基于網(wǎng)絡(luò)分析法的公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)功能研究
——以耿馬自治縣為例

郝孟奇，張 云

(西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650000)

1 引言

我國(guó)是世界上自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，災(zāi)害類(lèi)型繁多，分布廣泛。隨著城市化的快速發(fā)展，城市人口逐漸密集化，城鄉(xiāng)自然災(zāi)害的潛在危險(xiǎn)與日俱增。公園綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，能為居民提供安全的避難環(huán)境和良好的災(zāi)后救援場(chǎng)所。如何有效發(fā)揮公園綠地的防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)功能，提升城市避險(xiǎn)能力，很大程度上取決于區(qū)域內(nèi)避難場(chǎng)所的數(shù)量和分布格局，尤其是與城市人口的分布緊密相關(guān)，評(píng)價(jià)公園綠地的人口輻射的能力是衡量城市綠地避險(xiǎn)功能的重要基礎(chǔ)[1]。

本研究基于網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)耿馬自治縣2020年公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能的可達(dá)性進(jìn)行分析，并結(jié)合研究區(qū)內(nèi)人口密度分布對(duì)公園綠地的防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)效率進(jìn)行分析，總結(jié)耿馬自治縣公園綠地的防災(zāi)避險(xiǎn)能力，并提出合理建議。

2 研究區(qū)域與對(duì)象

耿馬傣族佤族自治縣位于云南省西南邊境，坐落在滇西南橫斷山脈切割區(qū)的中下游[2]?？h內(nèi)地勢(shì)呈東北高、西南低的態(tài)勢(shì)，全境地勢(shì)自東北向西南逐漸呈梯級(jí)遞降[3]。由于地處騰沖—耿馬—瀾滄地震帶的中部，地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固，導(dǎo)致自然災(zāi)害頻發(fā)。耿馬自治縣常見(jiàn)的自然災(zāi)害類(lèi)型主要分為氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害和其他災(zāi)害三類(lèi)，其中地震災(zāi)害發(fā)生的頻率和破壞程度較高。

本研究以耿馬自治縣2020年建成區(qū)為研究范圍，包括耿馬縣城中心城區(qū)、周邊納入城市規(guī)劃范圍的村莊和南部新開(kāi)發(fā)區(qū)域，總面積約781.5 hm2，總?cè)丝?8464人[4]。研究對(duì)象是研究區(qū)內(nèi)已建成的公園綠地，包括甘東公園、白馬廣場(chǎng)、景戈公園、芒片河景觀公園。

3 研究方法

3.1 網(wǎng)絡(luò)分析法

城市公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能的可達(dá)性就是指當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后居民能否及時(shí)進(jìn)入公園避險(xiǎn)，可達(dá)性高表明人們?nèi)菀椎竭_(dá)公園，反之，則不容易到達(dá)。常用的研究方法有網(wǎng)絡(luò)分析法、緩沖分析法、最小近距離法、引力模型法和費(fèi)用加權(quán)距離法[5]。通過(guò)對(duì)可達(dá)性研究方法的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析法更適用于本文研究。網(wǎng)絡(luò)分析法又可稱(chēng)為綜合了進(jìn)入公園過(guò)程中的障礙的緩沖區(qū)法[6]，是以實(shí)際道路網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對(duì)不同等級(jí)道路賦予不同的通行能力，能較好地實(shí)現(xiàn)路徑與顯示道路的擬合，更真實(shí)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)公園綠地的可達(dá)性。因此，本文采用網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)耿馬自治縣公園綠地可達(dá)性進(jìn)行分析。

3.2 服務(wù)效率指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

防災(zāi)避險(xiǎn)需求下公園的服務(wù)效率是將可進(jìn)行防災(zāi)避險(xiǎn)活動(dòng)的公園綠地面積和人口數(shù)據(jù)疊加計(jì)算，獲取公園綠地的服務(wù)人口數(shù)，進(jìn)而分析城市公園的服務(wù)效率，評(píng)價(jià)城市公園綠地的防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)水平。計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式(1)～式(3)中，公園綠地服務(wù)面積指公園綠地內(nèi)可進(jìn)行防災(zāi)避險(xiǎn)活動(dòng)的場(chǎng)地面積；公園綠地服務(wù)人口指公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)范圍所覆蓋的人口數(shù)。

3.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

3.3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究對(duì)象為耿馬自治縣內(nèi)公園綠地，研究相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)耿馬縣年鑒、耿馬縣城相關(guān)部門(mén)、實(shí)地調(diào)研、網(wǎng)絡(luò)等方式獲取，現(xiàn)整理如表1所示。

表1 研究區(qū)主要數(shù)據(jù)類(lèi)型及來(lái)源

3.3.2 數(shù)據(jù)處理

(1)道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。依據(jù)耿馬縣城城市道路交通規(guī)劃圖(2005～2020)及2021年高德地圖影像繪制道路交通CAD圖，并參照規(guī)劃圖中的道路規(guī)劃等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，加載進(jìn)ArcGIS10.6中根據(jù)地理信息進(jìn)行道路坐標(biāo)校正。

(2)人口密度空間分布數(shù)據(jù)。耿馬縣城主要為4個(gè)社區(qū)，分別是甘東社區(qū)、白馬社區(qū)、白塔社區(qū)和芒蚌社區(qū)。為了研究需要，根據(jù)耿馬縣城五橫四縱的道路布局將耿馬縣城分為10個(gè)片區(qū)。

(3)公園綠地?cái)?shù)據(jù)。根據(jù)前期耿馬自治縣公園分布情況和個(gè)體公園情況調(diào)查，在CAD中按照衛(wèi)星影像地圖描繪公園輪廓，導(dǎo)入進(jìn)ArcGIS10.6中，選中圖層，進(jìn)入編輯器中修改線元素，檢查輪廓線段是否完全閉合，修正后將線元素轉(zhuǎn)化為面元素，得到耿馬縣城已建成公園綠地分布圖。

4 耿馬縣城公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能分析結(jié)果

4.1 公園綠地總體布局

耿馬自治縣現(xiàn)有公園綠地4處，包括甘東公園、白馬廣場(chǎng)、景戈公園、芒片河景觀公園?，F(xiàn)狀公園綠地?cái)?shù)量較少，3處公園綠地都位于主城區(qū)內(nèi)，1處位于南部新區(qū)，按照《城市綠地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJT 85-2017)[7]，甘東公園和景戈公園為綜合公園，白馬廣場(chǎng)是廣場(chǎng)用地，芒片河景觀公園屬于帶狀游園。如圖1所示，耿馬自治縣已建成公園綠地主要集中在北部和東部的老城區(qū)，研究區(qū)中部沒(méi)有公園分布，南部新區(qū)部分缺少公園綠地的相關(guān)建設(shè)，城市公園綠地整體呈現(xiàn)不均衡的狀態(tài)。

4.2 公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)的可達(dá)性分析

運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)耿馬縣城公園綠地進(jìn)行總體可達(dá)性分析，普遍的可達(dá)性分析是根據(jù)出行方式和時(shí)間的不同來(lái)劃分，根據(jù)人的避難行為活動(dòng)，在面對(duì)地震或其他災(zāi)害時(shí)，人們多采用步行的避難方式到達(dá)避難場(chǎng)所，因此在進(jìn)行耿馬縣城公園綠地可達(dá)性分析時(shí)只通過(guò)步行這一種出行方式來(lái)計(jì)算。根據(jù)《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB50413-2007)中第8.2條避震疏散的評(píng)價(jià)與規(guī)劃要求，緊急避震疏散場(chǎng)所步行大約10 min之內(nèi)可以到達(dá)，固定避震疏散場(chǎng)所步行約1h之內(nèi)到達(dá)[8]。按照耿馬縣城的規(guī)模大小，將步行可達(dá)性的時(shí)間范圍劃分在10 min之內(nèi)。相關(guān)資料表明，人正常情況下的行走速度在1～1.2 m/s之間，但發(fā)生災(zāi)害時(shí)會(huì)有意外和其他阻力的發(fā)生，步行速度會(huì)因此減慢，所以設(shè)定避險(xiǎn)步行速度為1 m/s。將研究區(qū)內(nèi)公園綠地現(xiàn)有出入口作為“源”，運(yùn)用GIS網(wǎng)絡(luò)分析工具，繪制成圖2，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行量化分析，導(dǎo)出表2。

來(lái)源：作者自繪，下同

表2所示的步行出行方式下的耿馬自治縣公園綠地4個(gè)時(shí)間等級(jí)的可達(dá)性范圍可得出：研究區(qū)內(nèi)可達(dá)性好，能快速到達(dá)公園綠地的區(qū)域面積是0.032 km2，占總面積的0.41%；1～5 min內(nèi)到達(dá)公園綠地可達(dá)性較好，區(qū)域面積是0.484 km2，占研究區(qū)總面積的6.2%；5～10 min內(nèi)到達(dá)公園綠地的研究區(qū)域可達(dá)性一般，面積是1.693 km2，占研究區(qū)總面積的21.68%；大于10 min到達(dá)公園綠地的研究區(qū)域可達(dá)性較差，面積是5.601 km2，占研究區(qū)總面積的71.71%，由此可知，耿馬自治縣公園綠地步行可達(dá)性較差，有約70%區(qū)域內(nèi)的居民在進(jìn)行防災(zāi)避險(xiǎn)時(shí)不能及時(shí)到達(dá)公園綠地，覆蓋區(qū)域少，這也說(shuō)明耿馬可用于防災(zāi)避險(xiǎn)的公園數(shù)量和布局存在問(wèn)題。

圖2 研究區(qū)公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)可達(dá)性

4.3 公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)的服務(wù)效率分析

4.3.1 服務(wù)面積比

劃分出公園內(nèi)可進(jìn)行避險(xiǎn)服務(wù)的場(chǎng)地，將服務(wù)半徑劃分為100 m、300 m、500 m，生成可用于防災(zāi)避險(xiǎn)的緩沖區(qū)分析，并計(jì)算出各個(gè)距離范圍的覆蓋面積，得圖3、表3。

表2 步行出行方式下的研究區(qū)公園綠地可達(dá)性范圍

表3 耿馬縣城公園綠地服務(wù)面積比

由圖3、表3統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，研究區(qū)內(nèi)公園綠地100 m距離輻射的覆蓋面積為0.37 km2，服務(wù)面積比為4.7%；300 m距離輻射的面積為1.36 km2，服務(wù)面積比為17.4%；500 m距離輻射的面積為1.75 km2，服務(wù)面積比為22.4%。研究劃定的耿馬縣城總面積約為7.81 km2，耿馬縣城可用于防災(zāi)避險(xiǎn)的公園綠地服務(wù)面積累計(jì)為3.48 km2，占總面積的44.5%，從圖2可以看出，公園綠地的輻射范圍主要集中在北部和東部，東北、東南和西部部分地區(qū)沒(méi)有被防災(zāi)避險(xiǎn)綠地500 m的服務(wù)半徑輻射。

圖3 公園綠地內(nèi)可避險(xiǎn)場(chǎng)地的緩沖區(qū)分析

4.3.2 服務(wù)人口比

在計(jì)算服務(wù)人口數(shù)時(shí)，假設(shè)各區(qū)人口呈均勻分布，計(jì)算出公園綠地覆蓋范圍面積與耿馬自治縣總面積的比之后，用這一比值乘以各區(qū)的總?cè)丝跀?shù)來(lái)表示可用于防災(zāi)避險(xiǎn)的公園綠地服務(wù)區(qū)的服務(wù)人口數(shù)，這種計(jì)算方法能更準(zhǔn)確的估算出服務(wù)區(qū)內(nèi)服務(wù)人口數(shù)量，減少人口計(jì)算上的誤差。將緩沖區(qū)分析圖與前期整理的人口密度分布圖疊加，得到圖4和表4。

圖4 基于緩沖區(qū)分析的公園綠地可避險(xiǎn)場(chǎng)地服務(wù)水平

表4 耿馬縣城公園綠地服務(wù)人口比

由圖4、表4所示，100 m范圍內(nèi)服務(wù)人口數(shù)為1353人，占總?cè)丝跀?shù)的4.75%；300 m范圍內(nèi)服務(wù)人口數(shù)為4811人，占總?cè)丝跀?shù)的16.9%；500 m距離內(nèi)服務(wù)人口數(shù)為7816人，占總?cè)丝跀?shù)的27.45%。研究區(qū)內(nèi)總?cè)丝?8464人，公園綠地服務(wù)人口累計(jì)13980人，占總?cè)丝诘?9.1%，有50.9%的人口是耿馬公園防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)人口的服務(wù)盲區(qū)。服務(wù)人口占比比服務(wù)面積占比大，主要原因是500 m的范圍主要包含城市西部地區(qū)，該區(qū)是老城區(qū)，有大量人口居住，因此服務(wù)人口比值大于服務(wù)面積比值。

4.3.3 服務(wù)容量比

服務(wù)容量比是指研究區(qū)內(nèi)具有防災(zāi)避險(xiǎn)需求的人口數(shù)與公園綠地實(shí)際容災(zāi)的人口數(shù)之比，它能反映公園的服務(wù)效率。根據(jù)城市防災(zāi)避險(xiǎn)功能綠地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)劃分，將甘東公園列為緊急避險(xiǎn)綠地，其余3個(gè)列為短期避險(xiǎn)綠地，緊急避險(xiǎn)綠地人均有效避險(xiǎn)面積不低于1 m2/人，短期不低于2 m2/人[9]。按照公式計(jì)算出耿馬自治縣公園綠地的防災(zāi)避險(xiǎn)容量，如表5所示，再與研究區(qū)內(nèi)總?cè)藬?shù)進(jìn)行對(duì)比，得到耿馬自治縣公園綠地的服務(wù)容量比。

表5 耿馬自治縣公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)容量

服務(wù)容量比越小，證明該區(qū)有能滿(mǎn)足更多居民避難需求的防災(zāi)避險(xiǎn)空間。耿馬自治縣公園綠地實(shí)際可容納的防災(zāi)避險(xiǎn)人數(shù)有16993人，研究區(qū)內(nèi)共有28464人，計(jì)算出公園綠地的服務(wù)容量比為167.5%?，F(xiàn)有公園綠地的服務(wù)容量已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，在后續(xù)人口增長(zhǎng)過(guò)程中，服務(wù)容量比值會(huì)升高，人口容納能力下降，因此不再能滿(mǎn)足研究區(qū)居民的防災(zāi)需求。

5 存在的問(wèn)題

(1)分級(jí)配置不匹配。2018年國(guó)家住建部印發(fā)的《城市綠地防災(zāi)避險(xiǎn)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中有明確要求，抗震設(shè)防烈度7度以上的城市，按“長(zhǎng)期避險(xiǎn)綠地-中期避險(xiǎn)綠地-短期避險(xiǎn)綠地-緊急避險(xiǎn)綠地”4級(jí)配置[9]。根據(jù)全國(guó)各地抗震設(shè)防烈度，耿馬抗震設(shè)防烈度為8度，而現(xiàn)有的城市公園綠地只能達(dá)到短期和緊急避險(xiǎn)2級(jí)配置，缺少中長(zhǎng)期避險(xiǎn)類(lèi)型的公園綠地。不配套的體系會(huì)影響公共基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮救援的效果，繼而影響公共綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能的發(fā)揮。

(2)公園綠地布局不平衡。由GIS可達(dá)性研究分析結(jié)果可以看出，可避險(xiǎn)的公園綠地主要存在于研究區(qū)的北部和西南部，東部有兩處小面積可供避災(zāi)的場(chǎng)地，中部沒(méi)有相關(guān)的公園建設(shè)，總體布局呈不均衡狀態(tài)，會(huì)影響公園防災(zāi)避險(xiǎn)效能的發(fā)揮。

(3)防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)效率不均勻。公園的服務(wù)范圍總面積占44.5%，服務(wù)人口占49.1%，主要分布在西北部人口集中的老城區(qū)，剩余50.9%的人口無(wú)法在優(yōu)先距離內(nèi)享受到公園的防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)，公園綠地的服務(wù)效率呈現(xiàn)不均勻的情況，服務(wù)容量已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，人口容納能力也會(huì)隨之下降。

6 建議

(1)增加公園綠地?cái)?shù)量，完善防災(zāi)避險(xiǎn)綠地等級(jí)。結(jié)合耿馬自治縣城市規(guī)劃，在東部和南部設(shè)置大型公園綠地，如在南部建設(shè)森林公園，東部建設(shè)糖廠公園，擴(kuò)大耿馬自治縣的公園規(guī)模，提升公園綠地防災(zāi)避險(xiǎn)服務(wù)效率，改善當(dāng)前服務(wù)不均勻現(xiàn)狀，提高耿馬自治縣公園綠地的防災(zāi)級(jí)配。

(2)提高公園綠地的可達(dá)性。結(jié)合城市道路，對(duì)公園綠地內(nèi)外應(yīng)急通道進(jìn)行合理規(guī)劃，可以根據(jù)場(chǎng)地情況增設(shè)出入口數(shù)量，提高公園綠地的可達(dá)性。

(3)完善公園綠地內(nèi)應(yīng)急基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加強(qiáng)和完善公園綠地內(nèi)應(yīng)急基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，道路、植物、建筑等要考慮防災(zāi)需求，對(duì)避難場(chǎng)地進(jìn)行合理規(guī)劃。

(4)加大防災(zāi)避險(xiǎn)宣傳力度。除了建設(shè)防災(zāi)避險(xiǎn)公園這一客觀條件，還應(yīng)加大防災(zāi)宣傳力度，提高市民防災(zāi)避險(xiǎn)意識(shí)，減輕災(zāi)害帶來(lái)的損失。