弹性目标引导下滨海城市减灾分析与策略研究

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世界大多数城市人口生活在与海洋有直接地缘关系的滨海城市,随着人口增加,城镇化迎来必须面临的强大挑战。滨海城市作为复杂的社会生态系统,在见证日趋微妙的人地关系变化时,还要解决来自气候变化、社会安全和经济动荡等影响城市稳定的问题。由此,如何做好城市减灾工作是保证未来城市生活品质的关键。为化解滨海城市综合减灾的难题,本文以当下规划领域中热议的城市弹性为导向,开展城市弹性减灾分析与研究,制定滨海城市减灾策略。本文通过Citespace对城市弹性和城市减灾的研究成果进行计量分析,整合两者内在联系。提出城市弹性减灾即通过对孕灾环境、承灾体实施相关措施以维持城市系统长期稳定。从孕灾环境和承灾体的视角辨析灾害形成的动因,针对城市弹性的三个不同发展阶段,提出以工程弹性、生态弹性、经济弹性、社会弹性、社区弹性和弹性管治为主的滨海城市减灾需求。以减灾需求为基础,提出基于提升孕灾环境适应性保证城市有序运转,降低承灾体脆弱性以控制城市灾害影响,分析城市弹性减灾能力以稳定城市发展三方面的滨海城市弹性减灾框架。提升孕灾环境适应性包括自然环境和社会环境两部分。自然环境中,通过分析气候适应性、设定气候弹性指标、提升公众参与来提升气候环境适应性;以控制污染、培养水患风险意识、进行水循环管理的方式提升水文环境适应性;通过生态弹性机制、生态修复机制和生态纪念机制的共同作用提升生态环境适应性;确认减灾功能热点,构建规划模型来提升绿色基础设施适应性。社会环境中,通过明确开敞空间的功能结构,制定时间差异化的设施布局来提升开敞空间适应性;通过制定避难减灾的车辆和行人疏散模型确认未来减灾不确定性;制定灵活的零售管理条例,加强供给网络稳定性来提升商贸环境适应性。降低承灾体脆弱性方面,通过确认减灾物资供给主体、增加物资需求侧供给水平、布局供给支撑系统来降低减灾物资供给网络脆弱性;完善减灾工程、提出冗余度匹配来降低基础设施脆弱性;明确巨灾保险制度与风险之间的关系,促进巨灾保险的减灾变革来降低城市经济脆弱性;通过持续修复生存质量、推进社区智慧收缩、设立救灾中心等手段降低社区脆弱性。以上述孕灾环境和承灾体的论证分析为基础,建立基于适应性——脆弱性的天津市弹性减灾能力评价指标体系和评价模型。以天津市为例,收集统计数据和空间数据,以街道为空间单元,孕灾环境适应性和承灾体脆弱性为准则层,减灾的论证内容为要素层,提出24个指标,运用主成分分析得到天津市弹性减灾能力得分。进而通过聚类分析、空间自相关分析、LISA集聚分析、热点分析等方法,得到弹性减灾能力与空间单元的相关关系,并用Geoda进行验证。分析结果表明,天津市的弹性减灾能力在空间分布上有集聚现象,但与总体规划的空间格局关系较弱,并且分布不存在随机性,且弹性减灾能力在空间上不具备自相关性。由此,基于适应性——脆弱性的天津市弹性减灾能力评价能够提高弹性减灾的针对性,以街道为研究对象能在空间格局的识别上提高研究精度。根据适应性、脆弱性和弹性减灾能力的评价,提出包括减少敏感人口暴露在热岛等高危区域中活动,改善地区内的绿色基础设施,提高楼龄较高建筑或构筑物的减灾标准等减灾策略。最后,本文对评价模型中因子权重较高的城市道路交通和开敞空间单独建模,分别进行基于车辆疏散和行人疏散的仿真模拟,深入了解本模型中未来天津市弹性减灾最大的不确定性。车辆疏散方面,基于Vissim软件创建无交通管制常态疏散、交通管制下最优路径疏散、交通管制下分期疏散三个不同场景进行模拟。综合不同场景的两项变量(疏散时间和车辆密度)来看,交通管制下分期疏散的疏散效率最高,最优路径疏散效果较差。因此提出建立巨灾数据库来共享灾情信息,建立灾情模拟场景,实时监测车辆信息和巨灾等级、来源等策略。行人疏散方面,运用Pathfinder软件创建α道路宽度=x,β人口密度=y、α道路宽度=x/2,β人口密度=y、α道路宽度=x,β人口密度=y/2三个不同场景进行模拟。从人口密度、道路使用强度、标准速度、累计人口流量和避灾路线等五个指标分析结果来看,α道路宽度=x,β人口密度=y的场景行人疏散效率最高。说明道路宽度与疏散效率成正相关,而人口密度在可承载的范围内与疏散效率并无明显关系。在行人疏散模拟过程中,城市弹性的平衡状态出现切换现象,定量验证了弹性阈值的存在。因此,增加道路密度、宽度,降低道路曲折度,增加疏散终端的可达性和开敞空间可进入性、规模,均可有效提高行人疏散效率。由两个仿真模型模拟结果来看,理论上的常态思维下最优路径疏散在应急疏散中的疏散效率均不够理想。文末针对上述分析和模拟结果提出了天津市在规划、技术和管治方面的多元化减灾路径。
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