【规划师论坛】粤港澳大湾区防灾韧性空间规划策略研究
【作者简介】
宫清华，广东省科学院广州地理研究所、广东省地理空间信息技术与应用公共实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室研究员、硕士生导师
叶玉瑶，广东省科学院广州地理研究所、广东省地理空间信息技术与应用公共实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室研究员、硕士生导师
王 钧，通讯作者，广东省科学院广州地理研究所、广东省地理空间信息技术与应用公共实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室副研究员
刘博文，广东省科学院广州地理研究所硕士研究生
李子豪，广东省科学院广州地理研究所硕士研究生
摘要
在“人与自然和谐共生”的生态文明思想指引下，基于自然的解决方案 (NbS) 为防灾安全规划提供了全新的思路。在从传统的以救灾抢险为主的末端救灾型规划走向新时期源头防御型规划的过程中，规划思想、目标、对象和路径等均发生了转变。文章遵循基于自然的解决方案 (NbS) 中“识别问题—耦合系统要素—设计解决方案—适应性管理”的基本研究范式，以粤港澳大湾区为案例地区，按照“遵循自然—解锁自然—恢复自然—协同自然—适应自然”的逻辑框架，耦合工程和自然要素，提出基于自然的解决方案 (NbS) 的防灾韧性空间规划策略和适应性管理要点，构建了防灾韧性空间规划体系，以期丰富防灾规划的理论和方法，为其他地区开展防灾韧性空间规划提供借鉴。
[关键词]基于自然的解决方案 (NbS);生态文明;防灾韧性空间规划;粤港澳大湾区
[文章编号]1006-0022(2021)03-0022-06
[中图分类号]TU981
[文献标识码]B
[引文格式]宫清华，叶玉瑶，王钧，等.粤港澳大湾区防灾韧性空间规划策略研究 [J].规划师，2021(3):22-27.
0 引言
为应对全球气候变化带来的自然灾害风险、生态环境和生物多样性危机及粮食和水资源危机三大世界性生态环境问题，世界银行、IUCN等国际组织不断探索比工程措施更顺应生态系统自然发展规律的措施，2008年世界银行首次在官方文件中提出“基于自然的解决方案”(Nature-based Solution，以下简称“NbS”)的概念。NbS是受自然启发、由自然支持或仿效自然的行动，是通过保护或可持续模式来管理及修复自然和被改变的人工生态系统，从而高效、灵活地应对灾害的挑战，同时造福人类的系统性方案 。NbS 是人类处理人与自然辩证关系的一种模式，学术界对其的理论研究集中在解决方案的标准、方案的可持续性和解决方案的商业机会等方面。NbS 的实践应用主要有3种模式:一是充分利用生态系统的自然生态功能，通过解锁自然的力量来应对生态和灾害等问题;二是还原自然的力量，恢复生态系统的功能;三是模仿自然的规律和力量，增强人工系统中的生态功能，如针对高密度地区城市绿色空间的修复、绿色屋顶及绿色建筑的设计等。NbS在应对自然灾害、水资源和粮食危机中具有不可替代的作用，但目前我国在防灾规划体系设计中，忽略或者割裂了自然生态系统和生态空间在防灾减灾过程中的关键作用。我国当前空间性的防灾规划以城市综合防灾规划为主，规划目标主要是配置各类灾害防御的工程设施和布局城市应急救援资源，多是以工程防御思维为主导。尤其是在2020年新型冠状病毒肺炎疫情的严峻形势下，传统防灾规划体系暴露出防灾种类有遗漏、缺乏系统性和综合性等诸多不足。同时，仅靠传统的防灾灰色基础设施 ( 如海堤、灌溉基础设施和水坝等 )，无法适应气候变化的不确定性，因此以自然生态系统为主体的绿色基础设施为自然灾害防御提供了天然的方案。近年来，日本、美国等国家的城市综合防灾规划中逐渐呈现生态防灾的特征和趋势，生态防灾即重视生态系统调控在综合防灾中的积极作用，将山、水、林、田、湖、草等生态要素作为城市防灾网络的天然依托 。充分解锁自然的力量，通过绿色和灰色基础设施的融合而应对灾害的办法克服了单一硬性基础设施的诸多缺点，也为缓解灾害的影响提供了更加有效的办法。由此可见，NbS 可以作为工程措施的补充或在一定条件下成为替代方案，以提升防灾减灾的效果和可持续性。
粤港澳大湾区地处海陆交互的关键地带，是生态脆弱、灾害较多、对全球环境变化影响最为敏感的地带。随着全球环境变化和城市群人口、资源的进一步集聚，城市群面临的风暴潮、洪涝、三角洲沉降和地质灾害等风险不断加剧。而当前缺乏对于城市群的综合性防灾规划，粤港澳大湾区自然灾害的防御及风险管控与应对战略研究仍然薄弱，因此迫切需要在城市群区域的尺度层次上解决区域性灾害问题，寻求保障粤港澳大湾区防灾安全与可持续发展的有效路径。本文根据提升城市群安全和韧性的原则，以NbS为路径驱动，梳理 NbS 视角下的生态减灾规划原则，识别粤港澳大湾区当前面临的主要灾害风险形势，并耦合工程和自然要素构建以“灾害风险识别—灾害高风险区避让—生态韧性设施修复—适应性管理机制”为主线的防灾韧性空间规划策略，以丰富防灾规划理论和方法，为其他地区开展国土空间生态修复提供借鉴。
1 NbS 视角下的防灾韧性空间规划流程与准则
面临日益严峻的自然灾害防灾减灾形势，学术界和灾害管理部门正逐步将生态系统的防灾措施与韧性空间的构建纳入防灾体系。防灾韧性空间是与灾害的破坏和冲击相匹配的，能够为受外界灾害风险的干扰和冲击的地区提供调整、控制及适应变化的空间网络结构。在生态文明思想的引导下，减少自然灾害风险已经成为生态保护和修复的一部分。因此，生态保护和修复与自然灾害风险的管理、适应正逐步交叉融合。在这样的背景下，将 NbS引入防灾规划领域必将是未来的重要趋势之一。NbS被提出后，欧盟、世界银行和世界自然保护协会都对其概念、内涵、准则开展了大量的理论与实证应用研究。为促进NbS在定义、规则等方面的全球统一，IUCN于2020年制定了 NbS 的全球标准，分别从自然解决方案所解决的问题和对象、设计尺度、方案的自然属性、效益评估、方案可行性、方案管理流程及适应性管理模式等8个方面提出了 NbS 的设计准则。NbS制定的基本流程如下：①识别解决的问题和对象，判断面临的挑战类型;②基于自然规律和适宜尺度，选择适当的解决措施；③设计基于自然规律的解决方案和实施流程;④实施与生态保护和修复相结合的自然解决方案;⑤与相关利益者沟通，权衡各方的利益;⑥进行措施指标的综合效益评估；⑦根据评估结果进行方案的调整优化，调整优化后的解决方案投入新一轮的方案设计与实施中，并开展方案的适应性调整和管理。将该流程应用到防灾韧性空间规划中，可表达为：针对某一区域，识别突出的自然灾害问题，研究区域尺度上自然生态系统的防灾作用过程，选择能够协同生态空间格局和生态减灾服务功能的解决方案，统筹布局灾害风险避让空间、自然生态韧性空间和仿自然的防灾工程设施等，协调规划涉及的各方利益关系并进行规划方案的效益评估，制定适应性的规划管理机制 (图1)。
图1 NbS视角下的防灾韧性空间规划流程示意图
结合上述的全球标准和防灾韧性空间规划流程，NbS视角下的防灾韧性空间规划应遵循以下准则:一是基于生态思维，强调自然生态系统在灾害防御中的关键作用，从“刚性”工程式防灾思维转向生态的“柔性”防护模式，从以面向灾害应急救援为主转向适应性的灾害“源头防御”；二是以增强区域生态调节能力、防御生态灾害与风险、打造自适应的安全韧性城市为目标，规划目标应具有适应不确定性和多灾种综合防御的特性，应更加彰显综合性、系统性、整体性和实施性；三是依靠自然力量实现前瞻性的生态治理，长远谋划区域综合防灾应对方案，强调灾害防御工作由原来的事故导向逐步向主动应急和提前防范转变，生态减灾理念由被动防护向主动出击、由人工干预向人与自然结合转变；四是规划尺度应从城市尺度扩大至区域尺度，通过生态减灾功能与空间的一致性配置，实现全域的防灾减灾空间规划；五是应具有适应性管理的功能，将灾害风险管理关口从灾害应急前移至风险预防，主张建立基于区域生态安全的灾害管理机制及灾害预警与应急管理体系。
2 粤港澳大湾区城市群面临的自然灾害风险形势
粤港澳大湾区地处低纬度地区，位于中纬度环球灾害带与环太平洋灾害带交汇部位，山脉交错、地形多样，海洋、陆地、大气之间的作用强烈，受低纬度热带天气系统和中高纬度天气系统的交替影响，气候复杂多变，是灾种多、频率高、危害重的区域。粤港澳大湾区内的自然灾害具有明显的区域性特点：沿海一带是海洋灾害多发区，三角洲平原区是暴雨洪涝和软土沉降频发区，外围山区是山地灾害多发区(图2)。
图2 粤港澳大湾区自然灾害易发区分布图
2.1 近海海平面上升，加剧了海洋灾害风险
近年来，全球平均海平面呈持续上升趋势，给人类社会的生存和发展带来了严重挑战。《中国海平面公报》显示，1980 ~ 2019年，粤港澳大湾区沿海海平面总体呈波动上升趋势，年平均上升速率为3.6毫米 / 年，高于同期全国沿海海平面上升的平均速率。预计未来30年，我国沿海海平面将上升51~179mm。粤港澳大湾区地势低平，特别是珠江口大部分地区的海拔高度不到1m，甚至约有13%的土地高程低于海平面，因此粤港澳大湾区是我国受海平面上升影响较为敏感的区域。海平面的上升将加剧沿海地区风暴潮、海岸侵蚀、咸潮、海水入侵和滨海城市洪涝等灾害的风险。例如，1980~2020年台风发生次数大于70次，平均每年2~3次。台风自南海登陆粤港澳大湾区后主要形成4条路径:一是自汕尾和惠州的红海湾岸段登陆后，向西进入湾区内陆;二是自香港和深圳沿岸登陆后，向西横穿珠江口;三是自珠海和澳门沿岸登陆后西移;四是自江门—阳江登陆后向西移，其中惠州和江门的台风登陆次数最多。
2.2 极端天气事件出现频率增大，加剧了气象灾害风险
在全球气候变暖的背景下，各类极端气候事件增多，形成多重气象灾害:一是强热带气旋台风更加活跃，移动路径更加复杂，在热带气旋影响下，强风、强降雨、风暴潮及地质灾害等风险呈现加剧的趋势；二是极端暴雨事件增多，暴雨强度加大，发生流域性大洪水和城市内涝灾害的可能性加大、次数增多。近50年来，粤港澳大湾区平均年降水量没有显著增加，但短时强降水增多，平均强度增大，年季变化加大，历年降水强度在40毫米 / 时以上的平均次数由20世纪60年代的1.3 次 / 年增加到了现在的1.8次/年。
2.3 珠江三角洲平原软土分布区与城镇密集区重叠，加剧了地面沉降风险
导致地面沉降的主要原因是大面积软土引发了固结沉降。珠江三角洲平原是广东省的三大冲积平原之一，冲积平原地面沉降易发性高。粤港澳大湾区的软土分布面积有11187km²，沉降中心主要分布于万顷沙、灯笼沙、磨刀门和中山横门等地。在三角洲河口淤积平原和沙田地区、海岸带围填海地区开展地面建设、建桥筑路、围海造地、地下空间开发等工程活动，容易形成严重的软土地面沉降，特别是直接建于软土覆盖层之上的建筑常与地基整体下沉或歪斜开裂，在软土区大规模兴修高等级公路等，也是地面沉降的重要诱因。随着广东省“一核、一带、一区”发展空间格局的逐步形成，海岸带成为未来经济发展的主战场，填海区域已成为城市发展的重点地段，在自重固结沉降未完成的填土区进行开发建设，人为地加速了软土排水固结—压缩沉降的过程，造成软土区出现大面积地面沉降。粤港澳大湾区地面沉降灾害高易发区主要分布在珠江三角洲南沙—中山—新会—珠海一带。
2.4 岩溶区开发建设及不合理利用，加剧了地面塌陷风险
粤港澳大湾区的可溶岩分布面积达1894km²，占湾区面积的3.4%，主要分布在三角洲的广花岩溶盆地、惠州龙门王坪—路溪岩溶盆地、肇庆怀集岩溶盆地、江门恩平—那扶岩溶盆地，广州的白云区及花都区、佛山的南海区和三水区、肇庆端州区、深圳龙岗区等的可溶岩分区容易发生岩溶塌陷。近年来，在岩溶区进行高铁、高速公路等基础设施及重大工程建设，加剧了岩溶塌陷的风险。例如，广州城区向北扩展就进入广花岩溶盆地，地基便进入到可溶性很强的灰岩地带，穿过第四系的覆盖层后，不可避免地会遇到岩溶(溶洞、溶槽、溶沟 ) 等岩土工程问题。
2.5 极端天气和削坡建设活动频繁，加剧了山地灾害风险
粤港澳大湾区位于我国东南沿海，其外围多为山地、丘陵，台风和强降雨天气频发，特殊的地理环境和极端的天气导致粤港澳大湾区崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害经常发生。山区人多地少，居民建房多依山削坡而建，存在大量削坡建房风险点，随着经济发展，各种人类活动和工程建设也增加了山地灾害发生的频次。
2.6 城市不透水面积和人工地貌增加，加剧了城市群内涝灾害风险
在城市化过程中，大量的农田、湿地和林地被改造为城市不透水地表，部分珠三角地区城市，建设用地面积占陆地面积的比例达到 30%左右，有的甚至接近50%，极大地削弱了地表的蓄水和滞洪能力。随着不透水面积的增加，一方面径流系数增大，径流峰值相应增加，另一方面暴雨汇流时间缩短，峰值提前，更容易产生城市内涝。以广州城区为例，依据60年来广州城区暴雨资料统计，1980年以来的大雨、暴雨和大暴雨3个暴雨强度下的年强降雨日数比 1960 ~1979 年分别增加了 6%、11%、23%，加上城区地表硬化面积增大，天然河道被截弯取直，雨水管网、排洪沟和抽水泵站大量建设，导致了城区径流系数从0.3 ~ 0.5 增大到了0.6 ~ 0.9，显著增加了城市内涝发生的概率。随着全球气候变化的不断加剧及城市化的快速发展，城市暴雨频次增加，径流系数增大，暴雨洪水汇流时间缩短，加上受风暴潮影响的外江洪潮顶托，城市极端洪涝灾害发生愈加频繁，影响范围和程度也不断扩大。
3 NbS视角下的粤港澳大湾区防灾韧性空间规划策略
针对粤港澳大湾区面临的各类自然灾害风险的挑战，本文面向构建安全韧性城市群的规划目标，依据NbS中“遵循自然—解锁自然—恢复自然—协同自然—适应自然”的逻辑框架，从灾害风险空间规避、生态韧性空间网络、生态韧性功能恢复、生态韧性与防灾工程的刚弹融合及应急避险空间冗余等层面提出粤港澳大湾区防灾韧性空间规划策略。
3.1 遵循自然:遵循灾害的发育规律，主动避让灾害高风险区
特大城市群既是人地关系交互剧烈的区域，也是生态及灾害问题较为集中的区域，因此特大城市群与生态环境的交互耦合关系成为学术界讨论的热点问题。随着城市群面临的重大自然灾害风险的不断增加，规划源头的风险评估和管理成为国土空间规划的重要内容。粤港澳大湾区主要存在三大自然地理单元，其北部是以丘陵山地为主的丘陵山区，中部是以珠江三角洲平原为主的平原区，沿海是以海陆交互作用为主的河口海岸带区。对应自然地理格局，粤港澳大湾区所面临的重大灾害风险有崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害，以洪涝和地面沉降为主的平原灾害，以及台风暴潮灾害和海岸带灾害，NbS视角下的粤港澳大湾区防灾韧性空间规划应以“源头主动防御”为原则，遵循灾害的发育规律，积极主动地适应各类灾害风险。
面对日益严峻的山地灾害风险，各类开发建设选址宜主动避开山地灾害危险性大的区域，依据山地灾害的发育规律，划定山地灾害防御线，重点防御由于新区建设及铁路公路等线性工程切坡引起的崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害，这些地区包括广州番禺化龙—南村—沙湾一带、南沙区、东莞低山丘陵区、深圳宝安福永—西乡街道、中山东部、珠海香洲、金湾区、台山、恩平、江门新会区等。面对洪涝和地面沉降等平原区的灾害，应优先预留排洪通道和蓄滞洪区，在防灾控制线内严禁对防灾功能有影响的开发建设行为，重点在西江、北江和东江沿岸及低洼地预留防洪通道和蓄滞洪区。面对日益加剧的海平面上升和海洋灾害风险，应积极主动地构建海平面上升影响下的海洋灾害防御体系，综合考虑海平面上升对海岸带灾害的加剧作用，优化海岸带城镇和产业等的空间布局，遵循海岸线的自然侵蚀、淤积规律。其中，广州南沙区蕉门水道、深圳宝安区、台山广海、中山东部、珠海淇澳岛和磨刀门等地属于侵蚀与淤积并存地区，而台山北陡镇为侵蚀区。城市开发建设应遵循自然规律，主动防御台风灾害高风险区，同时依据灾害风险和城市地质适宜性，开展粤港澳大湾区防灾适宜性评价，依据防灾适宜性优化国土空间开发利用格局，调解各城市的发展规模，并加大对已发生各类灾害的灾害点和自然灾害隐患点的治理。
3.2 解锁自然:充分发挥蓝绿生态空间的防灾功能，构建生态韧性空间格局
在韧性城市和NbS理念的指引下，荷兰、英国、美国等国家将蓝绿设施的韧性与国土空间管理相结合，解锁蓝绿空间的防灾功能。NbS视角下的粤港澳大湾区防灾韧性空间规划应以“山水林田湖草”生态系统为整体，以提升韧性功能为导向，以“源—汇”模式建构生态安全格局，实施生态防灾功能分区管制，针对不同的防灾功能，实施针对性的管制措施。具体来说，应依据整体格局，完善河流廊道—绿地系统等蓝绿韧性设施的布局：依托北部山丘构建环粤港澳大湾区的北部防灾屏障区，重点保护和修复天露山、鼎湖山、南昆山、罗浮山和莲花山等外围连绵的山地、丘陵，提升生态屏障的水源涵养、水文调解和防灾固持功能以东江、西江、北江、增江、流溪河等骨干江河水系为脉络，构建以城市内的公园绿地、河涌、湿地和基塘等系统为主的平原河网防灾调蓄区，提升三角洲水网区的防灾调蓄和生态代谢功能;依托大亚湾—稔平半岛、珠江口河口、万山群岛和川山群岛等滨海海岛、滨海防护林、滨海海岸湿地形成海岸带海岛湿地防灾防护区，保护海岸韧性防灾带的岸线复杂性和弹性，提升海岛和沿海湿地的防灾功能。北部防灾屏障区、平原河网防灾调蓄区和海岸带海岛湿地防灾防护区共同组成了粤港澳大湾区的生态韧性空间格局，山—水—海共同维育着区域的国土安全 (图3)。
图3 粤港澳大湾区防灾韧性空间规划分区图
3.3 恢复自然：恢复蓝绿生态空间的防灾韧性功能，强化生态网络的整体减灾性能
在粤港澳大湾区传统的开发建设过程中，蓝绿生态空间的防灾功能常常被忽略。随着生态文明思想的发展和人们生态意识的觉醒，蓝绿生态空间的保护逐渐受到重视，但现行以划定河流蓝线、绿线等为主的规划管控方式，仍禁锢了生态系统的内生联系，导致生态系统的综合防灾功能难以发挥。过去在粤港澳大湾区地区，人们为了消除洪涝灾害的隐患，依据珠江三角洲平原地势低平、水涝难排的地形特征，构筑了以三角洲大联围和基塘为特色的防—囤—排水系统，该系统在防洪排涝中起到了至关重要的作用。在新一轮国土空间规划中，应打破原有禁锢式的控制性规划，保护和利用古人遗留的智慧结晶，恢复基本的自然地理格局，恢复生态系统内部和生态系统之间及生态与城市之间的联系，并恢复和强化生态网络的防灾减灾效能。针对粤港澳大湾区的生态韧性空间格局，北部防灾屏障区应重点恢复山地系统的降雨截留、水文调解和防灾固持的功能;平原河网防灾调蓄区应重点恢复河道的自然形态，整治河涌沟渠，强化河流、河涌沟渠与坑塘水面的连通性，增加河流消落带和洪泛区，提高湿地水网的调节能力;海岸带海岛湿地防灾防护区应重点恢复海岸带的自然功能，增加自然岸线的保有率，着力恢复沿海湿地的排洪代谢和灾害防护功能，根据沿海地区的风险承受能力，统筹考虑海平面上升幅度和海岸带特点，提倡以生态化方式实施海堤加高、加固或新建工程，提升海岸的建设标准与防护能力。
3.4 协同自然:优化防灾和应急避险空间布局，促进蓝、绿、灰防灾基础设施的融合
首先，应强化城市群生态防灾功能与城市应急避险空间的融合，加强城市与山水生态资源的互动。现有的城市防灾减灾灰色基础设施包括防洪排涝堤围、大坝、城市市政排水管、应急避难场所等。受制于用地及改造设施等的影响，灰色基础设施的提升难度较大，应充分发挥城市群区域内的山体、湿地、草地和河漫滩等自然设施的防灾功能，尽可能地减少暴雨径流，以灰色基础设施与蓝绿基础设施相组合的方式，提高城市群的防灾恢复力和韧性。其次，应拓展城市内部生态空间的功能，强化公园、森林和湿地生态体系的保护与建设，通过建设“海绵城市”修复城市的水生态、涵养水资源，从而增强城市防涝能力。最后，应结合老旧小区改造和城市更新，优化防灾和应急避险空间的布局。坚持以防为主、防抗救相结合的理念，主动预留防灾应急弹性空间，通过现状设施的复合利用，提高城市群应急避险空间的冗余度及防灾减灾体系的韧性水平。
3.5 适应自然:强化城市之间的防灾合作，构建城市群防灾适应性管理制度
首先，规划应积极推动建立粤港澳大湾区防灾减灾联动机制，针对各区域之间蓝、绿、灰防灾基础设施资源分配不均的问题，以粤港澳大湾区城市群为整体，合理配置各类要素和资源，突破传统管理机制壁垒，加强城市之间的防灾合作，研究跨区域的防灾功能布局和协作分工模式;其次，在规划管控、用途管制等全程管理中落实防灾减灾的责任，变末端被动救灾为主动前端防灾，运用自然资源和国土空间激励性政策，为社会力量投入防灾韧性工作增加动力；最后，构建灾害联合预警机制，提升粤港澳大湾区城市群防灾减灾和公共服务水平。
4 结语
防灾韧性空间规划是国土空间规划的组成部分，也是规划界和灾害管理者关注的要点。本文遵循生态文明的发展规律，将NbS引入防灾规划领域，并以粤港澳大湾区城市群为案例做了初步探索，希望能为其他地区的防灾韧性空间规划提供一定参考。NbS的实施和防灾韧性空间规划都是复杂的系统过程，限于篇幅，本文案例中仅简要阐述了问题与策略，尚未深入体现自然灾害的成灾规律和防灾分区布局等内容，生态防灾领域的研究尚任重道远。
新媒体编辑：苏子语
审读：王青
终审：杨一虹
文章全文详见《规划师》2021年3期
《粤港澳大湾区防灾韧性空间规划策略研究》
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