规划问道

海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索

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海岸带安全韧性为什么受到高度重视?

海岸带地区面临的安全韧性风险挑战有哪些?

作为受气候灾害影响的海洋新城,如何应对海岸带韧性挑战?



海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索
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海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索

© 摄图网


海岸带地区是海洋和陆地相互交错的地带,具有“海+陆”的特殊性和复杂性,拥有丰富的生物资源和自然资源,承载着大量的人口和经济活动,是各沿海省市经济发展的重点地区。在全球气候变化、快速城市化的双重影响下,海岸带地区变得更加脆弱和敏感,海岸带地区的灾害承受能力也受到严重削弱,成为灾害易发频发地带,因此,提升其气候变化的适应能力和安全韧性是促进海岸带地区可持续安全韧性治理的重要手段。


我国对海岸带安全韧性十分重视,2011年成立了国家海洋局海洋减灾中心,负责预防和减少沿海和海洋灾害风险;2020年自然资源部办公厅发布的《市级国土空间总体规划编制指南(试行)》中,海岸带安全韧性成为规划设计的主要原则,明确提升海岸带系统在各类扰动和冲击下的预防、抵御、恢复与转型的能力;2021年,“十四五”规划提出提升海岸带地区自然灾害的防御水平;2022年,《国家适应气候变化战略2035》提出强化海岸带灾害观测预警-风险综合评估-提升综合防灾能力-加强陆海统筹生态系统保护修复的适应气候变化路径。


海洋新城是深圳承载国家海洋战略的稀缺性增量发展空间,是深圳建设全球海洋中心城市,有效促进陆海融合发展的核心载体。同时,海洋新城为滩涂填海,是直面外海灾害一线地区,也是强降水高风险区。为应对气候变化、提高海岸带地区安全韧性,特区建发集团作为海域使用权人,关注海岸带地区生态保育与安全韧性,委托开展空间顶层设计研究,提前确定设防标准,改变单一工程安全防御思维,明确“岛式填海+整体设防”的安全韧性造陆方式。在此基础之上,海洋新城韧性空间设计从“陆域韧性底盘—海堤防御体系—城市生命线系统”三个维度出发,创新综合“陆、海、河”的海岸带地区安全韧性空间营造技术方法,探索构建适于我国国情的海岸带综合性防灾实践经验。


海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索

* 海洋新城总体效果图



海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索
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© 摄图网


海岸带地区包括海水运动影响的潮上带陆域空间,以及对潮下带岸坡剖面冲淤变化所影响的范围,一般具体范围为由海岸线向陆方向延伸10公里左右,向海至水深10~15米等深线处,有着特殊的地理位置和气候条件。海岸带安全韧性是海岸带系统适应海平面上升、突发事件及人类影响等扰动的同时维持系统功能的长期能力,从防灾减灾的适应性空间设计角度,构建安全韧性的海岸带地区需要前瞻性解决“三大关键风险挑战”。


海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索

* 海洋新城面临的台风和风暴潮影响分析


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“1”

 风险挑战 


气候变化导致风、雨、潮等多重灾害风险叠加


海岸带地区是全球气候系统影响最强烈的区域,易受如风暴潮、海啸、暴雨内涝、赤潮、海水酸化等自然灾害的影响,且灾害的产生频次、影响范围和破坏程度在逐年增加,易形成风、雨、潮“三碰头”灾害并发,对海岸带地区造成严重破坏。例如2018年9月,深圳遭受强台风“山竹”影响,沿海和高地最大阵风52.7m/s,近岸海域出现4~6米狂浪、30~90厘米增水,全市平均累计降雨187mm、最大累计雨量达338mm,深圳海岸带地区的水系统面临严峻的排涝行洪、纳潮消波等挑战。此外,气候变化带来的不仅是极端天气的短期冲击,还包括海平面上升等长期扰动,加剧洪水内涝、海岸侵蚀等灾害风险,威胁城市重要基础设施和居住商业空间,传统硬性、单一工程安全防御思维局限在一种稳态的维持,并不能完全应对灾害动态变化的安全韧性治理。


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“2”

 风险挑战 


常态城市建设方式不适应海岸带安全韧性建设


海岸带地区是经济发展的“黄金地带”,基础设施建设和土地资源开发利用强度高,常规的景观、建筑、地下空间等会受到土地沉降、海岸侵蚀、海水入侵、土地盐渍化等灾害影响,同时过度硬质化的建设方式,也会加剧城市内涝风险。例如珠江三角洲地区是广东省三大冲击平原之一,也是大湾区主要围填海区域,软土分布区与城镇密集区重叠,在进行建筑、道路、地下空间开发时,容易形成严重的软土地面沉降;此外,海岸带地区径流短,外海易受潮水顶托,加之城市不透水面积的增加,极易产生管道淹没出流,导致灾害并发。因此常规传统的城市防御措施及开发建设方式不适应海岸带安全韧性的建设。


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“3”

 风险挑战 


城市生命线系统难以满足全天候安全韧性要求


海岸带地区位于城市末端,须与周边交通、市政等基础设施衔接,形成完整的城市生命线系统,但受水系分割、滨海地区地质不均匀沉降等影响,在复杂灾况和极端天气情况下,城市生命线系统易受到破坏,影响高效的疏散救援。同时,城市生命线系统的关联性极强,交通和市政设施的局部受损可能产生连锁放大反应,尤其电力、通讯终端破坏会影响生产等经济活动运行,造成间接经济损失。例如在“山竹”强台风期间,深圳13万余户出现断电;2018年9月4日,日本油轮“宝运丸”号在“飞燕”强台风影响下,撞断了日本大阪关西机场与陆地唯一的通道,导致机场约3000人滞留,均凸显了城市生命线系统在应对极端灾害时的脆弱性。



海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索


针对海岸带地区构建安全韧性城区需要解决的风险挑战,通过借鉴国外相似地区的滨海防灾经验,本文从“陆域韧性底盘—海堤防御体系—城市生命线系统”三个方面,提出适应海洋新城安全韧性空间设计的策略建议,以期为其他滨海地区开展安全韧性空间设计提供借鉴。


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“1”

 策略建议 


“龟背式整体设防”的韧性底盘


* 龟背式竖向基盘 

海岸带地区中,滨海一线高度城市化地区是最重要的保护空间,面对日益严峻的全球气候变化影响,海堤设防标准也在逐年提升,海堤会越建越高,会极大的影响城市风貌和亲水性。就排水而言,良好的地形地势条件是降低城市渍水风险的最好保障,而不是完全依靠排水设施的建设。因此,为抵御超强台风增水、风暴潮越浪、城市内涝等风险,需前置规划城市竖向并加强控制,海岸带地区可采用“中间高、四周低”的竖向建设方式,形成“龟背式”地形,让雨水自然流淌,实现非常态高潮增水与极端降雨时高效排水防潮,突破仅依靠防浪墙、闸门、泵站等灰色基础设施的传统常态防御体系。


* 弹性可浸没绿化空间 

借鉴纽约曼哈顿主岛U型保护防洪缓冲区的设计理念,增加海岸带绿地宽度,提升滨海公共空间品质的同时,预留足够的弹性可浸没空间,保障留足亲水空间的同时灵活应对极端水浸灾害,为未来可能需要建设的水务设施预留充足的空间。根据《城市绿地设计规范》GB50420-2007,“城市绿地的水岸宜采用坡度为1:2~1:6的缓坡”,100年~1000年一遇标准堤顶高度约为3.5~6.5米,可浸没空间宽度按最缓坡度控制在20~40米之间,空间富余的区域可拓宽至50~100米。


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*“龟背式整体设防”的韧性底盘模式图


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* 海洋新城软性生态护岸设计图


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“2”

 策略建议 


“外海防御+内河利用”的防御体系


* 无防浪墙的韧性海堤 

结合海岸带安全数模评估灾害影响程度与海水潮汐影响,对滨水用地高程进行精细化、生态化设计,形成兼顾滨水亲水空间与无防浪墙的韧性海堤防御体系。


首先根据海堤功能,从堤脚到堤顶划分为生态修复区、景观平台区、越浪滞洪区三级台地海堤空间。其中生态修复区根据多年平均高潮位水位线为边界,铺设碎浪的抛石和空间块,同时可兼顾潮间带生物复育;景观平台区以最高设防标准线为边界,因为不经常被浸没,可设置活动广场等弹性空间;越浪滞洪区为堤后生态空间,满足极端气候越浪需求,并顺接建设用地标高。


其次根据灾害风险影响评价,匹配周边用地功能,做到宜绿则绿、宜景则景。灾害影响较小的区域,可设置有弹性滞纳塘、可浸没雨浪花园的生态型堤坝断面;灾害影响较大的区域,可设置满足多样活动的阶梯错台型堤坝断面。


* “深层潮汐+浅层海绵”水系网络 

为应对局部极端强降水内涝风险,营造兼顾雨洪安全与亲水体验的水安全系统,结合外海联通水系基础上,在建设用地内增加浅层海绵水系,构筑兼顾场地竖向,调蓄平衡、蓄淡压咸的水系网络。


首先为增强深层外海联通潮汐水系的行洪能力和水动力条件,设计根据水安全、水动力模型验证,比选各工况下最利于潮流涨落、安全行洪、具有较好水交换率的河道形态,拓宽部分河道上开口宽度,并确定排涝型、调蓄型、景观型等河道类型,结合潮汐特征,辅以可弹性浸没的架空层及分台,形成兼具功能性、亲水性的河道防御设施,营造水城体验。


其次借鉴新加坡浅表流排水体系经验,根据地形划定多条浅层集水海绵廊道,接入雨水口,减少深层排水管网布置,避免排海时遭遇风暴潮,浸没出流造成的城市内涝,雨水将在蓝绿排水基础设施中输送、过滤。同时浅层海绵水系可保证稳定水景,提高水面率,蓄淡压咸,抵御海水入侵。


最后为营造“看海、临河、戏水”的多元化亲水场景,探索滨水空间的多元化开发利用方式,采用临水街区、滨水建筑、双首层等形式,释放滨水空间土地价值。

海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索

*“外海防御+内河利用”的防御体系模式图


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* 兼具安全性与亲水性的潮汐河道空间设计图



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“3”

 策略建议 


“分布式+双通道”的生命线系统


* 分布式市政设施系统 

生命线系统在重灾情况下,受灾都不是局部的,而是整个系统的破坏。而且在多种生命线系统中,供电系统能在灾后最短时间内修复,则对其他系统的救灾是非常有利的,因此必须加强关键系统的防灾减灾能力。


首先构建分布式市政基础设施网络,将生命线系统实行分散化和独立化,避免应大系统的破坏导致的整个系统的瘫痪。同时可采取内、外系统成环的市政生命线结构,对外联通通道,每类市政系统至少保障两处接口,对内内部通道,各组团之间至少保障两个市政接口,内外环状通道通过管廊的建设形式落实提高通道安全性、高效性。


其次构建全天候安全服役的关键市政基础设施网络布局,针对重要保障对象,提高设施安全冗余度,保障关键市政设施的生命线系统不中断,同时结合建筑屋顶配置应急备用设施,避免地面浸水影响。


* 双通道道路交通系统 

海岸带地区疏散方向单一,灾害发生时,与周边地区联系的交通压力大,因此需要考虑“非常态应对”条件下的应急交通承载力评估,针对性提升应急救援疏散交通能力。


首先构建“主干+口袋”式通畅高效的应急救援疏散交通网络。例如结合灾害影响,识别安全系数高的非跨水路径作为疏散主通道,设置口袋式生命线连接主要疏散点与周边区域,主干及口袋式疏散通道作为“高街”,高程均高于最高设防标准。


其次设置滨水“低街”,考虑与“高街”竖向标高相衔接,保障应急车辆可达,满足高效实施救援需求。

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*“分布式+双通道”的生命线系统模式图


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* 海洋新城岛屿双通系统设计图



海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索


海岸带地区的安全韧性空间设计是国土空间规划的重要内容,面对日益严峻的全球气候变化影响,海岸带地区韧性空间设计也将成为规划学科和城市管理者关注的要点。本文从海岸带安全韧性底盘、防御体系和生命线系统构建角度,提出海岸带安全韧性空间设计的需要前瞻性解决的三大关键风险挑战,提出构建具有龟背式竖向基盘和弹性可浸没绿化空间的“龟背式整体设防”的韧性基盘,在防御体系方面针对防潮安全构建无防浪墙的韧性海堤、针对雨洪安全构建“深层潮汐+浅层海绵”水系网络,在生命线系统方面强调市政设施的分布式以及道路交通的双通道理念,形成海岸带安全韧性空间建设的提升策略和创新技术。


注:本文实景图片为文章配图(©摄图网),与项目实际交付无关

海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索


作者

万祥益,深规院 城市规划二所 主任规划师


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供稿部门

城市规划二所

编辑

何瑜

校审

李晨

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原文始发于微信公众号(UPDIS共同城市):海洋新城:海岸带安全韧性空间设计实践探索

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