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)一體化的社會發(fā)展背景

1.1 中原經(jīng)濟區(qū)核心城市形成

在新型城鎮(zhèn)化背景下中原經(jīng)濟區(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，城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平顯著提高，三個城市在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)濟區(qū)核心區(qū)城市群正處于新型城鎮(zhèn)化的關(guān)鍵時期，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)模進一步擴大，城市新區(qū)面積持續(xù)擴大且功能豐富、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)作為城市的重點區(qū)域，人口稠密、建筑密集、經(jīng)濟要素高度積聚，一方面有利于經(jīng)濟要素高度融合，成為經(jīng)濟發(fā)展重要的帶動因素；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，同時還出現(xiàn)了諸多如空氣污染、疾病傳播擴散、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)高強度積聚的物質(zhì)空間形態(tài)，使其受災(zāi)元素相對集中，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)險具有災(zāi)害種類多、擴散性強、危害涉及面廣、社會影響大等特點。

2 現(xiàn)有防災(zāi)規(guī)劃的局限

三個城市目前的防災(zāi)工作主要集中在一些傳統(tǒng)領(lǐng)域，從專項規(guī)劃和實操技術(shù)文本編制內(nèi)容以及實施效果看，受制于技術(shù)手段、防災(zāi)理念、經(jīng)濟發(fā)達程度等條件制約，其防災(zāi)效能存在著實施深度不夠和覆蓋廣度不足的局限。實施深度不夠主要表現(xiàn)為對防災(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)動的有機體系。

3 對潛在城市災(zāi)害規(guī)劃儲備空白

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，從而導(dǎo)致各種社會沖突。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)實意義

1.應(yīng)對區(qū)域城市災(zāi)害

城市災(zāi)害并不孤立的出現(xiàn)在某個單一城市，城市災(zāi)害具有傳導(dǎo)、擴散甚至加深的傳播特性，這是因為某一區(qū)域內(nèi)的大量城市個體具有相似的氣候特點、地理地貌、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)乃至人口構(gòu)成，同時面對鄭汴洛城市群城鎮(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，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)展時期，城市規(guī)模急速擴大的現(xiàn)實因素，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地區(qū)的防災(zāi)抗災(zāi)能力，對于中部其他城市的城市防災(zāi)實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完善的城市防災(zāi)應(yīng)對機制外，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城市，沒有形成城市防災(zāi)實踐的聯(lián)動，相關(guān)規(guī)范缺失、安全機制的不健全、對風(fēng)險的評估能力的不足。提升區(qū)域性的整體城市防災(zāi)能力是面對未來城市動態(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，能夠在城市群與區(qū)域經(jīng)濟的發(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，可實現(xiàn)對于共同城市災(zāi)害的聯(lián)動響應(yīng)機制，打破行政邊界局限進而從根源或者更大范圍內(nèi)對城市災(zāi)害的致災(zāi)因子以及孕災(zāi)機制進行消解，這樣將會大大提升防災(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)對城市災(zāi)害需要消耗大量的城市資源，這其中包括空間、時間、人力、財力、城市公共服務(wù)設(shè)施、市政基礎(chǔ)設(shè)施等。傳統(tǒng)基于單一城市的個體防災(zāi)對于需要消耗大量城市資源的短時重特大城市災(zāi)害、持續(xù)性低強度災(zāi)害等很難做到抗災(zāi)峰值能力達標(biāo)或者持續(xù)性達標(biāo)，這時基于區(qū)域內(nèi)的一體化防災(zāi)體系將會發(fā)揮整體資源調(diào)動優(yōu)勢保證重點地區(qū)、重點城市、重災(zāi)區(qū)的防災(zāi)抗災(zāi)需求。同時，在正常狀態(tài)下，由于實現(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

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。打破現(xiàn)有城市行政區(qū)劃對防災(zāi)能力的限制，從區(qū)域?qū)用嬲戏罏?zāi)資源、統(tǒng)一防災(zāi)機制、打通防災(zāi)效能的阻斷機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層面達成。軟件一體化主要是對于防災(zāi)機制、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)計保證防災(zāi)減災(zāi)活動在城市早期實踐活動中的步調(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.通過各自有重點的針對性建設(shè)實現(xiàn)互為補充的整體防災(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)儲備維護所消耗的城市資源；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)點復(fù)合化防災(zāi)網(wǎng)絡(luò)化，當(dāng)災(zāi)害對網(wǎng)絡(luò)上的部分節(jié)點造成破壞時其他節(jié)點仍然可以保持正常并通過一體化防災(zāi)網(wǎng)絡(luò)對受損節(jié)點進行修復(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。彈性帶給一體化防災(zāi)體系的優(yōu)勢體現(xiàn)在4個領(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.社會動力——包括人文關(guān)懷程度、人力資本形成和減緩社會不公力度；3.管治網(wǎng)絡(luò)——涉及社會學(xué)習(xí)、社會適應(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)及時性、減少資源消耗，城市需要創(chuàng)造可持續(xù)的產(chǎn)品和服務(wù)供應(yīng)體系；同時，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)可填補被損毀的系統(tǒng)，來保證城市空間的安全性。

3.動態(tài)

城市災(zāi)害系統(tǒng)是一個影響因素眾多、規(guī)模龐大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，同時又是一個多輸入、多輸出、多干擾、多時變的動態(tài)系統(tǒng)，內(nèi)部存在多重反饋結(jié)構(gòu)，是一個不斷產(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)險水平，從而保證城市空間安全的風(fēng)險可控和逐步平衡，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)的動力學(xué)原理示意

3.3 利用參數(shù)化實現(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)計的城市綜合防災(zāi)減災(zāi)五個基本部分組成，箭頭代表五個基本部分之間的因果影響對應(yīng)關(guān)系。這對災(zāi)變動力學(xué)模型的選擇、設(shè)計、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)計流程與關(guān)鍵技術(shù)

參數(shù)化流程主要是指對城市空間彈性安全在空間形態(tài)信息模型平臺的各種參變量信息進行控制和邏輯關(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)用擴展界面等技術(shù)手段予以解決。因此針對動態(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、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)下很難提出對城市防災(zāi)有突破性的解決方案，本文結(jié)合實際科研立項提出了通過技術(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。