、社会经济重要程度、受灾程度和恢复能力等进行洪涝灾风险分析评估,综合统筹,根据城市特点和不同防护对象提出适应性策略和措施,例如提出地铁、地下空间的防御措施和防御预案等。确保洪涝灾害发生时有较强的适应性和可恢复性,满足韧性城市的建设要求[12- 13]。结合城市设计,系统、综合利用滨河滨海公园广场、绿地沙滩、湿地、红树林、防波堤、码头和防风林等,减少后方陆域风暴潮影响并增强河岸海岸的防护能力。
4.4 建设弹性水网
主要理念包括退让滨河空间、设置蓄滞洪和调蓄水体空间、滨河设施采用架空型式、增加水体和城市其他行泄洪通道(包括低洼草地、泄洪道路等)的连通性和调蓄能力等措施,实现滨河场地弹性可恢复,即河道有水、河滩能湿,草地能排,一般能淹,重要建筑物能避等措施。
5 提高水利规划适用性建议
5.1 共享精细和新技术运用
在满足数据安全保护要求基础上,研究建立水利数据服务中心,提高水利信息资源开放共享程度;提高采用数字地形分析精度和规划水利工程空间布局精度;运用基于GIS、BIM、IOT、大数据、AI等新技术,启动数字孪生规划场景,构建规划方案分析和采用的二、三维仿真模型。
5.2 因时制宜,动态调整规划深度
研究提高防洪规划深度和阶段安排,如对于重点建设区域、与城镇空间协调紧密的防洪工程,在规划阶段能基本达到现有可研阶段空间布局的深度,满足城市建设要求。
5.3 扎实基础,推广水文气象科研成果的应用
进一步开展气候变暖、海平面上升对降水、风暴潮水位、咸潮的基础性研究,并应用于水资源、防洪排涝防潮等水利规划;学习和响应IPCC和欧美等先进发达国家应对气候变暖、海平面上升、洪涝加剧的风险评估和理念,应用于包括防洪的水利规划。
5.4 重视系统性、综合性防洪减灾工程措施
重视系统性规划蓄滞洪、泄洪、分洪、挡潮和海岸防护等综合工程措施。如粤港澳大湾区整体防洪措施,应统筹考虑未来海平面可能上升、风暴潮加强的影响,充分应对极端气候变化影响,学习吸收国内外先进经验,借鉴美国、荷兰、意大利、俄罗斯和国内黄浦江河口建闸前期研究成果,开展粤港澳大湾区闸堤联合防御方案的前期研究;从流域层面考虑上游蓄滞洪和分泄洪的前期研究,应对防洪标准提高和洪水归槽的影响,持续提升粤港澳大湾区的抗风险能力和适应性。
6 结语
十四五规划提出要全面提升城市品质,统筹城市规划建设管理,推进新型城市建设,建设韧性城市;国务院办公厅《关于加强城市内涝治理的实施意见》[14]提出用统筹的方式、系统的方法解决城市防洪排涝问题。本文梳理城市防洪规划新形势、目标和存在问题,提出了防洪基础设施空间预留、强化竖向管控、建设韧性城市、建设弹性水网等与城市规划相融合的建议,以及共享和新技术运用、动态调整规划深度、推广水文气象科研成果的应用、重视系统性、综合性防洪减灾工程措施等防洪规划适用性建议。