城市极端气象灾害的综合安全设计研究

金磊

城市极端气象灾害的综合安全设计研究

金磊

2013年10月21日,北京市气象局、市人大法制办、北京减灾协会等单位联合举办城市防灾专家咨询会。议题围绕“北京气象灾害防御条例立法项目”、“中国气象局新型城镇化气象服务保障若干问题研究”两个课题展开。笔者在发言中，先后从立法视角分析了各类重大气象灾害如何依法解决，还对比了新型城镇化的气象服务保障与传统模式的诸问题，尤其研究了在城市与城镇化建设背景下，气象防灾减灾综合规划设计的思路与方法。

1 城市灾害始于极端气象事件

底特律在美国不是小村落，曾是全美第四大城市，因为它曾是20世纪美国工业时代的缩影，但如今它已成为“逃离最危险的城市”的代名词，当然这是指底特律的经济生存的危机态。已经到来的美国“9.11”12周年纪念，让人们思考恐怖袭击等非传统安全的同时，更多的还是要环顾当下的灾变世界：作为全国大气治理计划风向标的北京，近期公布出台的《2013-2017年清洁空气行动计划重点任务分解的通知》措施，但细观后发现，依赖煤炭的能源消费及重工业扩张，使京津冀地区PM2.5难以有实质性减少，京津冀2020年空气质量达标难；8月某日，为“追赶”现代化的步伐，一列火车高速通过印度比哈尔邦的车站时，撞上一群跨越轨道的朝圣者，事故造成37人遇难(印度每年死于铁路事故的有1.5万人)；9月初世界银行和经合组织发布最新研究报告“由气候变化导致的海平面上升使全球沿海城市面临洪水泛滥的危险。报告警示，如果全世界洪灾风险最大的沿海城市不采取必要应对之策，到2050年洪灾造成的损失总额可高达1万亿美元，严重的是，该报告从两方面位列全球十大洪灾受损严重城市。全球洪灾损失最高城市为：广州、迈阿密、纽约、新奥尔良、孟买、名古屋、坦帕、波士顿、深圳、大阪；发展中国家沿海城市排名为：广州、新奥尔良、瓜亚基尔(厄瓜多尔)、胡志明市、阿比让(科特迪瓦)、湛江、孟买、库尔纳(孟加拉国)、巨港(印尼)、深圳。在2013年初秋、夏尾再谈防灾减灾是合适的，因为每每收获，也要收获刚刚过去的教训。马丁·路德金说过“这世界上最大的危险，莫过于真诚的无知和认真的愚蠢。”

2013年7月28日是1976年唐山大地震37周年纪念，按照习惯我又打开钱钢著的《唐山大地震》，面对唐山瞬间倒下的警示，在2005年5月纪念版的21世纪序中，钱钢指出：“高歌让世界充满爱或者我们共有一个家并不难，只有直面人与自然、人与人的生存冲突和数百年冲突留下的深长断裂，爱，才可能真实而有分量。”他又进一步富有哲理的表述：“我没有看清前面的一切。对无数的悖论，我没有答案。但我相信，答案埋藏在20世纪最惨烈灾害的废墟里面，埋藏在我曾经目睹、曾经记录的历史里面。”然而，今日灾害的事实更是如此，虽然37年间唐山“地灾”平息，但在过去的城市化进程中的灾变不止，由于中国减灾的重心近年已凝聚在2008年5·12汶川巨震、2013年雅安地震上，所以一到每年5月到8月“逢雨必涝”的状况发生，城市就格外紧张。据2013年3月中国水利水电科学研究院完成的《城市防洪工作状况、问题及对策》的课题，迄今全国共有170座城市还未编制城市防洪规划，全国有340个城市防洪未达标，全国整体的洪灾风险在加剧。据中国气象局的统计：1980-2011年，全球发生重大自然灾害(造成500人以上死亡，或经济损失6.5亿美元以上)约800起，总共导致200万人丧生，2.88万亿美元的经济损失及7 000亿美元的保险损失，其中86.1%的自然灾害、59%的死亡、83.5%的经济损失和91%的保险损失均由气象及其次生灾害引发的。值得注意，快速城镇化对气象灾害有扩大作用，城镇化改变了地面的自然状态，产生的局部大气环流对自净能力不利，加大了极端气象条件的产生，更由于气象灾害防御力差、预警机制不健全，从而使小城镇成为防范气象灾害的弱势地区。粗略的看，截止到2013年7月15日，四川“7·9”特大暴雨洪灾已造成全省58人死亡，175人失踪。仅从7月8日至7月12日，强降雨已经造成四川省公路交通基础设施严重损毁，120条普通国省县道，12座桥梁被冲垮，在受灾严重的都江堰幸福镇，最大的一次降雨有950 mm，达到历史极值，相当于3天下了1年的雨。也许是五年前的“5·12”汶川巨灾及2013年4月20日的雅安大震，人们格外关注的是在这灾后重建地域的综合防御对策，从此种角度出发我们就不能只对暴雨说暴雨了，因为它们已是地震极震区；同样，我们更不该只预警地震的有无，因为一旦地震发生，次生灾害会不断，排在首位的一定是洪灾及其连锁型的地质灾害链。

无论是国内还是国外，完好的灾后重建策略是会赢得未来的，这是因为重建规划必须面向长远，必然在综合防灾诸方面要迎接新挑战。有人说，灾后仅仅是重建，我不赞同这种观点，我认为灾后重建并非孤立行为，它是一个系统工程，任何对灾区灾后重建的脱离灾害最大风险的规划都将是危险的，2013年雅安地质灾害，在强降雨的影响下已为常年的10倍以上。近闻国家批复了四川“芦山灾后重建规划”，如此快的速度就编制出有质量的灾后重建规划，真令人吃惊！为什么呢？“5·12”汶川巨灾5周年已过，我们用不足3年时间及1.76万亿巨资兑现了一个新巴蜀，但5年来不止一次的次生灾害已正反两方面考量了尚很脆弱的“汶川灾后重建规划”。如果算上2013年7月以来的强降雨，都汶高速已经是第四次遭泥石流毁灭袭击；7月上旬的都江堰特大山体滑坡灾害；北川老县城地震遗址全部浸泡在7 m深的洪水中；汶川县城的全面停水停电。面对眼前铁一般的惨痛的事实，面对汶川，芦山地震的破坏力，面对龙门山断裂带的大震潜在风险，面对随时随地的暴雨洪灾链生的地质灾变，我们为什么就不该大胆质疑5年前曾快速通过的“汶川灾后重建规划”的有效性？有关部门为什么不从防灾减灾的综合能力建设上考量一下它已凸显的漏洞及缺失呢？我以为，这次四川暴雨之灾让我们首先发问的不该是为什么这里又遭遇五十年一遇暴雨，而是要反思在灾后重建规划中为什么少了综合防洪防地质灾害的内容？当年汶川巨灾后，堰塞湖形势多么严峻，我们克服了，但如今“地灾”平息，可我们为什么竟难抵暴雨袭击呢？虽然对四川大多“5·12”极震区暴雨是主灾，面对比汶川还险要的雅安山地，我们能否以更科学，更客观的态度，在充分作出芦山灾后风险的综合分析后，再来编制灾后重建规划。要以对灾民、对灾区、对国家高度负责的态度，杜绝这种有“跃进”味道的灾后重建规划。

2013年4月1日，中国政府网发布了国务院办公厅通知，要求做好城市排水防涝设施建设工作，力争用5年时间完成排水管网的雨污分流改造，用10年左右时间，建成较为完善的城市排水防涝工程体系。通知首次明确列出了城市排水防涝设施建设时间表，为此各地已尽快对当地地表径流、排水设施、受纳水体等情况全面普查，建立管网等排水设施地理信息系统。从大思路上，它也再次明晰：根治城市内涝既要排水也要蓄水，提高城市防涝能力，重在增加城市透水性能。据2013年7月15日国家防总第二次会议分析，2013年全国汛情有4大特点：1)降雨过程多，暴雨强度大。全国平均累计降雨量较常年同期偏多，如四川比常年高出一倍；2)超警戒河流多，洪水量级高，尽管十大江河水势平稳，但中小河流超警值得注意；3)台风生成早、数量多、登陆强度大，自1月3日第一个热带风暴至今已有7个热带气旋、有3个陆登我国，其中第七号超强台风“苏力”造成损失大，如台湾遭“重创”，台北101大楼在风中“摇晃”幅度70 cm，全台已死伤130人；4)受灾范围广、局部灾情重，广东、湖南、湖北、广西、福建、陕西、四川等地受灾严重，特别是四川省7月7日以来的暴雨洪水、泥石流损失惨重等。要看到城市的“五岛效应”进一步加重，即“热岛、雨岛、干岛、混浊岛、湿岛”。如城市热岛进一步加重城市高温、超负荷用电等，城市缺水、工业缺水、电网事故等灾害是未来20年十分突出的社会问题。城市地面径流加大，暴雨洪涝加重，城市高层建筑和热岛效应对气流的强迫抬升作用，将加剧城市暴雨、强雷雨和雷击等灾害性天气的突发频次。同时，城市不透水地面的增加，阻碍了雨水地表渗透，加大了地面径流，改变了水循环的自然过程，从而易出现城市内涝、交通堵塞等。对于城市，如果交通瘫痪、通讯网络或电网造成严重破坏，就会使城市陷入混乱。城市建筑“狭管效应”，大风灾害增多。由于城市的某些地区高层建筑物布局不尽合理，空气流动产生的“狭管效应”会加重北京城市某些地区的大风灾害，摧毁设施、火灾增多、伤亡人员、污染空气等。城市“浑浊”岛，空气污染严重。城市生态环境如果得不到改善，城市的特殊小气候将进一步增强冬半年城市上空的逆温层，使城市排放出的污染气体不能向外扩散，严重影响北京城市的空气质量。城市交通设施建设的布局和结构会放大和衍生新的灾害。城市立交桥的特殊结构在遇到较大降水时的路面积水，或遇到降雪时会导致交通事故、交通堵塞、甚至交通瘫痪，影响人们的正常生活。

反思城市病，它恰如一个人的免疫力在下降，身体机能紊乱，由于对城市生态元素毫无节制的掠夺式侵占，在失衡中已让城市丧失了正常运行的机能。城市设计的短视，不可持续的善变及不切实际成为病痛之诱因。2013年伴随洪灾的是旱灾与“城市热射病”，尽管央视新闻报道欧洲因热致死病例并非准确，但至少说明，2013年凸显的“城市热”已成新灾。面对上海、杭州、长沙、武汉等地一再刷新“热”灾记录，我们不能不看到，长期以来人们虽对“城市热岛”不停地审视，但很少考虑一个城市的降温设计。绿地、树荫、河流、湖泊等本应是一座城市的“留白”，为城市保留降温的生态空间，然而三十多年“造城”大跃进，很多城市“留白”已成故纸堆上的记忆，所以河道被吞噬，绿化成误区，人为的城市热岛加重了城市降温设计的困境。此外，不少城市管理者缺乏的自知之明最常见的表现是自作聪明，这种愚蠢不仅有因为对专业知识的缺乏及综合能力低下外，还有缺少自我反思的自觉，他们的过失也不仅仅在于某个设计或管理行为失当，更在于自以为是。如被发达国家视为城市最大问题的超高层建筑，中国大行其道，殊不知正是摩天楼是城市小气候“恶化”的推手，如已发生层出不穷的与城市天际线相关的问题：高楼峡谷风、采光不足、光污染、摩天楼“阴影”及其光化学灾害等都在加剧城市环境的恶化。更有甚者，陕西西安正启动总规模达78.5 km2的新区建设，“上山建城”系国内首个在湿陷性黄土地区进行的大规模岩土工程项目，人们不该忘记：2013年7月延安遭遇历史上强暴雨并引发地质灾害，已造成大量人员伤亡及损失，人们对延安在地质条件欠佳的土壤上建“新城”之安全性担忧的同时，也质疑延安何以靠“劈山建城”建设“美丽中国”？

2 我国城市防灾思路宜加强城市综合安全设计是思路也是手段

城市综合减灾与可持续发展的关系作为一种战略思想已越来越受到世界各国的关注。早在1999年7月日内瓦召开的世界减灾学术论坛上，联合国官员即强调：要关注大城市及其都市的防灾减灾，尤其要将社区视为减灾的基本单元，必须开展项目的减灾风险评估，必须将防灾减灾事项逐步纳入到本质安全设计体系中。结合21世纪初前十年中国的“5·12”汶川大地震及当下不止的台风袭击及城市沥涝，乃至城市工业化事故、公共安全事件，我尤其以为要充分估量中国在安全减灾上的国际化差距，重中之重是真正强化综合减灾管理理念的落实及细化。据此对建筑师与规划师有几方面建言与启示。

2.1 用本质安全观构建城市安全系统

本质安全观原为应对工业化事故的设计管理对策，将它引入城市安全系统有其积极与现实意义。对城市大系统进行本质安全设计就是要采取各种措施，将所有事故灾难隐患消灭在设计阶段，确保项目在设计阶段的安全优生状态。它通常需要以安全风险管理驱动工程本质安全设计，通过风险管理控制来实现设计本质安全性的最大化和建设项目事故风险的最小化，它是以城市灾害风险管理从过去被动态、事故后处理，转为主动态、事故预防阶段的跨越。本质安全性原则是消除或减少危险因素，不是依赖应用控制和防护措施，而是识别和研究设施的本质安全性。目前，在国际上，本质安全性已完全成为城市系统危险性评估中不可分割的重要环节，很多关键系统已将本质安全设计审查，整合到危险、隐患的评估体系中，也就是说，城市系统安全建设时，不仅要发现风险在哪里，有什么潜在隐患，更要思考能否做到本质安全的目标，设计本身要成为实现本质安全的最佳途径。如对于城市工业化危险源通过本质安全设计，减少过程生命周期的事故、降低发生事故的后果、强化更有效的生产及应急条件下的操作、改进突发事件下应急反应的综合能力，这是城市设计应列入的新安全设计观。

2.2 用综合减灾观跳出防洪局限全面减“水”灾

2013年截至7月18日，全国30个省因洪灾死亡337人，失踪213人，其中6成系被滑坡泥石流所掩埋。可见，科学认识水灾及其衍生灾害，极其必要。但由于中国内涝防御工程体系欠缺，由于城市化发展过快，尽管全国大中城市已按1998年《防洪法》编制防洪规划，现在排水防涝体系仍未走出“看天”建设的怪圈。在不少城市，不是第二年排水防涝工作有了进步，而是暴雨未降临重点隐患地，只能是侥幸地“逃过一劫”。当前，真正要下工夫的是，扎实推进城市综合防御“水”灾害建设。5年前，深圳遭洪水侵袭，结果卡在排涝上，经论证才发现，深圳的50多个城中村严重侵占了河道，你不给水让路，沥涝必然发生，我们的城市越现代化越难逃“逢雨必涝”的局面；事实上，防一季之汛，是需全年之功，危险的是某些管理者把“防汛”仅仅当作“救汛”，从根本上忘记了要“晴天修屋顶”的道理。连续不断的暴雨，应该明晰，前人留下的城市发展负面的帐，也是城市创新安全发展的机遇，做一介服务型政府，整好城市的“里子”往往是比建好“面子”工程更为重要的政绩。所谓综合“水”灾害防御，是要坚持多管齐下的治理之策。现实是从根本上解决，想的挺好，做的挺难，具体讲应建立涵盖广泛灾害内涵的更清晰的目标，努力填补在水灾害上未能实现的安全目标。

2.3 用可靠的城市地下管网信息图支撑安全决策

全国70%以上省份的暴雨，再次形成了城区可“看海”、街道可“捕鱼”、地铁中观“瀑布”的尴尬景观，反映出规划设计滞后、建设管理无序的情况。平日光鲜亮丽的都市，在暴雨到来下原形毕露，成为一个个内涝重灾区，这些至少说明，在不少城市尚有如下问题：1)城市并没有完整而确切的地下管网信息，这种混乱，埋下了巨大的安全隐患；2)受灾城市如何走出“重地上轻地下”的怪圈，如石家庄主城区排水管道是20世纪七八十年代铺设的，已经是老旧城区内排水管道最小的，管径70 cm，最大的为宽4 m、高3 m的方沟，目前石家庄管道管径是采用一年一遇的标准，最好也就3～5年一遇的水平，只有建设一二百公里的特大管径的雨水管网才能解决目前困境；3)城市防洪排涝首先要解决各自为政、责任不清及地下管线信息共享的关键问题，这虽要涉及一些复杂的部门利益，但要以城市安全发展为准绳，要让所有管理原则服从城市可持续发展的主题，至少地下管线如何排列等细节问题要在观念统一后实施系统规划。全国上下正抓智慧城市建设，希望地下管网信息风险图能纳入其中，它的解决城市将成为防洪建设安全可靠的“蓝图”。

2.4 用安全防灾设计规划城镇化建设

2013年武汉内涝、昆明被淹、广州看江、北京7月8日暴雨致16条道路断路，江苏连云港暴雨已有市民在马路上张网捕鱼……对于暴雨过后的座座“水城”现象，人们思考更多的是城市或城镇如何才能走出灾害的困扰。2013年中国科协提出专家的《中小城镇气象致灾问题亟待关注》的调研报告，其揭示的问题对中国热议的城镇化安全建设极有警示作用：1)中小城镇正是我国防范气象灾害的薄弱区，如2012年8月4日-6日，湖北十堰、襄阳等地出现暴雨及大暴雨，山洪及山体滑坡3天内致18人死亡，失踪6人，快速城镇化改变了地面的自然状态，产生了局地大气环流对自净能力不利，从而加剧了气象灾害的后果；2)预防预警机制不健全且缺乏真正的防灾常态建设成为致灾要素。这里包括：建设规划粗糙、布局欠合理给城镇安全留下隐患；中小城镇气象预警能力低，难以及时发布有效预报，如2012年5月10日，甘肃岷县风雹灾害致45人死亡，14人失踪；3)汛期还未结束，大雨仍在滂沱。灾中有思不可止于思，灾后更该有所行，如果说大雨冲刷出快速反应机制，那我想说任何机构及个人不要做被动的“马后炮”。具体讲，要加强水灾害的基础性研究并保证研究的连续性；灾害研究不仅要交叉跨域，更要有前瞻性，这就是要提升暴雨及地质灾害预报的准确率，同时必须要求有发展城镇化目标的地区对城镇安全规划实现“一票否决制”。

宜居是人们定居城市或城镇的追求，更是城市生态安全与文明建设的根本目标，宜居不仅代表一种生活方式，更应是新型城镇化应追求的可持续发展模式。2013年是美国2003年大断电10周年，2003年8月14日，美国至少东北部地区5 000万户居民经历了一次史无前例的大断电，波及美国8个州和加拿大安大略省大部地区，停电持续了2天。近期《科学美国人》杂志专访了知情的美国电气工程师，不仅回眸了10年前惨剧，还大胆假想如果黑暗再次来袭会怎样？尽管它是由于树木、风外力等外因诱发的整个输电系统的大事故，但本质上反映了城市化、城镇化在能源安全上的隐患，因为它是直接导致城镇化系统无能力应对突发事故的关键点。联想中国城市与城镇，近5年来一系列如同过电影般的巨灾给我们什么启示呢？就是综合应对能力太差！国庆黄金周前后，台风菲特登陆中国东南沿海，2010年世博会主办地上海瞬间变成“海上西湖”，公交车几乎成为水中“潜艇”，而宁波余姚市则全城淹没；此间北方大地雾霾数日不散，天津、北京陷入重度污染。若对城市的每个“器官”予以剖析，会感到它的表现如同一个筛子，虽在“智慧城市”的光环下，但仍漏洞百出，无比脆弱，没有了任何智慧。凡遇风、雨、雪、雾交通便崩溃；凡吹来台风城市就会沦陷。对此尴尬局面不少官员会说，这种事件“太诡异，是百年一遇”。“百年一遇”已成为应对并告知公众的“百搭词”，城市管理者也已习以为常将“大难化小灾”，将城市无能力应对之果归结为天灾，如城市某官员竟在突发事件公众责问中称“城市拥堵源于司机开车发微博发微信”、“城市雾霾，烹饪也是原因之一”等。要看到，无论是大城市还是小城镇都在上演“重地上，轻地下”“重建设，轻维护”“重数量，轻质量”“重单一，轻综合”的短视闹剧是造成城市、城镇应对事故灾难乏力的真正理由。中央2013年10月上旬刚发布的“应对重大突发事件不失声”的决定，它启示城市各级管理者要敢于发声、善于发声、掌握话语权、传播正能量。

金磊，北京市人民政府顾问，中国灾害防御协会副秘书长，北京减灾协会副会长，高级工程师(教授级)。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.01.013

2013-11-15；

2013-12-19