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　　海綿城市

　　解決城市內澇

　　中國水利水電科學研究院李娜說，雖然很多城市都建設了防洪排澇工程，采取了非工程減災措施，但城市內澇問題仍未得到有效解決，并且在局部區域具有加重的趨勢。

　　城市內澇現象的發生從客觀因素來講，與極端強降水事件趨于增多有關，但也有一些是人為因素，如城市下墊面徑流特性改變，表現在城市建設過程中，大量天然林地與農田被不透水路面、房屋等替代，當遭遇大的暴雨時，暴雨徑流容易在道路上快速行洪，在低洼處集聚，如若積水不能及時排除，則易發生內澇積水；排水進入河道也容易造成河道洪量的快速增長，導致河道水位迅速上升，對城市排水產生巨大壓力，對河道防洪提出挑戰。此外，城市建設過程中，大量雨洪調蓄空間被侵占，也使得原本就是蓄澇場所的新區變成內澇積水的多發易發區。

　　“海綿城市建設”的提出，正是為解決城市的內澇問題提供了新的思路和方法。

　　“海綿城市”是新一代的城市科學雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，即下雨時吸水、蓄水、滲水和凈水，需要時則將蓄存的水“釋放”并加以利用。

　　從2015開始，住房和城鄉建設部先后發布了30個國家級海綿城市試點，旨在修復城市水生態、涵養水資源，增強城市防澇能力。中國社科院城市發展與環境研究所副研究員鄭艷認為，雖然海綿城市強調以生態型雨洪管理措施替代傳統工程性措施的理念，但是在試點方案設計和遴選過程中，尚缺乏對氣候變化和城市類型因素的考慮，試點建設中也暴露出了目標與資金不匹配，試點項目實施差異大、碎片化、短期效果不明顯等問題。為更好地推進海綿城市建設，2017年我國啟動了“消除城區重點易澇區段三年行動”，計劃在統籌城市地上地下建設的基礎上，開工建設城市地下綜合管廊2000公里以上，使得城市既有“面子”，更有“里子”。

　　洪澇是自然災害中最為頻繁的一種，在城市中發生類似洪澇這樣的災害性事件，往往由于城市各種要素緊密關聯而引發系統性風險，使得發生在局部范圍的單一災害演變為蔓延整個城市及更大范圍的危機事件。鄭艷說，除遍及我國南北的洪災外，我國不同地區的城市所遭遇的自然災害各有側重，如東部沿海城市，主要是霧霾、城市水災、城市熱島、海平面上升等；中部和中西部干旱半干旱城市主要是干旱、洪澇、冰凍、雪災等；而西部高地地貌起伏地區城市的災害主是干旱、洪澇、地震、地質災害等。

　　因此考慮到我國城鎮化發展不平衡，地區發展水平和風險管理能力差距較大，既要加強對傳統災害風險的管理，更要高度關注對新型風險、區域性風險和綜合風險的防范。未來30年到50年是我國城鎮化提升的關鍵時期。需要加強災害風險的管理和前瞻性規劃，積極推進我國的韌性城市試點示范工作，尤其是加強對沿海高風險城市密集地區和中西部脆弱地區的韌性城市建設。

　　韌性城市

　　旨在防災減災

　　汶川地震造成的巨大損失讓人記憶猶新，由于地震的人員傷亡主要是由建筑物倒塌造成的，城市的抗震“韌性”現在越來越受重視，“建設地震韌性城市”漸成為共識。

　　清華大學土木工程系教授、博士生導師陸新征說，“地震韌性城市”的具體內容包括：在遭遇中小地震時城市的基本功能不喪失，可以快速恢復；在遭遇嚴重地震災害時，城市應急功能不中斷，不造成大規模的人員傷亡，所有人員均能及時完成避難，城市能夠在幾個月內基本恢復正常運行等。“地震韌性城市”代表了國際防震減災領域的最新前沿趨勢，也成為我國很多城市防震減災工作的目標。

　　“小震不壞”是韌性城市抗震規范的設計目標之一，即在遭遇50年左右一遇的地震作用時，建筑物應基本保持完好，一般不需要修理就可以正常使用。相應的，城市的功能應保持完好，人民生活不應受到重大影響。

　　高層建筑現在是我國城市建筑的主要組成部分。地震引起的加速度響應往往會沿著建筑高度不斷放大，進而導致高層建筑頂層加速度可能遠大于地面加速度。強烈的樓面加速度作用會導致建筑內部的空調、電梯等設備和非結構構件被破壞。陸新征曾帶著研究團隊對一棟43層的高層住宅進行分析。結果表明，小震下頂層樓面加速度可以達到地面峰值加速度的1.8倍。雖然在該工況下高層建筑結構基本保持完好，但是加速度響應可以給空調等非結構構件造成300萬元到400萬元人民幣的損失，且修復時間要超過50天。

　　“中震可修”的要求是建筑在遭遇設防地震作用下，可以通過對震損進行修理而重新使用。陸新征認為，僅僅達到“可修”還不能滿足地震韌性城市的目標，因為除了“可修”以外，地震韌性城市還需要回答“是否值得修”、“需要花費多少時間去修”等問題。

　　國內建筑多采用混凝土結構或砌體結構，其變形能力差，修復難度大。陸新征團隊對清華大學校區的619棟建筑進行過分析。結果表明，如果遭受中震作用后，地震損失可能會高達72.3億元人民幣，其中60%以上的損失是因為部分建筑震后的殘余變形太大，以至于修復成本太高，拆除重建反而比維修更經濟。也就是說，按照現行的抗震規范設計的建筑，有相當比例的建筑在中震后即使技術上是可以修復的，經濟上也是不可行的。而重建這些建筑物造成的經濟成本和社會沖擊，也顯然不滿足地震韌性城市的要求。即便是中震后修復在經濟上和技術上都是可行的，修復的時間仍然難以滿足地震韌性城市的要求。以43層的高層住宅為例，在遭遇中震水平地震作用后，主要的修復工作內容包括隔墻及其飾面、空調、剪力墻等。如果安排30個工人參與修復作業，則總修復時間為3個月以上。在這期間，還要面對樓內居民異地安置等問題，這些都對城市的功能造成影響。

　　“大震不倒”的設計目標則是按照地震韌性城市的要求，遭遇大震或超大震時，城市應急功能應保持完好，人群可以順利避難，如醫院急診部門、救災指揮中心等應急部門應在地震后保持其功能。

　　根據統計，城市地震中的很多災害是由于應急避難場所和避難通道的墜物而引發，在美國的一次地震中，超過一半以上的人員受傷都是由于墜物撞擊造成的。地震韌性城市要求在地震發生后人群可以及時安全避難。應急避難場所和避難通道應盡量位于墜物影響區以外，避免墜物造成傷害。

　　韌性城市的理念，對城市防災減災的作用深遠。

　　防災減災

　　科學理念先行

　　陸新征認為，國內很多城市中還存在大量老舊建筑，不解決老舊建筑的抗震問題，城市的地震安全尚難以保障，地震韌性更是難以實現。而相對城市建筑而言，城市地下生命線管網的信息更不明晰。不同時期鋪設的給排水網、燃氣網、地下電纜、通信網絡等埋于地表之下，錯綜復雜。一些鋪設年代較久的生命線，很可能存在資料丟失或不齊全的問題，導致城市生命線的抗震韌性難以預測，震后的維修也十分困難。

　　城市的產業鏈是城市發展的物質基礎，一個產業鏈中也會包含不同建設年代、不同抗震能力的建筑物。老舊建筑和設施的抗震問題比新建建筑更為嚴重，它們事實上成為了產業鏈的薄弱環節——即使新建建筑嚴格按照抗震規范設計且具有良好的抗震韌性，一旦老舊建筑和設施在地震下遭到損壞喪失功能，同樣會給產業鏈帶來嚴重沖擊，即“木桶效應”。例如2011年東日本地震后，災區汽車零部件工廠遭到破壞，零部件供應受阻，導致日本豐田、本田等成品車廠家停工或減產，甚至連位于美國的成品車廠也不得不停產。事實上，研究表明東日本地震造成的經濟損失中，90%是由產業鏈中斷導致的間接經濟損失。根據“木桶效應” 理論，產業鏈中任何一個抗震薄弱環節的功能喪失，都可能對整體產業鏈帶來嚴重損失。這一問題對于地震韌性城市的建設顯得尤為突出。而產業鏈是一個動態的系統，有些產業鏈破壞后就永遠無法得到恢復。例如在1995年阪神地震前，神戶港是日本的最重要工業港口之一，阪神地震造成神戶港嚴重破壞，兩年不能使用。而當神戶港完成災后重建后，卻發現世界物流渠道已經完成了調整，神戶港的地位已經被周邊港口取代，且直至今日也未能恢復到阪神地震前的地位。

　　面對建設地震韌性城市的諸多挑戰，陸新征認為，既需要相應的政策和經濟保障，也要有抗震技術手段和科學理念的創新推動。