国土空间规划视角下滨海城市韧性防潮体系构建研究*
——以福州滨海新城核心区为例

2022-02-05 13:43张孝奎冯立超陈智睿崔晓莉秦瑜洁
灾害学 2022年4期
关键词:防潮海堤防线

张孝奎,魏 樊,冯立超,陈智睿,崔晓莉,秦瑜洁

(1.北京清华同衡规划设计研究院有限公司,北京 100086;2.福州市规划设计研究院集团有限公司,福建 福州 350108)

随着全球气候变化的加剧,风暴潮灾害出现频率和强度增加,威胁着沿海地区安全[1]。建设防潮堤是我国沿海地区预防风暴潮灾害的通常做法。然而,灾害经验表明,在极端灾害面前,单纯依靠防潮堤的做法蕴藏着巨大风险[2-3]。本文基于安全韧性理念,结合福州滨海新城核心区未来建设条件,站在全面统筹国土空间资源角度,通过优化国土空间规划布局,提出了形成多道防线的韧性防潮体系,可在不大幅提高整体建设成本的基础上,较大幅提高滨海新城核心区防潮安全水平。相关做法和经验,可供沿海地区面临类似问题城市借鉴。

1 城市概况

为贯彻“东进南下”的发展战略构想,福州在福州沿江、沿海两条轴线交叉的核心区域,面向东海,开发建设滨海新城。将其建设成为国际化新城、居住及产业新城和区域的科研中心、金融中心、交通枢纽。滨海新城分为三部分:北部以长乐国际机场为核心的空港城组团、南部以港口为核心的海港城组团和中部核心区,规划总面积188 km2,规划总人口130万人(图1)。

图1 福州滨海新城鸟瞰图

福州滨海新城核心区由CBD及滨海文化休闲组团、大数据产业科技创新组团、火车福州东站及高端制造业组团构成,面积86 km2,规划人口70万人(2070年)[4]。核心区未来将主要依托高校、大数据中心、交通枢纽等发展科研创新及配套服务、总部经济、金融商务和先进制造等产业(图2)。

图2 核心区用地规划图

2 防潮安全风险分析

2.1 海堤与竖向规划

根据规划[5],南澳山-松下牛头湾段现有海堤保护滨海新城核心区,海堤长度约15.0 km。随着滨海新城的开发建设,滨海新城核心区规划海堤工程防潮标准采用100年一遇设计高潮位,设计波浪和设计风速采用同频率重现期,海堤工程级别为1级。海堤现状和规划如表1所示,海堤分布如图3所示。

图3 福州滨海新城核心区海堤现状与规划

为保障福州滨海核心区防潮和内涝安全,根据规划[6],滨海新城核心区建设地块高程将控制在4.6~16.5 m,规划区内重要交通、市政及公共服务设施、生命线通道按50~100年内涝防治标准控制高程(图4)。

图4 滨海新城核心区规划高程

2.2 福州滨海新城核心区防潮风险

福州滨海新城核心区直面东海,受台风灾害影响较大[5]。据统计,其所在的长乐市自1955-2015年,影响或登陆台风达260余次,平均4~5次/年,造成较重灾害的台风有40余次。台风经常带来暴雨和狂涛巨浪,并造成内河水位和外江外海潮位相互顶托,使沿江沿海水闸无法泄洪,造成决堤、毁堤。因此,防潮安全是未来核心区面临的重要风险之一。

据调查,滨海新城核心区附近海域历史调查高潮位为5.09 m(1919年8月25日),历史实测最高潮位为5.26 m(2013年),100年一遇海平面高程为5.38 m,200年一遇海平面高程为5.61 m。根据《福州滨海新城防潮防洪排涝规划》防潮规划方案[5],滨海新城核心区未来防潮安全主要依赖于防潮堤建设。

假如滨海新城核心区防潮堤在风暴潮袭击下溃堤,甚至在“风、雨、潮三碰头”的极端情形下溃堤,失去唯一防潮屏障的核心区将遭受巨大损失。据分析,假如核心区防潮堤在100年一遇高潮位时决堤,则核心区将有59.4 km2被淹没,占核心区面积的69.07%。同时,核心区救灾指挥中心和大部分消防站、医院都将被淹没,届时,核心区救灾功能将基本处于瘫痪状态(图5)。

图5 福州滨海核心区在100年一遇高潮位决堤风险分析

表1 福州滨海新城核心区海堤现状及规划

可以看出,滨海新城核心区整体地势较低,面临台风、大潮正面袭击,危险性较高。而滨海新城核心区防潮安全规划属于只有一道防线的脆性系统,一旦作为唯一防线的防潮堤失守,将使核心区面临重大安全风险。

3 韧性防潮体系规划

3.1 韧性与防潮安全

韧性是近年来城市安全与防灾减灾领域一个重要研究方向。2015年联合国减灾署发布《2015-2030年仙台减少灾害风险框架》后[7],我国安全韧性研究进入了一个高潮,专家学者从韧性概念的内涵、韧性城市指标体系构建、韧性规划编制实践等不同方面进行了研究,得出了很多有价值的研究成果[8-11]。

建造防潮堤是滨海地区保护城市安全的常用手段。但随着全球气候变化的加剧,人们从实践经验中越来越认识到这种依赖防潮堤坝单一防潮工程思路的风险与不足。因此,防潮安全是较早引入韧性理念的领域之一[12-13]。荷兰全境地势低洼,受海潮威胁比较大。为了安全,修建了大量海堤。但荷兰在实践中发现,这种扩张型、“硬工程”防洪模式在带来安全的同时,带来的问题也越来越多。从20世纪90年代后期开始,荷兰逐步转变防护理念,引入“沙引擎”(Sand Engine)等韧性防护手段,利用自然力量来防控海洋灾害[14]。美国纽约在2012年桑迪飓风后,编制了《更强壮、更韧性纽约》规划,将韧性理念全面贯彻于城市恢复重建过程中[15]。如通过“人工坡地+活动墙体+防洪建筑”的组合模式,形成“防护+景观+娱乐”为一体的滨海防护体系;通过“生命防波堤”建设,降低海浪高度和动能,减小海浪破坏力等。通过这些措施,将原来单一防护体系转变为多道防线的防护体系。可以看出,韧性概念的引入,改变了过去单纯依赖海堤保护防潮安全的状况,让防潮安全从单一工程性防护理念提升到社会、工程和管理等多维度综合防护理念。

3.2 规划目标及原则

根据相关规划,滨海新城是未来福州市的副中心,核心区未来会承担建设国家东南大数据中心等一些非常重要的功能。因此,核心区未来防潮安全应达到:一般灾害情况下,核心区整体具备不低于100年一遇的防潮能力;当遭遇极端潮灾时,核心区不发生大规模的人员伤亡,城市能维持主要基本服务功能,救灾功能不瘫痪。

核心区防潮规划方案应遵循以下基本原则:①安全底线原则。从空间规划的角度,对极端灾害有应对措施,防止巨灾情景下的多米诺效应,构建本质安全型空间。②多道防线原则。改变现在防潮规划方案只有防潮堤单一防线的脆性防潮体系现状,构建基于韧性理念的多道防潮安全防线。③安全目标与经济投入相平衡原则。充分考虑安全目标与经济投入之间的关系,寻找二者之间的合理平衡点。

3.3 韧性防潮体系规划

根据核心区地形地貌和未来城市建设情况,为提高核心区防潮安全水平,主要从以下三个方面构建核心区除防潮堤以外的三道防线,形成具有四道防线的韧性防潮体系。

(1)利用沿海自然高地,构建核心区除防潮堤外的第二道防潮防线。地形分析显示,核心区东部和南部有自然地势相对较高区域,部分高程甚至超过200年一遇的防潮标准标高(5.61 m)(图6),而核心区东面为机场高速,其高程也满足100年一遇防潮标准[8]。因此,适当提高机场高速与CBD北部部分区域地面高程至100年一遇标准,便可形成满足100年一遇防潮标准的第二道防潮防线。

图6 核心区超过100年一遇高程范围

根据相关规划[9],①提高沙尾路北段的竖向高程,按照不低于100年一遇高潮位高程(5.38 m)进行建设。②新建十八孔闸应维持挡潮排涝功能,其挡潮能力达到100年一遇标准。③在第一道防线和第二道防线之间用地,根据工程具体情况综合采取建筑措施和应急管理手段(表2),提高防潮安全水平(图7)。

表2 第一、二道防线间用地建设要求

图7 福州滨海核心区第二道防潮防线规划

(2)合理布局重要设施用地,构建核心区第三道防潮防线。为保证极端情况下的核心区能维持基本救灾功能,将重要救灾功能用地尽量布置在自然高程超过100年一遇范围。①区行政中心建议调整至核心区北部200年一遇安全区域;②消防指挥中心建议与松下消防站位置对调,保障消防指挥功能选址在200年一遇安全区域(图8)。

图8 福州滨海核心区重要救灾机构位置调整建议

(3)从保障防潮安全出发,加强对重要地段和重要设施的防潮安全管理,构建核心区第四道防潮防线。根据规划,未来核心区建设用地高程将在4.6 m以上,而100年一遇高潮位为5.38 m。因此,①城市运营管理中心主体建筑应满足200年一遇防洪要求,或将其放置于受暴雨影响相对较小的楼层;②临河、低洼易积水地段的建筑采用一层架空的建筑形式,并结合周边景观和建筑物的功能,将一层架空可作为停车设施或其它开敞空间,增加行洪空间,降低潮水对建构筑物的影响;③重要建筑、重要地下空间采用临时防汛设施等手段降低影响,需要重点保护的建筑,储备应急防汛物资,提高安全性。

4 结语

防潮安全是滨海新城核心区面临的重要威胁之一,目前的防潮规划只有防潮堤一道防线,不能很好保障新城核心区防潮安全。基于韧性理念,结合核心区地形地貌和用地规划布局,从国土空间规划角度,在规划防潮堤基础上,增加三道防潮防线,形成两道工程防线加两道管理防线的多道防线的韧性防潮体系:①充分利用沿海自然高地,构建核心区第二道防潮防线;②合理布局重要设施用地,构建核心区第三道防潮防线;③加强重要地段和重要设施防潮安全管理,构建核心区第四道防潮防线。相关思路可供其它滨海地区参考。

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