國土空間規(guī)劃視角下濱海城市韌性防潮體系構(gòu)建研究*
——以福州濱海新城核心區(qū)為例

張孝奎，魏 樊，馮立超，陳智睿，崔曉莉，秦瑜潔

(1.北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100086；2.福州市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司，福建 福州 350108)

隨著全球氣候變化的加劇，風(fēng)暴潮災(zāi)害出現(xiàn)頻率和強(qiáng)度增加，威脅著沿海地區(qū)安全[1]。建設(shè)防潮堤是我國沿海地區(qū)預(yù)防風(fēng)暴潮災(zāi)害的通常做法。然而，災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)表明，在極端災(zāi)害面前，單純依靠防潮堤的做法蘊(yùn)藏著巨大風(fēng)險(xiǎn)[2-3]。本文基于安全韌性理念，結(jié)合福州濱海新城核心區(qū)未來建設(shè)條件，站在全面統(tǒng)籌國土空間資源角度，通過優(yōu)化國土空間規(guī)劃布局，提出了形成多道防線的韌性防潮體系，可在不大幅提高整體建設(shè)成本的基礎(chǔ)上，較大幅提高濱海新城核心區(qū)防潮安全水平。相關(guān)做法和經(jīng)驗(yàn)，可供沿海地區(qū)面臨類似問題城市借鑒。

1 城市概況

為貫徹“東進(jìn)南下”的發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想，福州在福州沿江、沿海兩條軸線交叉的核心區(qū)域，面向東海，開發(fā)建設(shè)濱海新城。將其建設(shè)成為國際化新城、居住及產(chǎn)業(yè)新城和區(qū)域的科研中心、金融中心、交通樞紐。濱海新城分為三部分：北部以長樂國際機(jī)場為核心的空港城組團(tuán)、南部以港口為核心的海港城組團(tuán)和中部核心區(qū)，規(guī)劃總面積188 km2，規(guī)劃總?cè)丝?30萬人(圖1)。

圖1 福州濱海新城鳥瞰圖

福州濱海新城核心區(qū)由CBD及濱海文化休閑組團(tuán)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新組團(tuán)、火車福州東站及高端制造業(yè)組團(tuán)構(gòu)成，面積86 km2，規(guī)劃人口70萬人(2070年)[4]。核心區(qū)未來將主要依托高校、大數(shù)據(jù)中心、交通樞紐等發(fā)展科研創(chuàng)新及配套服務(wù)、總部經(jīng)濟(jì)、金融商務(wù)和先進(jìn)制造等產(chǎn)業(yè)(圖2)。

圖2 核心區(qū)用地規(guī)劃圖

2 防潮安全風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 海堤與豎向規(guī)劃

根據(jù)規(guī)劃[5]，南澳山-松下牛頭灣段現(xiàn)有海堤保護(hù)濱海新城核心區(qū)，海堤長度約15.0 km。隨著濱海新城的開發(fā)建設(shè)，濱海新城核心區(qū)規(guī)劃海堤工程防潮標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇設(shè)計(jì)高潮位，設(shè)計(jì)波浪和設(shè)計(jì)風(fēng)速采用同頻率重現(xiàn)期，海堤工程級別為1級。海堤現(xiàn)狀和規(guī)劃如表1所示，海堤分布如圖3所示。

圖3 福州濱海新城核心區(qū)海堤現(xiàn)狀與規(guī)劃

為保障福州濱海核心區(qū)防潮和內(nèi)澇安全，根據(jù)規(guī)劃[6]，濱海新城核心區(qū)建設(shè)地塊高程將控制在4.6～16.5 m，規(guī)劃區(qū)內(nèi)重要交通、市政及公共服務(wù)設(shè)施、生命線通道按50～100年內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)控制高程(圖4)。

圖4 濱海新城核心區(qū)規(guī)劃高程

2.2 福州濱海新城核心區(qū)防潮風(fēng)險(xiǎn)

福州濱海新城核心區(qū)直面東海，受臺風(fēng)災(zāi)害影響較大[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其所在的長樂市自1955-2015年，影響或登陸臺風(fēng)達(dá)260余次，平均4～5次/年，造成較重災(zāi)害的臺風(fēng)有40余次。臺風(fēng)經(jīng)常帶來暴雨和狂濤巨浪，并造成內(nèi)河水位和外江外海潮位相互頂托，使沿江沿海水閘無法泄洪，造成決堤、毀堤。因此，防潮安全是未來核心區(qū)面臨的重要風(fēng)險(xiǎn)之一。

據(jù)調(diào)查，濱海新城核心區(qū)附近海域歷史調(diào)查高潮位為5.09 m(1919年8月25日)，歷史實(shí)測最高潮位為5.26 m(2013年)，100年一遇海平面高程為5.38 m，200年一遇海平面高程為5.61 m。根據(jù)《福州濱海新城防潮防洪排澇規(guī)劃》防潮規(guī)劃方案[5]，濱海新城核心區(qū)未來防潮安全主要依賴于防潮堤建設(shè)。

假如濱海新城核心區(qū)防潮堤在風(fēng)暴潮襲擊下潰堤，甚至在“風(fēng)、雨、潮三碰頭”的極端情形下潰堤，失去唯一防潮屏障的核心區(qū)將遭受巨大損失。據(jù)分析，假如核心區(qū)防潮堤在100年一遇高潮位時(shí)決堤，則核心區(qū)將有59.4 km2被淹沒，占核心區(qū)面積的69.07%。同時(shí)，核心區(qū)救災(zāi)指揮中心和大部分消防站、醫(yī)院都將被淹沒，屆時(shí)，核心區(qū)救災(zāi)功能將基本處于癱瘓狀態(tài)(圖5)。

圖5 福州濱海核心區(qū)在100年一遇高潮位決堤風(fēng)險(xiǎn)分析

表1 福州濱海新城核心區(qū)海堤現(xiàn)狀及規(guī)劃

可以看出，濱海新城核心區(qū)整體地勢較低，面臨臺風(fēng)、大潮正面襲擊，危險(xiǎn)性較高。而濱海新城核心區(qū)防潮安全規(guī)劃屬于只有一道防線的脆性系統(tǒng)，一旦作為唯一防線的防潮堤失守，將使核心區(qū)面臨重大安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 韌性防潮體系規(guī)劃

3.1 韌性與防潮安全

韌性是近年來城市安全與防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域一個(gè)重要研究方向。2015年聯(lián)合國減災(zāi)署發(fā)布《2015-2030年仙臺減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)框架》后[7]，我國安全韌性研究進(jìn)入了一個(gè)高潮，專家學(xué)者從韌性概念的內(nèi)涵、韌性城市指標(biāo)體系構(gòu)建、韌性規(guī)劃編制實(shí)踐等不同方面進(jìn)行了研究，得出了很多有價(jià)值的研究成果[8-11]。

建造防潮堤是濱海地區(qū)保護(hù)城市安全的常用手段。但隨著全球氣候變化的加劇，人們從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中越來越認(rèn)識到這種依賴防潮堤壩單一防潮工程思路的風(fēng)險(xiǎn)與不足。因此，防潮安全是較早引入韌性理念的領(lǐng)域之一[12-13]。荷蘭全境地勢低洼，受海潮威脅比較大。為了安全，修建了大量海堤。但荷蘭在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種擴(kuò)張型、“硬工程”防洪模式在帶來安全的同時(shí)，帶來的問題也越來越多。從20世紀(jì)90年代后期開始，荷蘭逐步轉(zhuǎn)變防護(hù)理念，引入“沙引擎”(Sand Engine)等韌性防護(hù)手段，利用自然力量來防控海洋災(zāi)害[14]。美國紐約在2012年桑迪颶風(fēng)后，編制了《更強(qiáng)壯、更韌性紐約》規(guī)劃，將韌性理念全面貫徹于城市恢復(fù)重建過程中[15]。如通過“人工坡地+活動(dòng)墻體+防洪建筑”的組合模式，形成“防護(hù)+景觀+娛樂”為一體的濱海防護(hù)體系；通過“生命防波堤”建設(shè)，降低海浪高度和動(dòng)能，減小海浪破壞力等。通過這些措施，將原來單一防護(hù)體系轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗟婪谰€的防護(hù)體系?？梢钥闯?，韌性概念的引入，改變了過去單純依賴海堤保護(hù)防潮安全的狀況，讓防潮安全從單一工程性防護(hù)理念提升到社會(huì)、工程和管理等多維度綜合防護(hù)理念。

3.2 規(guī)劃目標(biāo)及原則

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，濱海新城是未來福州市的副中心，核心區(qū)未來會(huì)承擔(dān)建設(shè)國家東南大數(shù)據(jù)中心等一些非常重要的功能。因此，核心區(qū)未來防潮安全應(yīng)達(dá)到：一般災(zāi)害情況下，核心區(qū)整體具備不低于100年一遇的防潮能力；當(dāng)遭遇極端潮災(zāi)時(shí)，核心區(qū)不發(fā)生大規(guī)模的人員傷亡，城市能維持主要基本服務(wù)功能，救災(zāi)功能不癱瘓。

核心區(qū)防潮規(guī)劃方案應(yīng)遵循以下基本原則：①安全底線原則。從空間規(guī)劃的角度，對極端災(zāi)害有應(yīng)對措施，防止巨災(zāi)情景下的多米諾效應(yīng)，構(gòu)建本質(zhì)安全型空間。②多道防線原則。改變現(xiàn)在防潮規(guī)劃方案只有防潮堤單一防線的脆性防潮體系現(xiàn)狀，構(gòu)建基于韌性理念的多道防潮安全防線。③安全目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)投入相平衡原則。充分考慮安全目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)投入之間的關(guān)系，尋找二者之間的合理平衡點(diǎn)。

3.3 韌性防潮體系規(guī)劃

根據(jù)核心區(qū)地形地貌和未來城市建設(shè)情況，為提高核心區(qū)防潮安全水平，主要從以下三個(gè)方面構(gòu)建核心區(qū)除防潮堤以外的三道防線，形成具有四道防線的韌性防潮體系。

(1)利用沿海自然高地，構(gòu)建核心區(qū)除防潮堤外的第二道防潮防線。地形分析顯示，核心區(qū)東部和南部有自然地勢相對較高區(qū)域，部分高程甚至超過200年一遇的防潮標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高(5.61 m)(圖6)，而核心區(qū)東面為機(jī)場高速，其高程也滿足100年一遇防潮標(biāo)準(zhǔn)[8]。因此，適當(dāng)提高機(jī)場高速與CBD北部部分區(qū)域地面高程至100年一遇標(biāo)準(zhǔn)，便可形成滿足100年一遇防潮標(biāo)準(zhǔn)的第二道防潮防線。

圖6 核心區(qū)超過100年一遇高程范圍

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃[9]，①提高沙尾路北段的豎向高程，按照不低于100年一遇高潮位高程(5.38 m)進(jìn)行建設(shè)。②新建十八孔閘應(yīng)維持擋潮排澇功能，其擋潮能力達(dá)到100年一遇標(biāo)準(zhǔn)。③在第一道防線和第二道防線之間用地，根據(jù)工程具體情況綜合采取建筑措施和應(yīng)急管理手段(表2)，提高防潮安全水平(圖7)。

表2 第一、二道防線間用地建設(shè)要求

圖7 福州濱海核心區(qū)第二道防潮防線規(guī)劃

(2)合理布局重要設(shè)施用地，構(gòu)建核心區(qū)第三道防潮防線。為保證極端情況下的核心區(qū)能維持基本救災(zāi)功能，將重要救災(zāi)功能用地盡量布置在自然高程超過100年一遇范圍。①區(qū)行政中心建議調(diào)整至核心區(qū)北部200年一遇安全區(qū)域；②消防指揮中心建議與松下消防站位置對調(diào)，保障消防指揮功能選址在200年一遇安全區(qū)域(圖8)。

圖8 福州濱海核心區(qū)重要救災(zāi)機(jī)構(gòu)位置調(diào)整建議

(3)從保障防潮安全出發(fā)，加強(qiáng)對重要地段和重要設(shè)施的防潮安全管理，構(gòu)建核心區(qū)第四道防潮防線。根據(jù)規(guī)劃，未來核心區(qū)建設(shè)用地高程將在4.6 m以上，而100年一遇高潮位為5.38 m。因此，①城市運(yùn)營管理中心主體建筑應(yīng)滿足200年一遇防洪要求，或?qū)⑵浞胖糜谑鼙┯暧绊懴鄬^小的樓層；②臨河、低洼易積水地段的建筑采用一層架空的建筑形式，并結(jié)合周邊景觀和建筑物的功能，將一層架空可作為停車設(shè)施或其它開敞空間，增加行洪空間，降低潮水對建構(gòu)筑物的影響；③重要建筑、重要地下空間采用臨時(shí)防汛設(shè)施等手段降低影響，需要重點(diǎn)保護(hù)的建筑，儲(chǔ)備應(yīng)急防汛物資，提高安全性。

4 結(jié)語

防潮安全是濱海新城核心區(qū)面臨的重要威脅之一，目前的防潮規(guī)劃只有防潮堤一道防線，不能很好保障新城核心區(qū)防潮安全?；陧g性理念，結(jié)合核心區(qū)地形地貌和用地規(guī)劃布局，從國土空間規(guī)劃角度，在規(guī)劃防潮堤基礎(chǔ)上，增加三道防潮防線，形成兩道工程防線加兩道管理防線的多道防線的韌性防潮體系：①充分利用沿海自然高地，構(gòu)建核心區(qū)第二道防潮防線；②合理布局重要設(shè)施用地，構(gòu)建核心區(qū)第三道防潮防線；③加強(qiáng)重要地段和重要設(shè)施防潮安全管理，構(gòu)建核心區(qū)第四道防潮防線。相關(guān)思路可供其它濱海地區(qū)參考。