城市洪澇韌性的研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)分析

王凱豐 力 剛 張 誠(chéng) 陳 堯 朗杰平措

（1.鄭州大學(xué)水利與交通學(xué)院，鄭州 450001；2.江蘇省駱運(yùn)水利工程管理處，宿遷 223800；3.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038；4.拉薩市水利局，拉薩 850000）

0 引 言

近幾十年，在氣候變化、城市化進(jìn)程加速等因素的影響下，極端災(zāi)害事件的頻率、持續(xù)時(shí)間和范圍不斷增加，對(duì)城市安全造成嚴(yán)重影響。其中，洪澇災(zāi)害造成的破壞和損失最為嚴(yán)重，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，世界氣象組織（WMO）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示[1]：2000—2019年，全球洪水相關(guān)的災(zāi)害事件3 254 起，占總災(zāi)害事件的44%，共計(jì)造成104 614人死亡和6 510億美元的經(jīng)濟(jì)損失。城市防洪治澇工程體系的理念難以應(yīng)對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)洪水，為了更好地應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在洪澇災(zāi)害領(lǐng)域開(kāi)展了大量韌性理念的研究，韌性理念不斷受到世界各國(guó)的重視。

韌性最早起源于拉丁文，意思是彈回原狀，常被用來(lái)表示恢復(fù)能力。韌性研究按照不同的觀點(diǎn)可以分為工程韌性、生態(tài)韌性和演進(jìn)韌性3類[2-5]（表1）。城市洪澇韌性可定義為：城市系統(tǒng)面臨洪澇災(zāi)害時(shí)，通過(guò)工程和非工程措施手段，適應(yīng)災(zāi)害、抵御風(fēng)險(xiǎn)，快速恢復(fù)，從災(zāi)害中學(xué)習(xí)并不斷提升系統(tǒng)抵抗沖擊的能力。韌性理念在城市防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域旨在應(yīng)對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)、極端災(zāi)害，強(qiáng)調(diào)城市系統(tǒng)對(duì)災(zāi)害的適應(yīng)能力，不同于城市防洪治澇工程體系中一味抵御的理念[4]。

表1 不同韌性觀點(diǎn)的比較

城市洪澇韌性的響應(yīng)過(guò)程如圖1 所示，①表示原城市系統(tǒng)在洪水沖擊之下，逐漸失去基本功能后，再恢復(fù)到災(zāi)前水平的過(guò)程；②表示通過(guò)韌性響應(yīng)提升措施，使得城市系統(tǒng)受損程度降低；③表示通過(guò)韌性響應(yīng)提升措施，使其恢復(fù)到災(zāi)前水平的時(shí)間縮短；④表示原城市系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，系統(tǒng)性能降低，抵御洪水沖擊能力下降。

圖1 城市洪澇韌性示意圖

1 國(guó)內(nèi)外城市洪澇韌性研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是對(duì)文章內(nèi)容的精煉和歸納，關(guān)鍵詞的詞頻能體現(xiàn)當(dāng)前領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[6]。采用文獻(xiàn)計(jì)量軟件CiteSpace對(duì)“Web of Science”核心數(shù)據(jù)庫(kù)、“中國(guó)知網(wǎng)”數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，檢索2000—2023 年含有與“城市洪澇”“韌性城市”相關(guān)關(guān)鍵詞的文章，將詞頻高于15 的關(guān)鍵詞顯示在圖中，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖2、圖3）。其中，每個(gè)圓圈代表了1個(gè)關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)的大小表示關(guān)鍵詞的詞頻高低，詞頻越高則圓圈越大，該關(guān)鍵詞越能代表研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系由連線表示，并由此形成不同的聚類（圖3）。

圖2 國(guó)外文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖3 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

由圖2 可知，韌性（resilience）和氣候變化（climate change）的詞頻最高，是國(guó)外學(xué)者關(guān)注城市洪澇韌性的核心概念，韌性理念在城市防洪減災(zāi)領(lǐng)域重點(diǎn)解決的問(wèn)題是如何應(yīng)對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)極端災(zāi)害事件，而近年來(lái)極端事件頻率的增長(zhǎng)與全球氣候變化之間的關(guān)系密不可分。其他如：脆弱性、管理、適應(yīng)性、風(fēng)險(xiǎn)、框架、城市韌性、洪水風(fēng)險(xiǎn)、社區(qū)韌性等頻次較高的關(guān)鍵詞，顯示了在氣候變化加劇、城市化進(jìn)程加速的背景下，城市洪澇韌性研究關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。

由圖3 可知，韌性和城市洪澇詞頻較高，其他如：城市治理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、氣候變化、城市化、城市安全、防災(zāi)減災(zāi)和韌性評(píng)估等關(guān)鍵詞出現(xiàn)相對(duì)較多。對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的側(cè)重點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)：國(guó)外學(xué)者更多關(guān)注氣候變化、風(fēng)險(xiǎn)管理等內(nèi)容，而國(guó)內(nèi)學(xué)者更側(cè)重于城市治理和城市化帶來(lái)的問(wèn)題。這是由于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完善，其防洪排澇體系建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)總體上與城市安全保障需求相適應(yīng)，更多關(guān)注氣候變化對(duì)打破現(xiàn)有平衡、威脅城市可持續(xù)發(fā)展的各種潛在風(fēng)險(xiǎn)[7]。而我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，面臨更多的是快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中洪澇災(zāi)害加重、供水短缺、水質(zhì)污染等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

圍繞關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜做進(jìn)一步聚類分析（圖4、圖5），得到國(guó)外文獻(xiàn)聚類分別為：基于自然的解決方案、社區(qū)韌性、城市洪澇、氣候變化、城市韌性、洪水風(fēng)險(xiǎn)管理、可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)容。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)聚類主要包括：城市洪澇、韌性、韌性城市、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、基礎(chǔ)設(shè)施、韌性評(píng)估和城市化等幾個(gè)方面。通過(guò)聚類分析可以發(fā)現(xiàn)：國(guó)內(nèi)城市洪澇韌性研究起步相對(duì)較晚，于2010年前后開(kāi)始起步，并在2015年之后進(jìn)入快速發(fā)展階段。

圖4 國(guó)外文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類分析

圖5 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類分析

總體上來(lái)看，上述聚類可劃分為社會(huì)、制度、環(huán)境及基礎(chǔ)設(shè)施等幾個(gè)研究方面，重點(diǎn)關(guān)注在變化環(huán)境下如何通過(guò)政策引導(dǎo)、城市空間規(guī)劃和韌性理念的管理策略來(lái)提升城市的整體韌性水平。

2 各國(guó)的韌性防洪理念

洪澇韌性相關(guān)研究的研究尺度從國(guó)家尺度、地區(qū)尺度、城市尺度到家庭尺度均有涉及，韌性理念在世界引起廣泛關(guān)注，但不同國(guó)家對(duì)韌性建設(shè)的側(cè)重不同。隨著海平面的上升，洪水、颶風(fēng)等自然災(zāi)害事件的頻率和規(guī)模不斷增長(zhǎng)，美國(guó)提出海岸韌性策略，幫助社區(qū)抵御洪水災(zāi)害，提升社區(qū)在災(zāi)害后的恢復(fù)能力[8]。日本地理位置特殊，中國(guó)南海和太平洋水汽會(huì)逐步向日本聚集，水汽含量增大直接導(dǎo)致了日本強(qiáng)降雨頻發(fā)，為應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害，日本提出了“舉全社會(huì)之力提升流域承載韌性和可持續(xù)性”的策略[9]。英國(guó)為減輕洪澇災(zāi)害造成的損失，提出了房產(chǎn)洪水韌性理念，將防洪目標(biāo)和手段轉(zhuǎn)向建筑物自身的洪水韌性。荷蘭部分國(guó)土海拔低于海平面，面臨巨大的防洪壓力，其防洪韌性工作可追溯到2008年的多層次水安全概念（MLS），通過(guò)合理布局城市空間，拓寬河道行洪通道，提升建筑自身的耐淹性等措施，結(jié)合快速有效的災(zāi)時(shí)信息處理，動(dòng)員多方社會(huì)力量參與等方式，構(gòu)建多層次韌性體系[10]（表2）。

表2 各國(guó)城市洪澇韌性理念

從世界各國(guó)城市內(nèi)澇問(wèn)題及韌性應(yīng)對(duì)措施和經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，我國(guó)城市發(fā)展也面臨一系列共性問(wèn)題，如城市空間快速擴(kuò)張、人口急劇增長(zhǎng)，地下空間防護(hù)不足，城市藍(lán)綠空間總量不足、分布不均、標(biāo)高不銜接和管理不善，城市發(fā)展重地面輕地下，城市排水管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低等，這些問(wèn)題大致可以歸納為城市空間規(guī)劃的不合理，對(duì)建筑、生命線工程的防護(hù)不足，城市災(zāi)后不能快速恢復(fù)等幾個(gè)方面。因此，以問(wèn)題為導(dǎo)向，明確目標(biāo)有針對(duì)性地提出應(yīng)對(duì)措施，是提升城市韌性水平的關(guān)鍵。

（1）合理規(guī)劃城市空間。城市防洪治澇體系由工程措施和非工程措施組成，其中工程措施包括城市排水系統(tǒng)、水利排澇系統(tǒng)，非工程措施包括監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警及調(diào)度決策支持系統(tǒng)。在防洪治澇體系面臨無(wú)法抵御的超標(biāo)準(zhǔn)降雨事件時(shí)，從城市內(nèi)部空間入手，提升城市的洪澇災(zāi)害適應(yīng)能力，明確城市哪些空間能夠用于調(diào)蓄，藍(lán)綠空間如何合理布局、管理和調(diào)度，同時(shí)重視地下調(diào)蓄空間的合理利用，遵循“先綠后灰、先兼用后專用、先淺層后深層”的原則，合理規(guī)劃城市空間。

（2）加強(qiáng)對(duì)建筑物和生命線工程的保護(hù)。建筑物作為洪澇災(zāi)害期間保障人身安全的最后一道屏障，要保證建筑在內(nèi)澇期間不進(jìn)水，借鑒英國(guó)的“全屋洪水韌性行動(dòng)計(jì)劃”打造耐淹社區(qū)。其次，交通、電力、通信、供排水等城市生命線工程作為城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本依托，任何節(jié)點(diǎn)的局部損壞，都可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成災(zāi)難性的連鎖反應(yīng)，危及城市的正常運(yùn)行。因此，通過(guò)對(duì)生命線工程的防洪能力評(píng)估，依據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)施重點(diǎn)防護(hù)和強(qiáng)化措施，能有效提升生命線工程的整體韌性水平[7]。

（3）提升城市快速恢復(fù)能力?；謴?fù)過(guò)程作為城市韌性水平提升“適應(yīng)—抵抗—恢復(fù)”循環(huán)過(guò)程中最后也是最為重要的一環(huán)，災(zāi)后的快速恢復(fù)是城市韌性提升的重要機(jī)遇期[7]。將每次洪澇災(zāi)害的沖擊都視為對(duì)城市的一次考驗(yàn)，從災(zāi)害中不斷學(xué)習(xí)，補(bǔ)齊城市快速擴(kuò)張時(shí)期滯后的建設(shè)短板，提升城市管理水平，動(dòng)員社會(huì)各方力量參與城市的恢復(fù)重建，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)、有韌性的城市系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市“不被淹、不怕淹”的目標(biāo)。

3 城市洪澇韌性規(guī)劃研究

韌性理念的引入為城市規(guī)劃研究提供了新的視野，韌性理念下的城市規(guī)劃強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)適應(yīng)不確定性的能力，城市系統(tǒng)處于一種動(dòng)態(tài)平衡之中。城市洪澇韌性規(guī)劃不在于對(duì)未來(lái)災(zāi)害預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，而是城市從每次擾動(dòng)中不斷學(xué)習(xí)適應(yīng)的能力，并結(jié)合城市現(xiàn)狀分析制定具有適應(yīng)能力的規(guī)劃策略。其次，韌性規(guī)劃不僅僅是對(duì)地理空間的規(guī)劃，也是對(duì)貫穿城市洪澇韌性指標(biāo)的全面規(guī)劃[11]。荷蘭由于近1/4的國(guó)土低于海平面，在城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中需要重視防洪工程的建設(shè)[12]。荷蘭在城市空間規(guī)劃方面經(jīng)驗(yàn)豐富，通過(guò)將城市空間規(guī)劃與防洪建設(shè)相結(jié)合，制定《國(guó)家空間戰(zhàn)略》，強(qiáng)調(diào)基于氣候變化的自適應(yīng)性，將韌性理念融入國(guó)家、省和城市各個(gè)層級(jí)。在國(guó)家層面，制定具有前瞻性、靈活性和創(chuàng)新性的韌性規(guī)劃指導(dǎo)性文件；在省級(jí)層面，通過(guò)政策引導(dǎo)、戰(zhàn)略干預(yù)等手段，為未來(lái)城市發(fā)展創(chuàng)造空間；在城市層面，側(cè)重于具體空間規(guī)劃利用，如給洪水預(yù)留空間、提升建筑的韌性水平[13]。但同時(shí)也要認(rèn)識(shí)到，我國(guó)幅員遼闊，城市被劃分為沿海、沿江、平原和山區(qū)等不同的類型，面臨的城市洪澇問(wèn)題也更為復(fù)雜。因此，城市洪澇韌性規(guī)劃也將面臨更加多樣的要求，只有在不同城市做到因地制宜，制定與城市發(fā)展相適應(yīng)的韌性規(guī)劃方案，才能使城市防災(zāi)水平不斷提升。

2015 年，地震應(yīng)急倡議（Earthquake emergency initiative，EMI）組織針對(duì)發(fā)展中國(guó)家發(fā)布了《城市韌性總體規(guī)劃》（DRMMP）的方法，旨在為城市發(fā)展規(guī)劃提供借鑒，并將韌性規(guī)劃劃分為4 個(gè)階段：組織與準(zhǔn)備、診斷與分析、規(guī)劃制定和實(shí)施監(jiān)測(cè)[14]。黃曉軍等[15]認(rèn)為脆弱性評(píng)價(jià)對(duì)韌性規(guī)劃具有重要作用，應(yīng)從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、狀態(tài)評(píng)估、規(guī)劃響應(yīng)和策略制定等方面進(jìn)行城市規(guī)劃。當(dāng)前韌性概念在城市規(guī)劃領(lǐng)域還沒(méi)有清晰、明確的定義，通常被用作“通用的涵蓋性術(shù)語(yǔ)”與其他方法混合使用，這也導(dǎo)致多數(shù)的韌性規(guī)劃不具有實(shí)踐的可操作性[5]（圖6）。

圖6 城市韌性規(guī)劃流程圖

4 城市洪澇韌性研究的基本模式

城市尺度的洪澇韌性研究基本模式如圖7 所示，基本范式如下。

圖7 城市洪澇韌性研究基本模式

（1）梳理城市洪澇韌性理論框架。明確城市洪澇的邊界條件，確定韌性研究的尺度，并結(jié)合我國(guó)城市面臨的洪澇問(wèn)題，提出城市洪澇韌性理論框架。

（2）建立城市洪澇韌性評(píng)估體系。參考國(guó)外認(rèn)可度較高的韌性評(píng)價(jià)體系，結(jié)合我國(guó)城市洪澇的共性問(wèn)題，從城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境和制度5 個(gè)方面構(gòu)建城市洪澇韌性評(píng)估體系。

（3）選擇示范區(qū)，構(gòu)建水動(dòng)力模型。結(jié)合研究區(qū)歷史洪澇情況，選擇洪澇災(zāi)害頻發(fā)、歷史水文數(shù)據(jù)較完整的城區(qū)構(gòu)建水動(dòng)力模型。

（4）將基于內(nèi)澇防治目標(biāo)下的韌性措施布局于示范區(qū)。參考其他國(guó)家城市洪澇治理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，因地制宜布局防洪韌性措施，并對(duì)韌性措施的效果進(jìn)行評(píng)估。

（5）情景分析。通過(guò)設(shè)置不同情景，分析如降雨（降雨量的多少或降雨強(qiáng)度）、韌性設(shè)施的布局（不同韌性提升措施）對(duì)城市洪澇情況的影響。

（6）不斷優(yōu)化韌性措施布局，提高洪澇防治成效。通過(guò)對(duì)韌性措施的模擬分析，找出研究區(qū)的積水點(diǎn)，及時(shí)優(yōu)化韌性措施。

（7）示范和推廣。創(chuàng)建城市洪澇防治目標(biāo)下的韌性城市規(guī)劃建設(shè)示范，并加以推廣。

5 結(jié) 論

韌性理念自提出以來(lái)，經(jīng)歷了從工程韌性向生態(tài)韌性再向演進(jìn)韌性的轉(zhuǎn)變，不斷強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)適應(yīng)變化及學(xué)習(xí)創(chuàng)新的能力。在當(dāng)前城市洪澇問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重的新形勢(shì)下，韌性在城市防洪領(lǐng)域逐漸受到重視。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外城市洪澇韌性研究的熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，總結(jié)了各國(guó)在城市洪澇韌性理念方面的側(cè)重點(diǎn)，并提出了城市洪澇韌性研究的基本模式。在未來(lái)研究中，首先要明確城市洪澇韌性的基本概念，當(dāng)前韌性的概念還不清晰，在一定程度上阻礙了韌性研究的發(fā)展。其次，韌性研究要具有實(shí)踐性，重視韌性提升技術(shù)的研究，將韌性理念融入城市空間規(guī)劃中，增強(qiáng)我國(guó)城市應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的適應(yīng)性，提升城市韌性水平。