高原山地城市安全韧性家园构筑

高鹏飞 苏振宇

摘 要：高原山地城市在遭受地质灾害时，有着灾前预测效果差，灾时持续时间长，灾后恢复效率低的特点。为构筑“人人安居”的安全韧性家园，本文基于USGS 监测校正后数据，对云南省地震灾害情况进行地震点位、地震频率、震级强度和断层距离分析；结合分析结果，以普洱市为典型，利用植被覆盖数据、地震断层数据、土壤类型数据和地形坡度等土地资源数据构建地震安全韧性指标评价体系，并利用熵权法确定指标权重，栅格计算得出实际地域层面地震安全韧性空间分布情况；再结合防灾减灾规范和应急避难场所规划要求进行静态指标分析，构建城市道路网络，分析动态可达性。结果表明：当下高原山地城市防震减灾避难场所规划往往停留在静态人均指标层面，缺乏对自然资源要素的综合分析，在交通路线单一的高原山地城市中应急避难场所的可达性远不达标，据此提出优化策略。

关键词：城市安全；高原山地；防震减灾；应急避难；韧性家园；规划方案；优化策略

中图分类号：TU984.11+6；P642.27 文献标志码：A 文章编号：2095-1329（2023）03-0006-06

早在20 年前，联合国可持续发展全球峰会上首次将“韧性”概念引入城市建设与防灾减灾领域。2020 年，党的十九届五中全会上《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》首次提出建设“韧性城市”的目标。2022 年5 月12日中国第14 个全国防灾减灾日，主题就设为“减轻灾害风险，守护美好家园”。从韧性城市的规划到安全家园的构筑，均在强调人民日常生活与安全韧性家园构筑的紧密联系[1-2]，安全韧性家园的构筑为城市应对各类灾害时提供了一个弥足珍贵的先行样本。

中国是一个气象灾害、水文灾害与地质灾害频发的国家，有着数量多、危害大、时间久的特点。有记录以来，公元1303 年到2008 年，中国经历了百余次对城乡居民生命财产造成严重破坏的地震灾害。地震灾害具有突发性强、破坏性大、成灾范围广、社会影响深、防御难度大和次生灾害严重等特点[3-4]。对城市而言，城市中心城区人口密度大，建筑开发强度大，基础设施分布密集，在遭受地震灾害时将承受更大的生命财产损失[5]；对乡村而言，高原山地城市高程较高，坡度较大，大量农村宅基地临山而建且缺乏防护措施，在遭受地震灾害时将存在严重的生命安全隐患和财产损失风险。地震灾害在发生时，受灾程度往往与致灾因子与脆弱性的乘积成正比，与应对能力成反比。当下针对地震灾害的研究范围较广，但较多集中于自然科学领域，主要对致灾因子预测、自然环境脆弱性和防震减灾工程及其材料相关领域[6-7] 进行分析，在社会科学层面的研究主要围绕城市应急避难场所[8] 与应急疏散通道[9]规划设计和城市防震仿真模型模拟设计[10-11] 展开。此外，也有学者聚焦乡村地区，通过地理信息工具对单一少数民族村落在地震前后的布局调整进行分析，研究其布局变化影响因素和未来衍变趋势[12]，但当下研究仍缺少对区域范围层面与实体地域层次的防震减灾相关研究。

城市规划与建设与防震减灾规划往往关联于人均应急避难场所指标的静态指标管控和紧急疏散通道的静态交通规划，并结合相关法律条例与工程规范对防震减灾工程管理工作进行指导与监督。通过目前国内外的研究可以看出，现有研究多集中于自然科学方面的工程技术研究和社会科学方面的城市模型模拟，亦或对刚性人均指标的静态管控和疏散通道的静态规划，缺少自然与社会学科的综合研究以及动态与静态防灾减灾措施的统筹考虑。本论文基于美国地震监测局数据（数据校正后），对云南普洱市域范围内地震灾害情况进行分析，构建地震安全韧性指标评价体系，并利用熵权法确定指标因子权重，分析普洱市实际地域范围内地震安全韧性空间分布情况。同时，构建城市网络进行应急避难场所动态可达性分析，提出当下高原山地城市防震减灾规划应突破静态指标层面，综合考虑高原山地城市自然资源条件相关因素，深入探索“人本”视角下的应急避难场所规划新规则，并提出相关优化策略。

1 研究区概况

云南省位于中国西南地区，受横断山脉与哀牢山脉影响，地势呈西北高东南低，平均海拔约2000 m，山地面积占全省总面积的89%，坡度25°以上面积占全省总面积的44%，为典型高原山地地形。云南省下辖16 个地级行政区，因独特的地形地貌，其受地震、滑坡、泥石流等地质灾害影响较大。从1900 年到2022 年间，云南省发生地震共计1021 次（图1a），其中有感地震491 次、中强震479 次、强震42 次、大地震9 次。1988 年，普洱市澜沧县、临沧市耿马县在15 分钟内相继发生7 级以上大地震，共计伤亡4848 人，造成直接经济损失25.11 亿元。隨着中国土地城镇化和人口城镇化的不断推进，地震发生频率逐年增加，面临的生命财产与安全隐患愈加严重，对防震减灾相关措施的规划优化迫在眉睫。通过对地震点位与断层距离的分析，可知地震发生频率与地震断层距离呈负相关关系，距离地震断层越近，地震发生频率越高（图1b）。同时，对地震震级强度进行叠加分析，可知强震级以上地震发生频率与地震断层距离同样呈负相关关系，且强震级以上地震均发生在距离地震断层50 km 范围内（图1c）。基于行政区划对云南省地震情况进行综合分析（图1d），云南省大地震级以上地震发生频率最高的城市依次为普洱市、西双版纳州、保山市、临沧市和玉溪市，地震发生频率最高的四个城市为昭通市，大理州，普洱市和丽江市。

根据地震发生频率和高强度地震发生频率，以普洱市为例进行市域层面地震安全韧性空间分析和应急避难场所规划分析。普洱市位于云南省西南部，全市面积45385 km2，是云南省国土面积最大的辖区，海拔范围在376～3306 m 之间，境内群山起伏，山地面积占98.3%，坝区及河谷面积占1.7%，为典型的高原山地城市。

2 研究方法

2.1 数据来源与研究路径

本研究所用数据主要基于开源大数据和统计调查数据（表1），开源大数据包括土壤类型数据、植被覆盖数据、地形坡度数据、地震勘测数据和城市路网数据等，统计调查数据主要包括土地利用“三调”变更数据等。

通过地理信息技术软件对开源栅格数据进行要素转换，创建城市渔网进行数据赋值，利用熵权法对各个因子进行权重赋值，从而确定普洱市全域范围内的防震安全韧性空间分布。同时，提取土地利用信息和道路网络构建全域城市道路网络，进行网络分析，探索静态指标规范标准外应急避难场所的动态可达性，以此综合分析高原山地城市防震减灾安全韧性，为打造安全韧性家园提出优化策略。

2.2 防震减灾安全韧性评价指标体系构建

（1）基于地震安全韧性的评价指标体系——以普洱市为例

基于普洱市高原山地城市的地形环境特征，结合地震灾害在高原山地城市发生的全过程，選取地震发生频率作为灾害导向型因素和山体滑坡作为灾害持续型因素，确定地形坡度、土壤类型、植被覆盖率和断层距离作为单因子，选取4 项指标因子（图2），最终构建地震安全韧性评价指标体系（表2）。

（2）单因子分析及其权重确定

地震发生频率作为地震发生的唯一主导性灾害因素，通过对地震断层和地震发生地点情况的综合分析，94%的地震发生在地震断层5 km 范围内，且75% 强震级以上地震发生在地震断层10 km 范围内，因此将断层距离作为地震发生频率的主要影响因子；高原山地城市的山体滑坡是地震后期造成持续性灾害的主要因素，根据相关研究，10°～45° 之间的地形坡度最容易发生滑坡现象，对此将10°～45° 之间坡度区域视为地震安全韧性最差区域；不同的山体土壤类型将直接影响山体抗剪切力，从而影响滑坡产生，一般来说，结构比较松散的土壤类型最容易发生滑坡，从云南省土壤分布情况可知，云南省强酸土占比达74%，淋溶土和雏形土分别约占10%，根据相关研究，抗剪切力：酸性土＜淋溶土＜雏形土＜其他土壤，以此对土壤类型按抗剪切力程度划分为4 个等级；植被覆盖率高低直接影响山体的滑坡的可能性，一般来说，植被覆盖率越高，水土流失程度越弱，山体抗滑坡安全韧性越高。

熵值法是结合熵值提供的信息值来确定权重的一种研究方法。熵值是一种物理计量单位，熵越大说明数据越混乱，携带的信息越少，效用值越小，因而权重也越小。由于熵权法不需要对指标的重要性进行主观赋值，减少了主观性对决策结果的影响。同时，适用于指标间相关性较弱的情况，能够更好地处理指标间的相互影响，在本论文中对于相关因子的适宜度最佳。因此，使用熵值法对断层距离、土壤类型等4 项因子进行权重计算，从表3 可以看出：土壤类型，地形坡度，断层距离和植被覆盖的权重值分别是0.554、0.132、0.312、0.003。各项间的权重大小有着一定的差异，其中土壤类型这项的权重最高为0.554，由于普洱市范围内为高原山地地形，植被覆盖率差异值较小，因此植被覆盖这项的权重最低为0.003。

2.3 研究区指标量化分析

构建评价指标体系后，利用熵值法确定各项指标因子权重，通过地理信息软件，叠加各项指标因子实际空间载体，得出普洱市地震安全韧性空间分布图（图3）。计算前先采用标准化和重分类法对各项单因子栅格数据进行数据处理，按地震安全韧性综合指标数值大小划分为5 个等级： 高安全韧性、中高安全韧性、中安全韧性、中低安全韧性和低安全韧性。

通过对普洱市地震安全韧性空间分布分析，普洱市地震安全韧性整体较差，近70% 地域范围为低安全韧性区，中及中高安全韧性区占比仅为13%，无高安全韧性区。市域范围内存在较大地震灾害安全隐患。中高安全韧性区主要集中在各区县中心城区，中安全韧性区主要分布在普洱市中部土壤抗剪力较高区域、湖塘水面等地势平坦开阔区域和距离地震断层较远处。

3 基于土地利用和道路网络的应急避难场所布局分析——以普洱市为例

根据中国应急地震搜救中心发布的具体标准与要求，一级应急避难场所规模一般在15 万平方米可用面积以上，可容纳10 万人以上，服务半径5000 米以内；二级应急避难场所一般规模不少于1.5 万平方米可用面积，最少可容纳1 万人以上，服务半径1000 米左右；三级应急避难场所一般规模不少于2000 平方米可用面积，可容纳1000人以上，服务半径500 米左右。

3.1 应急避难场所人均指标量化分析

基于最新土地变更数据，选取绿地与开敞空间用地，广场用地，交通场站用地外部空间和高教用地外部空间作为普洱市现有应急避难场所，应急避难场所总计面积为525.06 公顷，而根据第七次全国人口普查修订数据，普洱市全市常住人口为240.50 万人，人均应急避难场所为2.18 平方米，在静态指标层面，已满足人均2 平方米的基本要求。

3.2 应急避难场所缓冲服务范围分析

根据应急避难场所分类标准，将普洱市应急避难场所根据面积大小分为一级应急避难场所、二级应急避难场所、三级应急避难场所和其他应急避难场所。对不同等级的应急避难场所按其服务半径分类进行缓冲分析，可得当下应急避难场所虽已满足人均指标，但在其缓冲距离范围内覆盖居住用地面积总计为42.09 km2，仅占城乡总居住用地的11.15%，可知近9 成居住用地在应急避难场所服务范围以外，使用效率低，应急效果差，远远未达到应急场地规划建设标准。

3.3 应急避难场所可达性分析

根据应急避难场所实际点位，构建城市步行网络和车行网络，以5 km/h 和50 km/h 作为高原山地城市步行速度和车行速度进行应急避难场所动态可达性分析（图4）。考虑到二级及以下三级应急避难场所占地面积较小，不利于应急避难相关设施的布置和使用，不适合进行车行道路网络分析，且普洱市一级应急避难场所仅有一个，因此，提取普洱市5 公顷以上应急避难场所进行车行道路网络分析。

结果显示：普洱市全域应急避难场所步行5 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为21.13 km2，占居住用地总面积的5.60%，步行15 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为38.89 km2，占居住用地总面积的10.31%，步行30分钟范围内覆盖城乡用地面积为50.65 km2，占居住用地总面积的13.42%；普洱市全域5 公顷以上应急避难场所车行30 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为36.00 km2，占居住用地总面积的9.54%，车行120 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为100.30 km2，占居住用地总面积的26.58%。

由此可见，普洱市全域应急避难场所整体可达性较差，应急避难场所的规划仍缺乏均衡考虑，其次，由于缺乏大规模应急避难场所，普洱市西南及东部部分县城车行可达性严重滞后，存在防震减灾滞后区，同时，西南地区地震安全韧性较差，亟待对其进行缺失点补充。

3.4 基于地震安全韧性空间的应急避难场所布局分析

当下普洱市市域范围内城乡应急避难场所共计893个，用地类型主要由绿地与开敞空间用地，广场用地，交通场站用地和高教用地构成，所在地多为城市居委会所在地和农村村委会所在广场。将应急避难场所位置与地震安全韧性空间分布进行空间连接，筛除处于中低安全韧性区和低安全韧性区的应急避难场所，最终符合地震安全韧性要求中等以上的应急避难场所共计392 个，其中包括5 万平方米以上应急避难场所4 个。

基于筛选后的应急避难场所，进行城市网络可达性分析（图5），结果显示：普洱市全域应急避难场所筛选后步行5 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为11.26 km2，占居住用地总面积的2.98%，步行15 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为22.83 km2，占居住用地总面积的6.05%，步行30 分钟范围内覆盖城乡用地面积为32.14 km2，占居住用地总面积的8.52%；普洱市全域5 公顷以上应急避难场所车行30 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为32.59km2，占居住用地总面积的8.63%，车行120 分钟范围内覆盖城乡居住用地面积为91.81 km2，占居住用地总面积的24.33%。

由此可见，经过地震韧性空间叠加筛选后的普洱市全域应急避难场所步行可达性再次减半，由于5 公顷以上应急避难场所数量较少，普洱市全域应急避难场所车行可达性差异不大。应急避难场所的规划不应停留在“一村一个”或“一城多个”的行政区划静态量化指标层面，需结合地理空间所承载的自然资源信息，结合可达性分析综合评价应急避难场所的布局优劣，并对其进行优化。

4 防震减灾韧性家园构筑策略

《云南省“十四五”综合防灾减灾救灾规划的通知》中提出至2025 年，全省自然灾害防治体系和防治能力现代化取得新进展，全社会防范和应对处置灾害能力明显增强。力争到2035 年，全省自然灾害防治体系和防治能力现代化基本实现，形成共建共治共享的防灾减灾救灾新格局。现有的防震减灾策略研究主要围绕法治体系、灾害規避、应急避难、社会治理展开，法制体系是全面防震减灾措施实施的必要保障，灾害规避是降低地震影响因子与环境脆弱性对地震影响程度的主要应对措施，社会治理是人本视角下构筑安全韧性家园的基本核心，应急避难是灾害全过程减少灾害损失的重要基础工程。因此，本论文将从这些方面展开，结合受灾程度公式提出高原山地城市实际地域安全韧性分析背景下的防震减灾韧性家园构筑策略：

4.1 健全法制体系：推进地质灾害防治相关单位建设进程

在地质灾害易发生区编制国土空间规划工作时，加强对地质灾害危险性的评估工作。为保证地质灾害危险性评估的开展，大大避免和减轻地质灾害造成的损失，维护人民生命和财产安全，需严格规范地方地质灾害防治相关单位的申报及审查。在高原山地城市地质灾害频发地区，需结合当地地形地貌特征，因地制宜地完善灾前防御体系、灾时应对体系和灾后治理体系，建立健全防震减灾法制体系，保证防震减灾工作的实施。

4.2 降低灾害影响程度：提高地震安全韧性，提升灾害应对能力

应对灾害风险的前提是对地震影响因子的预测和预防，应加快推动智慧化城乡监测平台的建设，对预测灾害有着至关重要的作用。推动城乡数字化应急避难体系的构建，建设“互联网+”与“物联网+”的联合系统，开展人群应急韧性测试、城乡环境应急评估等实施行动，绘制基于安全韧性评估的全域防震减灾韧性空间地图并作为警示图布置在高原山地城市，警惕潜在地质灾害风险，提供高效的数字化管理沟通服务。

针对高原山地城市的独特地形地貌，应充分考虑其地震安全韧性，由于地质形成原因，无法对全域范围内土壤类型、地形坡度和地震断层等自然条件要素进行大规模调整，则需聚焦于低安全韧性区域、应急避难场所和紧急疏散通道沿线的自然环境。因此，在高原山地城市，主要需对应急避难场所周边和紧急疏散道路边坡进行沿线土壤类型、地形坡度等的局部调整，通过一定的工程技术手段，改善原有土壤岩石的力学强度，消坡减载增加边坡稳定性，并进行边坡人工加固措施，提高地震安全韧性，以此提高来应对地震突发事件的发生。

4.3 加强社会治理：构建城乡安全韧性社区（行政村）

构筑“安全韧性家园”的基本核心是以城乡居民自发参与为重点，协同政府实施管理，以增强建筑物的抗灾抗震性能，提升社会各方协同应对灾害的能力，从而实现家园的安全与幸福。其中，社区和行政村是城乡居民应对外部风险的主要承灾载体，“安全韧性社区（行政村）”能够抵御并化解外界的灾害，维持其日常运行不受明显影响，并在灾后能够快速恢复的社区（行政村）系统。相比于传统社区（行政村），韧性社区（行政村）在建设目标上将呈现更多元化的构成要素；在基础设施建设上更注重设施的防御配置；管理治理手段也更为人性化与精准化。

4.4 重构应急避难场所与紧急疏散通道网络：规划“动+ 静”应急避难场所

应急避难场所与紧急疏散通道构成了“面+ 线”结合的生命安全屏障。紧急疏散通道的规划作为城市道路系统的一部分，在城市规划之初，应先行考虑其紧急疏散功能，严格遵循“先生命、后财产”的原则，保障城市区域层面的生命安全通道时刻通畅。在高原山地城市中，城市之间的紧急疏散通道连接尤为重要，由于地形地貌的影响，城市之间道路连接较为单一，应按服务范围建立应急指挥中心，保证紧急疏散通道的连续性和可靠性。

基于土地利用数据和城乡道路数据，以普洱市作为云南省典型高原山地城市进行应急避难场所的布局分析。在传统人均应急避难场所静态指标的基础上，运用缓冲区分析和可达性分析对现状应急避难场所布局进行量化分析，进而叠加地震安全韧性空间分布情况对应急避难场所布局进行再分析，最终发现：当下应急避难场所的规划标准仅对人均场所指标作了要求，并未对其动态可达性作相关规定，且在城市防震减灾规划中更是缺乏对城市实际地域中地形地貌等自然资源因素的分析，多以抗震设防烈度对行政区划做统一要求，这种规划理念在实际操作中过于粗糙笼统。在精细化管理的城市规划建设中，应贯穿精细化规划，精细化治理等全过程。应急避难场所的规划应脱离“先用地后功能”的静态规划，在地质灾害易发地区应尤其注重“先功能后用地”，将应急避难功能作为一种必需功能进行规划先行。通过对普洱市地震安全韧性空间分布进行分析，将中等及中高安全韧性区作为应急避难场所的选址，从中进行应急避难场所的网络重构（图6）。同时，结合城乡网络分析对每一个应急避难场所的预选点进行动态可达性分析，使得应急避难场所服务范围内覆盖更多的城乡居住用地及其他城市建设用地。

5 结语

本论文研究发现：云南省属于地震频发地区，普洱市市域范围内无高地震安全韧性区，中地震安全韧性区与中高地震安全韧性区多集中在人口经济相对较为集中的城镇建设区和地势平坦区；然而，除思茅区外，普洱市其他县级市城镇化率均低于40%，低城镇化区域多位于低安全韧性区，地震发生前后均不利于人群疏散和物资运输。本论文的研究结论对于把握高原山地城市地震安全韌性情况和综合防灾减灾策略研究提供了新思路，在高原山地城市有一定的普适性，且在当下强调“安全韧性家园”构筑的城市建设理念下，将自然科学与社会科学相结合，探索地震安全韧性与城乡规划建设之间的联系有着重要意义。

由于各种因素限制，有些方面尚待进一步深化：其一，在地震安全韧性评价指标体系构建中，可结合相关学科进一步探索其他影响因子，完善其体系。其二，地质灾害作为自然灾害之一，其发生时多容易引发其他衍生灾害，对不同灾害相互关系与作用应予重视。其三，本论文研究了高原山地城市中地震防灾减灾安全韧性空间分布和优化措施，对于其他类型城市并未作出归纳总结，我国幅员辽阔，对不同城市“安全韧性家园”构筑的相关研究需要业内人士共同开展。

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