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期刊精粹 |【2016.4期优先看】关于海岸带小城镇的海岸线建筑后退距离的探讨

文超祥 刘希 等 国际城市规划 2022-04-24

【摘要】:本文以海岸带小城镇海岸线建筑后退距离为研究对象,在借鉴国内外相关经验的基础上,提出以多因素分析法代替单一因素分析法确定海岸线建筑后退距离的基本思路,并重点探讨了不同海岸底质下多因素分析法对于海岸线建筑后退距离的影响。文章以福建省若干海岸带小城镇为例,就海岸线建筑后退距离的确定方法初步进行了实例研究。


海岸线【本文所涉及的类似概念包括“海岸带”、“海岸线”和“海岸区域”。其中海岸带是指兼有海陆的沿海地带,具体可分为海岸带陆域部分和海域部分。如未特别指出,本文的海岸线是指海岸带陆域部分和海域部分的分隔线。海岸区域泛指沿海区域,范围比海岸带更广】建筑后退距离是指毗连海岸的陆地建筑物至海岸线的距离。由于海岸带是海洋和陆地作用较为强烈的区域,承担了生态和防灾的重要功能,因此合理确定海岸线建筑后退距离非常必要。我国海岸线绵长蜿蜒,沿海分布着各种规模的城市。海岸带小城镇虽然规模较小,但分布广泛,并占据着相当比例的海岸线。在城乡规划管理实践中,海岸带小城镇的特殊性并没有引起应有关注,其海岸带地区无序建设的现象十分严重。因此本文力求探讨一种行之有效且简便易行的方法,用于指导该类地区的规划建设活动。


1 国内外海岸线建筑后退距离的相关研究


1.1 国外相关研究


作为一项有效的管理手段,划定海岸线建筑后退距离在国际上已被广泛应用。美国约三分之二的沿海和大湖区的州采用海岸线建筑后退距离来管理海岸的开发活动。早在1979年,美国就正式以30倍长期海岸平均侵蚀速率【滩岸侵蚀过程,主要包括两个方面:一是水流直接横向冲刷滩岸边坡,导致滩岸后退;另外一方面是滩岸土体在内、外因素作用下,边坡上发生大块土体移动、崩塌,滑到坡脚附近或滑入河槽内,导致滩岸向后退却。侵蚀速率是指在单位时间内,滩岸向后退却的距离】的距离作为海岸线建筑后退距离的底线。欧洲在1980年代就已普遍开始了海岸线建筑后退距离管理的实践,联合国环境规划署(UNEP)曾推荐使用100m作为地中海沿岸22个国家统一的海岸线建筑后退距离。


由于影响海岸线建筑后退距离的因素很多,确定距离的方法也不尽相同。世界各国关于海岸线建筑后退距离的差异性十分明显,后退距离从美国夏威夷的12m到丹麦的1~3km不等(表1)。究其原因除海岸线侵蚀速率不同之外,海岸区域人类活动的特征也是重要因素。例如,夏威夷的海岸侵蚀速率较小,有很多城镇都是沿海布置,海岸区域的开发程度比较高,海岸线建筑后退距离比较小;而丹麦夏季无住户的区域一般是没有大规模开发的生态保留地区,海岸线建筑后退距离就比较大。


表1 不同国家和地区采用的海岸线建筑后退距离



1.2 国内相关研究


我国海岸线建筑后退距离的研究尚处于起步阶段,且主要集中在大中城市。在城市管理技术规定和城市总体规划中,相关内容并不多见。


海口是对海岸线建筑后退距离关注较早的城市之一,《海口市城市管理技术规定》中的第三十五条就明确了新建建筑物要在海岸线建筑后退距离以外。其基本思路是以平均高潮线作为起算点,根据不同海域的自然特征确定海岸线建筑后退距离。例如,五源河以东至秀英港地段的建筑后退距离为50m,五源河以西为100m,东海岸则为150m。


环渤海的烟台和威海虽然在其城市管理技术规定中没有涉及海岸线建筑后退距离,但在其总体规划中有类似的规定。烟台市总体规划中提出了海岸线建筑后退距离的特别要求,规定海水高潮位向陆一侧不小于200m的距离为海岸线建筑后退距离(港口岸线除外)。《威海市城市总体规划(2004—2020)》则提出海岸带沿主要河流两侧100~200m范围内的区域应设置河滨生态缓冲区,海滨旅游度假设施建设必须满足100~200m的海岸建设退让要求,以保证设施在海岸线建筑后退距离之外。而在三个侵蚀较为严重的海岸区域,海岸线建筑后退距离按照300m的要求严格控制。


2 海岸线建筑后退距离的确定方法


确定海岸线建筑后退距离的首要前提是明确后退距离的起算点,其次是科学选择影响因素。


2.1 海岸线建筑后退距离起算点的确定


美国海岸线建筑后退距离的起点确定要素之一是植被线,《山东省海岸带规划》将平均高潮位作为海岸线建筑后退距离的起点。由于海岸底质不同,海岸线建筑后退距离起算点的确定标准也有所差异。借鉴国内外海岸线建筑后退距离的相关研究,本文提出了不同底质海岸线建筑后退距离起算点的确定方法(表2)。


表2 海岸线建筑后退距离起算点位置的确定



2.2 影响因素的选取


确定海岸线建筑后退距离一般要考虑自然和社会两方面的因素。自然因素如极端风暴潮中海岸被侵蚀的距离、沙丘长期侵蚀造成的岸线后退、海平面上升的高度等等。社会因素如海岸海域使用功能、海岸区域土地利用性质和海岸建筑密度等等。国内王鹏等学者以大连为例,将海岸带分为港口区、临海工业区、城镇建设用海区等11种类型,并确定了每一种类型的主导功能,以便根据主导功能确定各个岸段的海岸线建筑后退距离【以大连市为例,根据土地利用性质制定了海岸防护带宽度参考标准,如旅游度假区的防护带宽度为100~250m,环境保护区为100~300m】。


以海岸底质为视角,选择适当的影响因素来确定海岸线建筑后退距离,则是一种新的思路。一般而言,砂质或淤泥质海岸主要考虑海岸的自然侵蚀。基岩质海岸受侵蚀不如砂质或淤泥质海岸强烈,可将海平面上升作为主要考虑因素,但两者均要同时考虑风暴潮对海岸的影响。红树林海岸则要考虑海岸侵蚀速率和生态保护等因素。基于以上理念,海岸线建筑后退距离的考虑因素可以分为必然性考虑因素和选择性考虑因素。必然性考虑因素是制定海岸线建筑后退距离的重要依据,而选择性考虑因素则是在前者的基础上,根据海岸带小城镇海岸区域的实际情况进行合理调整。表3为作者根据不同海岸底质推荐的海岸线建筑后退距离的考虑因素。


表3 海岸带小城镇不同底质海岸线建筑后退距离的考虑因素分类



2.3 海岸线建筑后退距离的确定思路


为更符合我国海岸带小城镇的实际情况,需要建立一种基于必然性考虑因素的海岸线建筑后退距离的确定方法(图1),即基于单因素分析法基础上的多种因素分析法。单一因素分析法只考虑某种主要因素,而多种因素分析法针对不同海岸底质选取相应的考虑因素,并综合其影响辅以权重因子最终确定海岸线建筑后退距离。由于目前我国海岸带小城镇相关方面的研究还存在较多空白,多种因素分析法的关键之处在于如何科学地选取相关自然参数和权重。在现有的经济能力和技术条件下,多种因素分析法可以更加全面地分析问题,更加科学地确定海岸线建筑后退距离。



图1 海岸线建筑后退距离的确定思路


3 单一因素分析法


3.1 海岸侵蚀速率


在对国内外的海岸线建筑后退距离分析的基础上,尝试建立后退距离和海岸侵蚀速率的联系,作为单一因素分析法的重要依据。海岸侵蚀速率与海岸底质的关系十分密切,例如,对于基岩质海岸,美国海岸线建筑后退距离约为其侵蚀速率的100倍,而我国则为40~120倍不等;对于砂质海岸,墨西哥的海岸线建筑后退距离接近其侵蚀速率的10倍,而我国则为60~200倍不等。总体上来说,砂质和淤泥质海岸的侵蚀速率比基岩质海岸大,因此海岸线建筑后退距离也相应较大。海口和威海还进一步区分了强侵蚀区和弱侵蚀区,分别采用不同的倍数比(表4)。


表4 国内外相关国家和地区海岸线建筑后退距离和侵蚀速率的倍数关系


① 夏威夷考爱岛(Kauai)、瓦胡岛(Oahu)和毛伊岛(Maui)在侵蚀速率的研究中,最终得出其长期平均侵蚀速率为0.11±0.01m/a,本文选取0.11m/a作为夏威夷的侵蚀速率。

② 通过对美国墨西哥湾沿岸的佛罗里达、阿拉巴马、密西西比、路易斯安那和得克萨斯的分析数据可以看出,佛罗里达和阿拉巴马同处于墨西哥湾的东部,它们的海岸线侵蚀速率近乎一致,而由东往西的密西西比和路易斯安那侵蚀速率逐渐增加,处于中部的路易斯安那的侵蚀速率是最大的,而后得克萨斯有所下降。根据这一规律,处于墨西哥湾西部的墨西哥,将距离其最近的得克萨斯作为参照,取其长期平均侵蚀速率作为墨西哥的侵蚀速率。

③ 山东省砂质海岸普遍遭受侵蚀,1980 年代以来的研究结果表明,不同岸段侵蚀速率不同,总体上平均侵蚀速率约为1~2m/a,威海和烟台的平均侵蚀速率取1.5m/a。

④ 通过对海口不同海岸的侵蚀速率的研究,数值基本在1~1.5m/a,因此取1.25m/a 作为其平均侵蚀速率。

⑤ 同注释③。


3.2 风暴潮侵蚀的影响


风暴潮是由于剧烈的大气扰动导致海水异常升降,使受其影响的海区潮位大幅超过平常潮位的自然现象。根据引发风暴潮的系统特征,风暴潮又可以分为台风风暴潮和温带风暴潮两大类。我国东南海沿岸受台风风暴潮的袭击尤为严重,其中,福建省是国内受风暴潮灾害最为严重的区域之一。因此,从城市防灾的角度考虑,有必要将风暴潮作为小城镇海岸线建筑后退距离确定的主要考虑因子。


风暴潮作为一类显著的城市灾害,在我国现有的城市防灾规划中也对其有所规定。我国现行的防灾标准将城市划分为四个级别。其中,人口规模小于20万的小城镇风暴潮的重现期为50~20年。根据福建省海岸带小城镇的人口规模分布,可将其细分为三类,并结合国家城市防灾标准进一步细化,制定了风暴潮重现期和小城镇人口规模之间的关系标准(表5)。


表5 风暴潮重现期和小城镇人口规模的关系



此外,衡量风暴潮的指标颇多,如台风风速、洪峰流量和增水过程描述等等。对于城乡规划而言,最直接的防灾措施是防止风暴潮带来的水面上涨突破城市的设防限度而将城市建成区淹没。目前衡量水面上涨比较常用的指标是最大增水和最大潮位。最大增水是指受恶劣天气影响下的海平面升高的平均高度,而最大潮位即通常所说的最大浪高。简单来说,最大增水和最大潮位是平均值和最大值的关系,因此选取最大潮位作为衡量风暴潮对城市影响的主要指标参数于城市防灾规划更加切实可行。


潮位的数据收集主要是通过验潮站。尽管福建省潮位观测密度居全国首位,却也无法就所有海岸带小城镇进行针对性潮位研究,风暴潮的重现期和风暴潮强度的资料也不尽详细,但可以综合考虑各验潮站的数据,在规划设计中估算海岸带小城镇在各风暴潮中的潮位涨幅。


潮位的涨幅是垂直距离,而海岸线建筑后退距离是地表水平距离,因此有必要将垂直距离以一定的标准换算成水平距离,以制定风暴潮侵蚀距离的参考值。李震等学者在其文献中指出,中国科学院地球科学部【此名称源于参考文献[17],随着时间推移,现在的部门名称可能有所改变】对海平面上升造成的岸线变化进行的预测:当海平面上升0.5m时,中国砂质海岸线平均后退23.7m。根据此种研究采用插值法可以得出初步结论,海平面每上升1m水平退缩距离就为47.4m,由此得出风暴潮侵蚀的海岸水平距离。


3.3 水岸缓冲带宽度的确定


无论是基于海岸侵蚀速率还是风暴潮确定海岸线建筑后退距离,基本出发点都是城市防灾。水陆交界地带的海岸线区域还兼有生态功能,因此从单一的生态角度考虑,海岸线建筑后退距离也可等同为水岸缓冲带的宽度。水岸缓冲带的考虑因素主要包括倾斜坡度、土地的质地种类和植被,生态功能因素包括侵蚀度、水质状况、水生生物状况和陆生生物状况等。


国外学者对这一缓冲带的科学宽度进行了多年研究,不同的主导生态因素对有效水岸缓冲带的宽度具有显著影响(表6)。根据以上研究成果,进一步将缓冲带赋予了不同的功能,并根据其生态功能确定水岸缓冲带的推荐最小宽度(表7)。


表6 部分学者对不同主导生态因素对有效水岸缓冲带宽度的研究(单位:m)



表7 普遍的水岸缓冲带推荐宽度标准



4 多种因素分析法


上述单因素分析法中,仅通过与海岸侵蚀速率的倍数关系确定海岸线建筑后退距离,倍数的跨越范围过于广泛且其精确性有待加强;仅通过风暴潮的最大潮位确定海岸线建筑后退距离的方法具有一定的可行性,但是由于地形影响,相邻地区受同一风暴潮的影响程度可能有较大差别,因此,这种方式的单独应用最好辅以地形因素进行分析研究;仅通过水岸缓冲带的宽度来确定海岸线建筑后退距离,主要是出于生态保护的考虑,但是海岸线的利用方式往往不是出于纯粹的生态考虑。


针对单一因素法所产生的局限性,多因素分析法进一步完善了海岸带小城镇海岸线建筑后退距离的确定方法。多因素分析法将不同的海岸根据底质分成三种类型:基岩质、砂质淤泥质和红树林,根据各自特点选取若干个主导因素,并与规划年限、重现期、缓冲带等规划指标联系起来。根据不同小城镇不同地段的实际情况,综合考量各种影响因子的权重计算海岸线建筑后退距离(表8)。


表8 海岸带小城镇不同底质类型的海岸线后退距离参考表


① 根据中国科学院地球科学部对海平面上升造成的岸线变化进行的预测,当海平面上升0.5m 时,中国海岸线平均后退23.7m,根据此种研究,海平面上升1m 时,水平退缩距离为47.4m。

② 同注释①。

③ 同注释①。

④ 在大多数情况下,湿地缓冲带宽度至少在15~30 m 之间才能发挥其应有的基本作用。


5 实例分析


为了详细阐述多因素分析法在实际中的运用,本节根据现有资料,以福建省的宁德霞浦三沙镇、泉州惠安崇武镇和漳州云霄东夏镇等三个小城镇作为研究对象,对海岸带小城镇建筑后退距离的确定进行一种方法上的探讨。三个小城镇分布在不同的海域,具有一定的代表性。


根据多因素分析法的思路,分别探讨了小城镇不同海岸底质下的建筑后退距离计算方式,其数据和权重的选择均因地制宜,为海岸带小城镇的具体应用提供了基础,具体分析见表9。


表9 福建省不同海岸带小城镇海岸线建筑后退距离的确定


⑤ 相较于国内外的文献研究,本文按照多因素分析法确定的海岸带小城镇建筑后退距离会明显偏大,因为本文考虑的是在纯自然条件下且城市安全系数较高时候的建议后退距离。在具体操作中,在用地受限于自然地形、有一定工程设施防护或者对城市安全系数要求不高的情况下,可以酌情减小后退距离。


6 结语


海岸线建筑后退距离关乎城镇安全和生态保护,在海岸带小城镇规划建设中具有重要的现实意义。目前国内相关研究还刚刚起步,主要集中在东南沿海的大中城市,因此海岸带小城镇的海岸线建筑后退距离的研究尚无先例可循。本文在借鉴国内外研究的基础上,提出了海岸带小城镇建筑后退距离的初步确定方法——单一因素分析法,并针对局限性进一步提出多因素分析法,并以福建省海岸带小城镇为例,对多因素分析法进行了实践运用。


在城乡规划实践中,对于海岸线建筑后退距离的影响是多方面的,本文在因素的深入探究方面还有待加强,例如对于红树林海岸的植被状况或者咸淡水过渡位置等必要性考虑因素还无法直接量化。另外,未来的研究可以继续增加多因素分析法研究因素的数量,从而更加科学地指导海岸带小城镇城乡规划建设。


作者:文超祥,博士,厦门大学城市规划系主任,教授,注册规划师,中国城市规划学会城乡治理与政策研究学术委员会副主任委员,中国城市规划学会城乡规划实施学术委员会委员。2476191940@qq.com

刘希,硕士,北京中海华艺城市规划设计有限公司深圳分公司规划设计部规划师。304104798@qq.com

张其邦,博士,厦门大学城市规划系助理教授。fjsmbbb@126.com


本文刊于《国际城市规划》2016年第4期,pp58-63


(公众号排版:赵大伟、张祎娴)



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