谷 溢 吳欣彥

（1.鄭州大學(xué)， 河南 鄭州 450001；2.鄭州科技學(xué)院， 河南 鄭州 450064）

1 防災(zāi)一體化的社會(huì)發(fā)展背景

1.1 中原經(jīng)濟(jì)區(qū)核心城市形成

在新型城鎮(zhèn)化背景下中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建立了以鄭汴都市區(qū)為中心，洛陽為副中心的“三圈、四帶，多中心、多層次”的“中原經(jīng)濟(jì)區(qū)核心區(qū)”城市功能格局，城市新區(qū)和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)全面推進(jìn)，城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平顯著提高，三個(gè)城市在2020年的發(fā)展定位具體內(nèi)容見下表：

表格1 2020年鄭汴洛空間發(fā)展水平

綜上所述，中原經(jīng)濟(jì)區(qū)核心區(qū)城市群正處于新型城鎮(zhèn)化的關(guān)鍵時(shí)期，城市空間體系初步形成，城市架構(gòu)漸趨完善；鄭汴洛一體化處于融合期，規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，城市新區(qū)面積持續(xù)擴(kuò)大且功能豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

1.2 核心城市群防災(zāi)問題凸顯

“鄭汴洛”城市群的城市建成區(qū)作為城市的重點(diǎn)區(qū)域，人口稠密、建筑密集、經(jīng)濟(jì)要素高度積聚，一方面有利于經(jīng)濟(jì)要素高度融合，成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的帶動(dòng)因素；但另一方面，受制于河南十八億畝基本農(nóng)田用地紅線的土地資源制約和農(nóng)業(yè)大省的產(chǎn)業(yè)定位，也增加了災(zāi)害的疊加風(fēng)險(xiǎn)和連鎖效應(yīng)。

核心區(qū)城市空間快速發(fā)展的過程中傳統(tǒng)的城市安全問題加劇，同時(shí)還出現(xiàn)了諸多如空氣污染、疾病傳播擴(kuò)散、公共安全事故增多等新型城市安全問題；而且由于城市核心區(qū)高強(qiáng)度積聚的物質(zhì)空間形態(tài)，使其受災(zāi)元素相對(duì)集中，受災(zāi)方式復(fù)雜多樣且易形成次生災(zāi)害等。各種自然、技術(shù)的安全風(fēng)險(xiǎn)具有災(zāi)害種類多、擴(kuò)散性強(qiáng)、危害涉及面廣、社會(huì)影響大等特點(diǎn)。

2 現(xiàn)有防災(zāi)規(guī)劃的局限

三個(gè)城市目前的防災(zāi)工作主要集中在一些傳統(tǒng)領(lǐng)域，從專項(xiàng)規(guī)劃和實(shí)操技術(shù)文本編制內(nèi)容以及實(shí)施效果看，受制于技術(shù)手段、防災(zāi)理念、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度等條件制約，其防災(zāi)效能存在著實(shí)施深度不夠和覆蓋廣度不足的局限。實(shí)施深度不夠主要表現(xiàn)為對(duì)防災(zāi)功能的空間載體研究布局體或過于僵硬，無法適應(yīng)快速發(fā)展的城市環(huán)境建設(shè)和建筑物建成空間發(fā)展；覆蓋廣度不足主要表現(xiàn)為對(duì)于城市新發(fā)展建成區(qū)和核心城市間的廣大中小城鎮(zhèn)缺乏相應(yīng)的體系化覆蓋，導(dǎo)致防災(zāi)僅僅局限于城市核心區(qū)、成為防災(zāi)孤島，彼此孤立不能成為聯(lián)動(dòng)的有機(jī)體系。

3 對(duì)潛在城市災(zāi)害規(guī)劃儲(chǔ)備空白

城市空間潛在的安全威脅主要為：1.由城市基礎(chǔ)設(shè)施差，而建筑密度和高度不斷增大，配套安全設(shè)施建設(shè)滯后，滿足不了日益加速的城市化的需要。2.由城市人口的急速擴(kuò)增，造成城市人口過于聚集導(dǎo)致密度太大，疾病更易傳播；外來人口增多，人口異質(zhì)性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致各種社會(huì)沖突。3城市密度增大促使產(chǎn)業(yè)高度集中、交通擁擠、污物不能及時(shí)處理，造成環(huán)境嚴(yán)重污染，生態(tài)環(huán)境惡化。4.城市日趨區(qū)域化發(fā)展，而相關(guān)的協(xié)調(diào)性安全規(guī)劃缺失。

3.1 建立一體化防災(zāi)的現(xiàn)實(shí)意義

1.應(yīng)對(duì)區(qū)域城市災(zāi)害

城市災(zāi)害并不孤立的出現(xiàn)在某個(gè)單一城市，城市災(zāi)害具有傳導(dǎo)、擴(kuò)散甚至加深的傳播特性，這是因?yàn)槟骋粎^(qū)域內(nèi)的大量城市個(gè)體具有相似的氣候特點(diǎn)、地理地貌、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)乃至人口構(gòu)成，同時(shí)面對(duì)鄭汴洛城市群城鎮(zhèn)化率較低，整體影響規(guī)模較小，中心城市輻射能力較弱，城市群結(jié)構(gòu)不合理、內(nèi)聚力不強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、緊密度較低，且城市出于快速發(fā)展時(shí)期，城市規(guī)模急速擴(kuò)大的現(xiàn)實(shí)因素，一體化的城市防災(zāi)體系將有助于從更加宏觀和整體的角度提升整個(gè)地區(qū)的防災(zāi)抗災(zāi)能力，對(duì)于中部其他城市的城市防災(zāi)實(shí)踐也有著重要的借鑒意義。

2.提高整體抗災(zāi)能力

核心城市中除鄭州市具有相對(duì)完善的城市防災(zāi)應(yīng)對(duì)機(jī)制外，其它城市缺乏相關(guān)的城市安全規(guī)范；從整體上往往局限于單個(gè)城市，沒有形成城市防災(zāi)實(shí)踐的聯(lián)動(dòng)，相關(guān)規(guī)范缺失、安全機(jī)制的不健全、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估能力的不足。提升區(qū)域性的整體城市防災(zāi)能力是面對(duì)未來城市動(dòng)態(tài)化、復(fù)雜化、系統(tǒng)化、多元化、聯(lián)系化防災(zāi)問題有效應(yīng)對(duì)，能夠在城市群與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中解決問題，確保城市的正常發(fā)展。通過協(xié)調(diào)與聯(lián)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于共同城市災(zāi)害的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)機(jī)制，打破行政邊界局限進(jìn)而從根源或者更大范圍內(nèi)對(duì)城市災(zāi)害的致災(zāi)因子以及孕災(zāi)機(jī)制進(jìn)行消解，這樣將會(huì)大大提升防災(zāi)效能，提升區(qū)域整體抗災(zāi)能力。

3.提高防抗災(zāi)資源效率

應(yīng)對(duì)城市災(zāi)害需要消耗大量的城市資源，這其中包括空間、時(shí)間、人力、財(cái)力、城市公共服務(wù)設(shè)施、市政基礎(chǔ)設(shè)施等。傳統(tǒng)基于單一城市的個(gè)體防災(zāi)對(duì)于需要消耗大量城市資源的短時(shí)重特大城市災(zāi)害、持續(xù)性低強(qiáng)度災(zāi)害等很難做到抗災(zāi)峰值能力達(dá)標(biāo)或者持續(xù)性達(dá)標(biāo)，這時(shí)基于區(qū)域內(nèi)的一體化防災(zāi)體系將會(huì)發(fā)揮整體資源調(diào)動(dòng)優(yōu)勢保證重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)城市、重災(zāi)區(qū)的防災(zāi)抗災(zāi)需求。同時(shí)，在正常狀態(tài)下，由于實(shí)現(xiàn)了防災(zāi)資源的共享，可以大大降低城市維持適當(dāng)防災(zāi)能力成本，這將有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)城市防災(zāi)下探能力和覆蓋廣度不足的短板。

3.2 構(gòu)建防災(zāi)一體化體系框架的要點(diǎn)

1.整體性

一體化防災(zāi)體系的整體性是區(qū)別于傳統(tǒng)單一城市防災(zāi)體系的重要特點(diǎn)。打破現(xiàn)有城市行政區(qū)劃對(duì)防災(zāi)能力的限制，從區(qū)域?qū)用嬲戏罏?zāi)資源、統(tǒng)一防災(zāi)機(jī)制、打通防災(zāi)效能的阻斷機(jī)制是保證整體性的核心思路。城市防災(zāi)的整體性主要通過軟件和硬件兩個(gè)層面達(dá)成。軟件一體化主要是對(duì)于防災(zāi)機(jī)制、防災(zāi)策略和防災(zāi)管控層面的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，從城市管理的頂層設(shè)計(jì)保證防災(zāi)減災(zāi)活動(dòng)在城市早期實(shí)踐活動(dòng)中的步調(diào)一致，降低各自為政帶來的防災(zāi)能力破碎化和孤島化。

硬件一體化需要區(qū)域內(nèi)城市在后續(xù)的空間營造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及防災(zāi)功能布局等層面彼此呼應(yīng)，其基本思路是 1.通過各自有重點(diǎn)的針對(duì)性建設(shè)實(shí)現(xiàn)互為補(bǔ)充的整體防災(zāi)網(wǎng)絡(luò)，這樣通過共享資源可以極大降低城市的日常防災(zāi)儲(chǔ)備維護(hù)所消耗的城市資源；2.聯(lián)通彼此防災(zāi)空間體系、生命線系統(tǒng)以及其他基礎(chǔ)設(shè)施，建立多節(jié)點(diǎn)復(fù)合化防災(zāi)網(wǎng)絡(luò)化，當(dāng)災(zāi)害對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的部分節(jié)點(diǎn)造成破壞時(shí)其他節(jié)點(diǎn)仍然可以保持正常并通過一體化防災(zāi)網(wǎng)絡(luò)對(duì)受損節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。

2.彈性

本文認(rèn)為彈性是保證防災(zāi)一體化結(jié)構(gòu)在城市一系列結(jié)構(gòu)和過程變化重組之前，所能夠吸收與化解變化的能力與程度的主要特點(diǎn)。彈性帶給一體化防災(zāi)體系的優(yōu)勢體現(xiàn)在4個(gè)領(lǐng)域，分別為：1.城市新陳代謝流——用來支撐城市功能的發(fā)揮、提升人類健康及生活質(zhì)量；2.社會(huì)動(dòng)力——包括人文關(guān)懷程度、人力資本形成和減緩社會(huì)不公力度；3.管治網(wǎng)絡(luò)——涉及社會(huì)學(xué)習(xí)、社會(huì)適應(yīng)以及自組織能力；4.建設(shè)環(huán)境——包括城市形態(tài)的實(shí)體模式、它們之間的空間關(guān)系和相互作用。核心區(qū)城市群必須要在滿足區(qū)域發(fā)展需求的同時(shí)減少、弱化甚至吸收城市面臨的外來壓力和沖擊，因此為了提高反應(yīng)及時(shí)性、減少資源消耗，城市需要?jiǎng)?chuàng)造可持續(xù)的產(chǎn)品和服務(wù)供應(yīng)體系；同時(shí)，城市需要適度的冗余和低效，以增加城市的彈性，關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的冗余，備用系統(tǒng)可填補(bǔ)被損毀的系統(tǒng)，來保證城市空間的安全性。

3.動(dòng)態(tài)

城市災(zāi)害系統(tǒng)是一個(gè)影響因素眾多、規(guī)模龐大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，同時(shí)又是一個(gè)多輸入、多輸出、多干擾、多時(shí)變的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，內(nèi)部存在多重反饋結(jié)構(gòu)，是一個(gè)不斷產(chǎn)生、發(fā)展的過程，其顯著特征是具有高度的復(fù)雜性、非線性和不可逆性，是一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和行為特征的開放和耗散體系。本研究試圖通過借助動(dòng)力學(xué)原理并結(jié)合彈性理論，嘗試使災(zāi)害破壞由陡降向緩降轉(zhuǎn)變并維持在一定風(fēng)險(xiǎn)水平，從而保證城市空間安全的風(fēng)險(xiǎn)可控和逐步平衡，其理論原理如圖1所示：

圖表 1彈性減災(zāi)的災(zāi)害系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)原理示意

3.3 利用參數(shù)化實(shí)現(xiàn)一體化防災(zāi)

參數(shù)化的研究邏輯和技術(shù)方法主要可以從以下幾個(gè)方面構(gòu)建一體化的城市群防災(zāi)系統(tǒng)：

1.城市空間彈性安全相關(guān)變量的關(guān)系分析

本研究綜合考慮相關(guān)城市空間彈性安全的各個(gè)影響因素。所涉及的變量模型關(guān)系，主要由城市空間信息、城市人工與自然環(huán)境中彈性因素、災(zāi)變動(dòng)力模型中的安全因子、城市空間彈性安全參數(shù)、基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的城市綜合防災(zāi)減災(zāi)五個(gè)基本部分組成，箭頭代表五個(gè)基本部分之間的因果影響對(duì)應(yīng)關(guān)系。這對(duì)災(zāi)變動(dòng)力學(xué)模型的選擇、設(shè)計(jì)、BIM參數(shù)化模型搭建等都起到重要支持。

2.參數(shù)化彈性安全設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù)

參數(shù)化流程主要是指對(duì)城市空間彈性安全在空間形態(tài)信息模型平臺(tái)的各種參變量信息進(jìn)行控制和邏輯關(guān)系的限制，以及信息提取與模型生成。本項(xiàng)目的城市群空間安全體系化所包含的復(fù)雜參數(shù)和變化要求，需要通過基于BIM參數(shù)化模型建立、API應(yīng)用擴(kuò)展界面等技術(shù)手段予以解決。因此針對(duì)動(dòng)態(tài)彈性安全的城市群一體化防災(zāi)安全目標(biāo)，本研究通過BIM模型搭建、控制、參數(shù)提取、聯(lián)動(dòng)、編輯、外部輸入和交互使用等技術(shù)途徑就此展開研究，如圖3所示。

圖表6 BIM參數(shù)化方法在課題中的應(yīng)用方法

4 總結(jié)

在現(xiàn)有行政區(qū)劃為第一約束的城市管理思想指導(dǎo)下很難提出對(duì)城市防災(zāi)有突破性的解決方案，本文結(jié)合實(shí)際科研立項(xiàng)提出了通過技術(shù)手段建立一體化防災(zāi)體系，用防災(zāi)效能輻射邊界替代行政邊界；用軟、硬件一體化構(gòu)建城市群防災(zāi)功能一體化。這是對(duì)當(dāng)前區(qū)域城市群宏觀層面防災(zāi)減災(zāi)體系構(gòu)建、防災(zāi)理念更新的一次有益嘗試。