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北京成首个将“韧性城市”建设纳入城市总规城市

http://www.chla.com.cn 2018-12-24 来源:新京报 作者:周依 发表评论(0)

  北京建设韧性城市的目标是抗“大震”

  “韧性城市”对公众来说仍是一个陌生词汇。这个最初从物理学演化而来的概念,自2012年引入我国以来,曾长期徘徊在学术界的案头文书里和研讨会席间。

  直到最近两三年,这一概念才得到了广泛关注。2017年6月,中国地震局提出实施的《国家地震科技创新工程》包含了四大计划,“韧性城乡”计划就是其中之一。目前,黄石、德阳、海盐、义乌、北京等城市正在进行韧性城市建设。北京作为全国首个把这一任务纳入城市总体规划的城市,地震安全韧性城市已进入实质性建设阶段,目标是能够抗御大震巨震的影响。

  究竟何为韧性城市?北京将如何建设韧性城市?近日,记者就这些问题专访了北京市地震局总工程师、研究员邢成起。在他看来,韧性城市这一概念的提出,给城市应对灾害的理念带来了新的转变,也是未来城市的发展方向。

  [关键词]

  韧性城市

  一是发生灾害的时候,生命财产损失可控,也就是人员伤亡和财产损失小。

  二是城市的主要功能不中断或者可以快速恢复。

  三是备灾救灾系统完善,而且能够快速启用,灾害不发生链式反应,也就是次生灾害少。

  四是灾后恢复的时间和程度能够满足社会的需求,也就是恢复快。

  这要求城市在结构功能上要具有多样性,就是有许多功能不同的组合,同时要有冗余性,就是有相同功能的可替换要素。

  韧性:防灾理念由“硬抗”转变为“以柔克刚”

  新京报:能否介绍一下,什么是韧性城市?

  邢成起:“韧性”和“韧性城市”是目前国际社会在防灾减灾领域使用频率很高的两个概念。韧性的概念实际上早就有,最初用来描述材料在外力作用下变形后的复原能力。上个世纪70年代初,这一概念被用于生态系统的研究中,后来逐渐扩展到了社会生态系统、工程系统等领域。本世纪初,韧性的理念被用于城市复杂系统,就产生了“韧性城市”的概念。

  韧性城市是指城市或城市系统能够化解和抵御外界的冲击,保持其主要特征和功能不受明显影响的能力。也就是说,当灾害发生的时候,韧性城市能承受冲击,快速应对、恢复,保持城市功能正常运行,并通过适应来更好地应对未来的灾害风险。目前,这一概念已经得到国际社会的普遍认可,也代表了未来城市的发展方向。

  大约在2012年,我国学术界开始关注韧性城市,最近两三年这一概念得到广泛关注并开始用于实践。随着研究工作不断深入,韧性概念的含义也日益丰富,最新研究表明,韧性在整个防灾系统中处于最顶端的位置,代表最高级别的安全。

  新京报:韧性城市有何标准和特征?

  邢成起:韧性城市建设会根据城市的特点、防灾需求和灾害风险的种类、大小,建立一套适合这个城市特点的韧性评价指标体系。这个指标体系通常是分层级、分领域建立的,一个城市可能会建立上百项甚至更多的指标,并采取定性和定量相结合的方法对韧性水平进行评价。

  从宏观上看,韧性城市应该具有以下几个主要特征:一是发生灾害的时候,生命财产损失可控,也就是人员伤亡和财产损失小;二是城市的主要功能不中断或者可以快速恢复;三是备灾救灾系统完善,而且能够快速启用,灾害不发生链式反应,也就是次生灾害少;四是灾后恢复的时间和程度能够满足社会的需求,也就是恢复快。这就要求城市在结构功能上要具有多样性,就是有许多功能不同的组合,同时要有冗余性,就是有相同功能的可替换要素。比方说公共交通这方面,既有铁路也有公路、航空等方式,一旦发生灾害,如果铁路中断可以走公路、走航空等。

  此外,还要有抵御冲击的鲁棒性、适应性、恢复力,以及学习和创新的能力,也就是要总结经验教训,以创新方式提高城市的防灾能力。

  新京报:韧性城市的概念,给防灾减灾工作带来了什么影响?

  邢成起:这个概念的提出,实际上给城市应对灾害的理念带来了新变化。原来我们应对自然灾害是“硬抗”。比方说地震造成的生命财产损失,主要源自地震强烈震动导致的房屋倒塌,那么传统的做法主要是靠加厚、加粗墙体、柱体或增加钢筋的数量把房子盖结实来抵抗这种冲击。

  但事实证明,当地震比较大、超过当地抗震设防阈值的时候,房屋就扛不住了。所以“硬抗”的方法已经很难应对这种极端灾害,极有必要采取一种“以柔克刚”的做法,也就是应用“韧性”的理念来做好建设工程的抗震设防工作,当然也包括其他方面的灾害预防和应对措施。

  北京韧性城市建设针对地震风险

  新京报:北京为什么要建韧性城市,目前在该领域有什么不足?

  邢成起:北京是我国大陆东部历史上自然灾害多发的地区,也是世界上少数几个曾发生过7级以上大地震的特大城市之一。北京所处的构造位置,决定了北京具有发生强烈地震的地质条件。据统计,公元294年以来,北京曾发生5.0到5.9级地震四次,6.0到6.9级地震六次,8级地震一次。其中,1057年大兴6.8级地震,造成25000人死亡,1679年三河-平谷8级地震伤亡人数达10万人。地震是历史上造成北京生命财产损失最严重的自然灾害。

  另外,城市规模越大、人口越密集、功能越复杂,城市的脆弱性就越高,如果不提前降低脆弱性、做好风险防范,一旦发生大的灾害后果就会很严重。尤其对北京这样的超大城市来说,其灾害风险更是不容忽视,建设韧性城市就是要更加有效地降低这种风险。

  近几年来,北京的防震减灾工作发展很快,城乡的防震减灾综合能力得到了大幅提升。但要抗御像1976年唐山7.8级、1679年三河-平谷8级那样的大震巨震,北京的防震减灾工作还需要持续加强。

  再则,随着社会和科技的进步,人类在预防和应对自然灾害方面的要求提高了,在重大灾害发生时,不仅要求人员伤亡、财产损失要少,而且还要保证城市重要功能不中断,对此传统的防灾减灾思路和方法已难以为继,而韧性城市理论为解决这样的问题提供了新的研究思路和技术途径。

  新京报:北京建设韧性城市的目标是什么?

  邢成起:我们目前开展的韧性城市建设,是基于地震风险的韧性城市建设,也就是地震安全韧性城市建设,防范的是重大地震灾害风险,目标是能够抗御大震巨震的影响。据分析,北京未来最大的自然灾害风险可能仍然还是地震。因此,应对地震灾害风险,北京的防御目标不能低,必须能够抵御极罕遇地震的冲击。

  当然,这是一个非常艰巨的、需要长期努力才能实现的奋斗目标。事实上,目前快速发展的防震抗震新理念新技术,也为实现这样的防御目标奠定了基础、提供了可能性,关键还是要积极行动起来,不断提高我们的城市韧性。

  新京报:具体会从哪些方面落实?

  邢成起:如何提升一个城市的韧性、从哪些方面提升城市韧性,需要综合考虑所防范的灾害风险种类、大小以及城市本身的特点等因素来确定。地震灾害除了本身的自然属性,还具有工程属性和社会属性。

  我们在综合分析这些因素和北京城市特点以及国内外防震抗震经验与教训的基础上,确定了北京地震安全韧性特征构成要素,包括地震环境与影响认知、工程韧性、社会韧性和制度韧性四个方面要素,这四个方面要素的提升再加上评估地震韧性水平共计五大方面,就构成了北京地震安全韧性城市建设的主要工作内容,同时也是我们提升整个北京地震安全韧性水平的五个着力点。

  这五大方面的工作内容非常丰富,涉及大震风险源探测与评估、地震监测预测预警、地震动精细区划、城市系统脆弱性分析、抗震隐患排查与加固改造、抗震新技术应用、地震应急准备、地震地质灾害评估、韧性评价指标体系构建以及公众防震减灾意识与技能提升等等,涵盖了整个防震减灾业务体系的内容。它们相辅相成,缺一不可,需要协调统筹推进。

  计划在通州城市副中心开展试点

  新京报:北京的地震安全韧性城市建设,现在进展到了什么程度?

  邢成起:北京是全国第一个把韧性城市建设任务纳入城市总体规划的城市,在推进力度和实际进展方面也比较大。北京的地震安全韧性城市建设探索研究始于2015年,目前已进入实质性建设阶段。

  今年2月,为落实新一版北京城市总体规划相关任务,加快提升城市地震安全韧性,北京市地震局制定了行动计划和实施方案,并积极推进各项工作的开展。

  在此之前,北京市地震局已经针对韧性城市建设做了大量工作,包括:调研分析了推进北京韧性城市建设的可行性、必要性和紧迫性,开展了超大城市防震减灾理念、特大城市地震安全重大关键问题、地震风险下韧性城市建设若干问题等方面的研究,形成了一系列调研报告和研究成果等。目前,各项工作正在按计划扎实推进。

  新京报:下一步还打算怎么做?

  邢成起:最近,北京市地震局开始实施一些重点项目,如清华园社区地震安全韧性评估示范工程、大中城市地震灾害情景构建重点专项等。还协调相关大学和研究单位,准备编制和推动出台城市韧性设计方面的导则和规范,如地震安全韧性设计导则、建筑工程抗震韧性设计规范等,以促进城市工程韧性的快速提升。

  除清华园韧性评估示范项目外,我们还计划在通州城市副中心开展韧性城市建设的试点,为逐步在全市层面开展地震安全韧性城市建设积累更多的经验。

  将通过新技术新方法等多种途径提高工程抗震能力

  新京报:北京建设韧性城市有什么难点?还面临哪些问题?

  邢成起:从组织管理的角度看,韧性城市建设是一项长期的任务,也是一项庞大复杂的系统工程,涉及城市建设管理的众多领域,这就需要把韧性城市建设任务纳入城市发展规划综合考量,否则很难推进,这一点北京已经做到了。当然,具体的组织管理方面的任务很多,需要一步一步地扎实推进。

  从技术角度来看,难点也比较多。比如在超大城市环境里如何更有效地开展活动断层与强震风险源探测,地震精细区划怎么做更好,如何合理地构建符合北京特点的韧性评价指标体系,以及如何解决抗御大震巨震的问题等等。这些工作都有技术上的难点,但通过努力也是可以逐步解决的。

  从实施层面来说,任务很重,特别是老旧房屋的加固改造,基础设施和生命线工程的抗震隐患排查和除险加固,还有新建、改建、扩建工程的新增风险的控制问题,再就是高层、超高层建筑物地震时非结构损坏风险的防治问题。总之,所有这些任务加起来实际上相当繁重。

  新京报:将如何解决那些难点问题?

  邢成起:通过大量调研,我们对许多问题已经有了一些解决的思路或方案。比方说抗御大震巨震的问题,这个问题的核心在于,如何在北京一直执行的抗震设防标准上,也就是基本地震烈度为八度,相当于6级地震的设防标准上,去解决抗御7级乃至8级地震的问题。显然,我们不可能把北京的八度基本烈度提高到九度、十度乃至更高,这在经济成本和抗震设计上都是不可取的,也是难以做到的。

  那么靠什么?除了靠严格执行最新的抗震设防标准即全国第五代地震区划图外,还必须靠地震精细区划、抗震新技术新方法应用等多种途径来实现。地震精细区划可以为工程建设提供比以往更精细、甚至个性化的抗震设防参数,同时还可以有效地避开活动断层和不利抗震场地的影响,从而可以从基础上最大限度地减少重大地震灾害风险。抗震新技术新方法的应用,如隔震技术,能够使建设工程的抗震能力提高数倍,这就为在不提高抗震设防烈度的情况下实现抗御更高强度地震的冲击提供了可能。当然这只是大概的思路,里面具体的问题还很多,需要进一步加强研究和实践。

  我国已有7000多栋建筑物采用隔震技术

  新京报:目前国际上韧性城市建设情况如何?我国建设处于什么阶段?

  邢成起:从国际上看,总体上发达国家由于经济实力强,同时也因近年来陆续遭到了重大的灾害冲击,韧性城市的推进相对较快。例如美国纽约制定实施了《一个更强大、更有韧性的纽约》建设计划,防控的风险主要是洪水和风暴潮;英国伦敦制定实施了《管理风险和提高韧性》计划,防范的主要是洪水、高温和干旱。日本则颁布了一项《国土强韧性政策大纲》,提出了推进整个国家的一个韧性提升计划,防控的目标主要是地震和海啸风险。

  我国的韧性城市建设目前处于起步阶段,但不论是理论研究还是实际推进都比较快,近年来已有一些城市陆续提出开展韧性城市建设。2017年6月,中国地震局提出实施《国家地震科技创新工程》,包含四大计划,“韧性城乡”计划是其中之一。这也是我国提出的第一个国家层面上的韧性城市建设计划,相信我国的韧性城乡建设步伐会进一步加快。

  新京报:建设过程中具体可使用什么样的技术?

  邢成起:比如建房子的时候,可采取新的或更加有效的抗震技术。像隔震技术,它是在地基与上部建筑结构之间设置隔震层或隔震装置,以阻止地震动传递到上部结构,从而减轻上部建筑结构的振动。据周福霖院士研究,隔震技术相较于传统抗震技术,能将建筑物的抗震能力提高4到8倍。因此它在应对罕遇、极罕遇地震作用方面潜力巨大。

  隔震技术这几年发展较快,技术日趋成熟。目前我国大约有7000多栋建筑物和1300多座桥梁采用了隔震技术。北京在建的大兴国际机场航站楼,在其地基与上部结构之间设置了1300多个隔震支座,建成后将是国内最大的单体隔震建筑。四川芦山县人民医院在2008年汶川地震恢复重建时,医院门诊楼也采用了隔震技术,结果在2013年芦山7.0级时整栋建筑及其玻璃门窗和室内设施均完好无损,成为我国首幢经过大震考验的隔震建筑,因其良好的抗震性能也被媒体称为“楼坚强”。类似的情况,国际上也不乏其例。

  新京报:建设韧性城市对城市规划发展、居民生活有何启示?

  邢成起:随着城市人口、功能和规模的不断扩大,各种灾害风险也在不断增加。频发的公共安全事件,如地震、洪涝、风暴潮、危险品爆炸、环境污染、传染病流行以及恐怖袭击等等,给城市带来了巨大的生命财产损失。建设韧性城市,可以有效地降低城市的脆弱性,提高城市的灾害抵抗力、适应力与恢复力,确保城市安全和可持续发展,这就是韧性城市建设的意义所在。

  城市规划发展,安全是第一位的。韧性城市建设,涉及城市的土地合理利用、工程建设和管理的方方面面,所以必须纳入到城市的发展规划,并严格落实,才能实现提高韧性的预期目标。

  从社会公众角度来说,作为城市居民,一方面应该关注所在城市的安全问题,同时也应积极参与到韧性城市的建设当中,全社会共同努力形成合力,提高城市的防灾韧性,大家就会生活在一个更加安全的环境里。公众参与的方式很多,比如参与社区开展的应急演练和防震减灾知识宣传活动,了解和掌握必备的防震减灾知识和自救互救、应急避险的技能,自觉维护和保护好社区的防灾减灾设施,当然有条件的还可以加入地震应急志愿者队伍,从事更多的防震减灾活动。

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