城市洪涝韧性的研究热点及趋势分析

王凯丰 力 刚 张 诚 陈 尧 朗杰平措

（1.郑州大学水利与交通学院，郑州 450001；2.江苏省骆运水利工程管理处，宿迁 223800；3.中国水利水电科学研究院，北京 100038；4.拉萨市水利局，拉萨 850000）

0 引 言

近几十年，在气候变化、城市化进程加速等因素的影响下，极端灾害事件的频率、持续时间和范围不断增加，对城市安全造成严重影响。其中，洪涝灾害造成的破坏和损失最为严重，导致全球范围内巨大的经济损失和人员伤亡，世界气象组织（WMO）统计数据显示[1]：2000—2019年，全球洪水相关的灾害事件3 254 起，占总灾害事件的44%，共计造成104 614人死亡和6 510亿美元的经济损失。城市防洪治涝工程体系的理念难以应对超标准洪水，为了更好地应对洪涝灾害，国内外学者在洪涝灾害领域开展了大量韧性理念的研究，韧性理念不断受到世界各国的重视。

韧性最早起源于拉丁文，意思是弹回原状，常被用来表示恢复能力。韧性研究按照不同的观点可以分为工程韧性、生态韧性和演进韧性3类[2-5]（表1）。城市洪涝韧性可定义为：城市系统面临洪涝灾害时，通过工程和非工程措施手段，适应灾害、抵御风险，快速恢复，从灾害中学习并不断提升系统抵抗冲击的能力。韧性理念在城市防灾减灾领域旨在应对超标准、极端灾害，强调城市系统对灾害的适应能力，不同于城市防洪治涝工程体系中一味抵御的理念[4]。

表1 不同韧性观点的比较

城市洪涝韧性的响应过程如图1 所示，①表示原城市系统在洪水冲击之下，逐渐失去基本功能后，再恢复到灾前水平的过程；②表示通过韧性响应提升措施，使得城市系统受损程度降低；③表示通过韧性响应提升措施，使其恢复到灾前水平的时间缩短；④表示原城市系统基础设施建设滞后，系统性能降低，抵御洪水冲击能力下降。

图1 城市洪涝韧性示意图

1 国内外城市洪涝韧性研究热点分析

关键词是对文章内容的精炼和归纳，关键词的词频能体现当前领域的研究热点[6]。采用文献计量软件CiteSpace对“Web of Science”核心数据库、“中国知网”数据库收录的相关研究文献进行检索，检索2000—2023 年含有与“城市洪涝”“韧性城市”相关关键词的文章，将词频高于15 的关键词显示在图中，得到关键词共现网络图谱（图2、图3）。其中，每个圆圈代表了1个关键词，节点的大小表示关键词的词频高低，词频越高则圆圈越大，该关键词越能代表研究的热点内容。关键词之间的共现关系由连线表示，并由此形成不同的聚类（图3）。

图2 国外文献关键词共现图谱

图3 国内文献关键词共现图谱

由图2 可知，韧性（resilience）和气候变化（climate change）的词频最高，是国外学者关注城市洪涝韧性的核心概念，韧性理念在城市防洪减灾领域重点解决的问题是如何应对超标准极端灾害事件，而近年来极端事件频率的增长与全球气候变化之间的关系密不可分。其他如：脆弱性、管理、适应性、风险、框架、城市韧性、洪水风险、社区韧性等频次较高的关键词，显示了在气候变化加剧、城市化进程加速的背景下，城市洪涝韧性研究关注的重点内容。

由图3 可知，韧性和城市洪涝词频较高，其他如：城市治理、风险评估、气候变化、城市化、城市安全、防灾减灾和韧性评估等关键词出现相对较多。对比分析国内外学者研究的侧重点，可以发现：国外学者更多关注气候变化、风险管理等内容，而国内学者更侧重于城市治理和城市化带来的问题。这是由于国外发达国家基础设施相对完善，其防洪排涝体系建设标准总体上与城市安全保障需求相适应，更多关注气候变化对打破现有平衡、威胁城市可持续发展的各种潜在风险[7]。而我国作为发展中国家，面临更多的是快速城镇化进程中洪涝灾害加重、供水短缺、水质污染等现实问题。

围绕关键词共现图谱做进一步聚类分析（图4、图5），得到国外文献聚类分别为：基于自然的解决方案、社区韧性、城市洪涝、气候变化、城市韧性、洪水风险管理、可持续发展等内容。国内文献聚类主要包括：城市洪涝、韧性、韧性城市、风险评估、基础设施、韧性评估和城市化等几个方面。通过聚类分析可以发现：国内城市洪涝韧性研究起步相对较晚，于2010年前后开始起步，并在2015年之后进入快速发展阶段。

图4 国外文献关键词聚类分析

图5 国内文献关键词聚类分析

总体上来看，上述聚类可划分为社会、制度、环境及基础设施等几个研究方面，重点关注在变化环境下如何通过政策引导、城市空间规划和韧性理念的管理策略来提升城市的整体韧性水平。

2 各国的韧性防洪理念

洪涝韧性相关研究的研究尺度从国家尺度、地区尺度、城市尺度到家庭尺度均有涉及，韧性理念在世界引起广泛关注，但不同国家对韧性建设的侧重不同。随着海平面的上升，洪水、飓风等自然灾害事件的频率和规模不断增长，美国提出海岸韧性策略，帮助社区抵御洪水灾害，提升社区在灾害后的恢复能力[8]。日本地理位置特殊，中国南海和太平洋水汽会逐步向日本聚集，水汽含量增大直接导致了日本强降雨频发，为应对洪水灾害，日本提出了“举全社会之力提升流域承载韧性和可持续性”的策略[9]。英国为减轻洪涝灾害造成的损失，提出了房产洪水韧性理念，将防洪目标和手段转向建筑物自身的洪水韧性。荷兰部分国土海拔低于海平面，面临巨大的防洪压力，其防洪韧性工作可追溯到2008年的多层次水安全概念（MLS），通过合理布局城市空间，拓宽河道行洪通道，提升建筑自身的耐淹性等措施，结合快速有效的灾时信息处理，动员多方社会力量参与等方式，构建多层次韧性体系[10]（表2）。

表2 各国城市洪涝韧性理念

从世界各国城市内涝问题及韧性应对措施和经验来看，我国城市发展也面临一系列共性问题，如城市空间快速扩张、人口急剧增长，地下空间防护不足，城市蓝绿空间总量不足、分布不均、标高不衔接和管理不善，城市发展重地面轻地下，城市排水管网标准过低等，这些问题大致可以归纳为城市空间规划的不合理，对建筑、生命线工程的防护不足，城市灾后不能快速恢复等几个方面。因此，以问题为导向，明确目标有针对性地提出应对措施，是提升城市韧性水平的关键。

（1）合理规划城市空间。城市防洪治涝体系由工程措施和非工程措施组成，其中工程措施包括城市排水系统、水利排涝系统，非工程措施包括监测、预报、预警及调度决策支持系统。在防洪治涝体系面临无法抵御的超标准降雨事件时，从城市内部空间入手，提升城市的洪涝灾害适应能力，明确城市哪些空间能够用于调蓄，蓝绿空间如何合理布局、管理和调度，同时重视地下调蓄空间的合理利用，遵循“先绿后灰、先兼用后专用、先浅层后深层”的原则，合理规划城市空间。

（2）加强对建筑物和生命线工程的保护。建筑物作为洪涝灾害期间保障人身安全的最后一道屏障，要保证建筑在内涝期间不进水，借鉴英国的“全屋洪水韧性行动计划”打造耐淹社区。其次，交通、电力、通信、供排水等城市生命线工程作为城市正常运转的基本依托，任何节点的局部损坏，都可能对整个系统造成灾难性的连锁反应，危及城市的正常运行。因此，通过对生命线工程的防洪能力评估，依据评估结果对关键节点实施重点防护和强化措施，能有效提升生命线工程的整体韧性水平[7]。

（3）提升城市快速恢复能力。恢复过程作为城市韧性水平提升“适应—抵抗—恢复”循环过程中最后也是最为重要的一环，灾后的快速恢复是城市韧性提升的重要机遇期[7]。将每次洪涝灾害的冲击都视为对城市的一次考验，从灾害中不断学习，补齐城市快速扩张时期滞后的建设短板，提升城市管理水平，动员社会各方力量参与城市的恢复重建，建设高标准、有韧性的城市系统，实现城市“不被淹、不怕淹”的目标。

3 城市洪涝韧性规划研究

韧性理念的引入为城市规划研究提供了新的视野，韧性理念下的城市规划强调系统适应不确定性的能力，城市系统处于一种动态平衡之中。城市洪涝韧性规划不在于对未来灾害预测的准确性，而是城市从每次扰动中不断学习适应的能力，并结合城市现状分析制定具有适应能力的规划策略。其次，韧性规划不仅仅是对地理空间的规划，也是对贯穿城市洪涝韧性指标的全面规划[11]。荷兰由于近1/4的国土低于海平面，在城市开发建设过程中需要重视防洪工程的建设[12]。荷兰在城市空间规划方面经验丰富，通过将城市空间规划与防洪建设相结合，制定《国家空间战略》，强调基于气候变化的自适应性，将韧性理念融入国家、省和城市各个层级。在国家层面，制定具有前瞻性、灵活性和创新性的韧性规划指导性文件；在省级层面，通过政策引导、战略干预等手段，为未来城市发展创造空间；在城市层面，侧重于具体空间规划利用，如给洪水预留空间、提升建筑的韧性水平[13]。但同时也要认识到，我国幅员辽阔，城市被划分为沿海、沿江、平原和山区等不同的类型，面临的城市洪涝问题也更为复杂。因此，城市洪涝韧性规划也将面临更加多样的要求，只有在不同城市做到因地制宜，制定与城市发展相适应的韧性规划方案，才能使城市防灾水平不断提升。

2015 年，地震应急倡议（Earthquake emergency initiative，EMI）组织针对发展中国家发布了《城市韧性总体规划》（DRMMP）的方法，旨在为城市发展规划提供借鉴，并将韧性规划划分为4 个阶段：组织与准备、诊断与分析、规划制定和实施监测[14]。黄晓军等[15]认为脆弱性评价对韧性规划具有重要作用，应从风险识别、状态评估、规划响应和策略制定等方面进行城市规划。当前韧性概念在城市规划领域还没有清晰、明确的定义，通常被用作“通用的涵盖性术语”与其他方法混合使用，这也导致多数的韧性规划不具有实践的可操作性[5]（图6）。

图6 城市韧性规划流程图

4 城市洪涝韧性研究的基本模式

城市尺度的洪涝韧性研究基本模式如图7 所示，基本范式如下。

图7 城市洪涝韧性研究基本模式

（1）梳理城市洪涝韧性理论框架。明确城市洪涝的边界条件，确定韧性研究的尺度，并结合我国城市面临的洪涝问题，提出城市洪涝韧性理论框架。

（2）建立城市洪涝韧性评估体系。参考国外认可度较高的韧性评价体系，结合我国城市洪涝的共性问题，从城市经济、社会、基础设施、生态环境和制度5 个方面构建城市洪涝韧性评估体系。

（3）选择示范区，构建水动力模型。结合研究区历史洪涝情况，选择洪涝灾害频发、历史水文数据较完整的城区构建水动力模型。

（4）将基于内涝防治目标下的韧性措施布局于示范区。参考其他国家城市洪涝治理的先进经验，因地制宜布局防洪韧性措施，并对韧性措施的效果进行评估。

（5）情景分析。通过设置不同情景，分析如降雨（降雨量的多少或降雨强度）、韧性设施的布局（不同韧性提升措施）对城市洪涝情况的影响。

（6）不断优化韧性措施布局，提高洪涝防治成效。通过对韧性措施的模拟分析，找出研究区的积水点，及时优化韧性措施。

（7）示范和推广。创建城市洪涝防治目标下的韧性城市规划建设示范，并加以推广。

5 结 论

韧性理念自提出以来，经历了从工程韧性向生态韧性再向演进韧性的转变，不断强调系统适应变化及学习创新的能力。在当前城市洪涝问题愈发严重的新形势下，韧性在城市防洪领域逐渐受到重视。本文对国内外城市洪涝韧性研究的热点问题进行了分析，总结了各国在城市洪涝韧性理念方面的侧重点，并提出了城市洪涝韧性研究的基本模式。在未来研究中，首先要明确城市洪涝韧性的基本概念，当前韧性的概念还不清晰，在一定程度上阻碍了韧性研究的发展。其次，韧性研究要具有实践性，重视韧性提升技术的研究，将韧性理念融入城市空间规划中，增强我国城市应对洪涝灾害的适应性，提升城市韧性水平。