粤港澳大湾区城乡建设空间扩张与自然灾害相互影响

王江波, 刘威, 赵梦涵, 苟爱萍

(1.南京工业大学建筑学院, 南京 211816; 2.江苏省规划设计集团城市规划设计研究院, 南京 211816; 3.上海应用技术大学生态技术与工程学院, 上海 201418)

自改革开放以来,粤港澳大湾区内的经济、社会一直较为发达[1]。在城乡建设空间迅速扩大的过程中,大湾区自身的自然地理条件与社会经济条件使得人地灾矛盾不断加大;同时诸如丘陵坡地建设、耕地林地建设、围海造陆建设等开发方式给大湾区埋下了灾害隐患。因此,为提升区域韧性,亟须研究粤港澳大湾区城乡建设空间扩张与自然灾害的相互影响关系。

关于城乡建设空间扩张的研究可以分为3个类别。第一类为扩张规模与扩张速度研究。中国的此类研究颇为丰富。自改革开放之后,尤其是东部沿海地区,城乡建设空间急剧扩张[2]。1990年以来,中国的城市扩张速度加快[3-4]。城市用地大部分是由农业用地转化来的[5]。第二类是扩张类型研究。乡村建设空间扩张的相关研究,主要集中于原始聚落的形成及分裂[6-8];对于城乡建设空间整体类型的研究,集中于城市空间的扩张。城市空间的扩张类别有多种分类方法,如对单个城市的空间扩张类型进行了分类[9-10]。中国城市扩张有多种类型,主要有单中心蔓延式、线性蔓延式、蛙跳式扩张,部分城市扩张类型为一种或几种模式的混合[11]。第三类是扩张驱动机理研究。城乡建设空间的扩张实质上是城乡建设空间在内外动力作用下的空间拓展,主要表现为用地规模扩大,用地形态在既有形态上的变化[12]。经济社会发展和人口增长市城市用地变化的主要驱动因素[13]。超大城市扩张更多受第三产业驱动,特大城市扩张更多受第二产业驱动,常住人口对城市扩张的作用随城市规模升高而递减[14]。国家的一系列政策对城市扩张也有着一定的影响[15]。

对自然灾害的研究由来已久,涉及多个学科领域,研究内容主要集中于两个方面,一是致灾因子,二是承灾体[16]。对致灾因子的主要关注点是自然灾害的时空分布和发育规律,既有宏观以全国为研究范围,如研究中国地质灾害时空分布特征与形成条件[17];也有微观以一个城市作为研究范围,如分析舟曲县地质灾害特征。对承灾体的关注在于灾害损失方面,包括直接经济损失、死亡人数、受灾人口、倒塌房屋数等,更倾向于为灾害防范提供依据。如黄润秋[18]分析了“5·12”汶川大地震灾害的基本特征及带来的次生地质灾害,为灾后重建提出了建议。

目前,对于粤港澳大湾区城乡建设空间扩张与自然灾害的相互影响的系统性研究相对较少,缺乏归纳汇总。现采用定量与定性分析相结合的方式,通过研究其城乡建设空间扩张与灾害的时空特征,探究城市扩张与灾害是否具有关联性、在哪些区域与哪些灾害存在关联性、有哪些表现形式等问题。以期一方面完善城市防灾的理论框架,一方面又为粤港澳大湾区的科学发展提供一定的参考。

1 研究区域与数据处理

1.1 研究区域概况

研究范围为粤港澳大湾区。2019年中共中央、国务院印发《粤港澳大湾区发展规划纲要》中确定了粤港澳大湾区的范围,包括香港特别行政区、澳门特别行政区和广东省广州市、深圳市、珠海市、佛山市、惠州市、东莞市、中山市、江门市、肇庆市(以下简称珠三角九市),总面积5.6万km2,2020年末常住人口8 605.52万人的区域。这一区域作为中国经济发展的桥头堡,在改革开放以来人口和城市都迅速扩张,其自身复杂的水系条件和较为松软的地质对灾害的防治有着非常不利的影响。

1.2 数据来源

(1)粤港澳大湾区的行政区数据作为划分研究范围和分区域分析的依据,来源于中国科学院地理科学与资源研究所资源环境科学与数据中心。

(2)数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据用以获得高程和地形信息。采用NASA2020年的DEM数据,此数据是目前能公开获得的精度最高的DEM数据,精度为30 m。

(3)土地利用数据采用中国科学院地理科学与资源研究所资源环境科学与数据中心提供的1980年、1990年、2000年、2010年、2020年年中国土地利用现状遥感监测数据,精度为1 km。

(4)人口数据和国内生产总值(gross domestic product,GDP)数据是粤港澳大湾区城乡的基本数据。

(5)地质灾害点数据、1980—2015年降雨数据、地质岩性数据来源于中国科学院地理科学与资源研究所资源环境科学与数据中心。1995—2017年地震数据来源于广东省防灾减灾年鉴。岩溶区范围数据来源于粤港澳大湾区自然资源与环境图集。

1.3 研究方法

1.3.1 指标量化分析

采用了建设用地比重分析城乡建设空间某一年的静态特征,采用城市空间扩张强度指数用以分析城乡建设空间某一段时间的动态变化特征。

建设用地比重是指某年建设用地面积占总面积的百分比,用来协助分析空间扩张情况,以清楚解释扩张的现象及原因。其数学表达式为

(1)

式(1)中:PCL为建设用地比重;Abuilding为某一年的建设用地面积;Atotal为该年的城市总面积。

空间扩张强度指数是指某空间单元在研究时期内的扩张面积占其土地总面积的百分比,用以比较不同时期的城乡建设空间扩张的强弱和快慢[19-21]。城市空间扩张强度数学表达式为

(2)

式(2)中:UII为空间扩张强度;ΔA为所选两年间建设用地增长面积;TLA为所选区域的总面积;T为所选两年之间的年份间隔。

1.3.2 土地利用转移矩阵

土地利用转移矩阵可以用来定量分析所选两个时期的土地利用状态变化,表明土地利用状况互换的过程[22]。土地利用转移矩阵多采用二维矩阵的形式,数学表达式为

(3)

式(3)中:R为两个时期间不同土地利用类型的转换面积;m为研究初期的某种土地利用类型;n为研究末期的某种土地利用类型;Amn为研究初期第m种土地利用类型转移成研究末期第n类土地利用类型的面积。

1.3.3 自然灾害特征分析方法

为了统计分析灾害频率、直接经济损失、受灾人口基于ArcGIS平台,对灾害影响范围、灾害分布密度进行栅格叠加分析、点密度分析、线密度分析以及空间可视化分析。

2 粤港澳大湾区城乡建设空间扩张及自然灾害特征

2.1 城乡建设空间扩张特征分析

2.1.1 城乡建设空间的扩张规模与速度

从粤港澳大湾区的建设用地变化情况来看,城乡建设空间稳步扩张,主要集中在城镇空间,并具有时空分异特性。其城乡建设空间扩张现象明显,1980 年统计的城乡建设用地面积为2 985 km2,占比为5.41%,至2020年城乡建设用地面积为8 143 km2,占比为14.47%,在40年间建设用地面积共增长了5 158 km2,如图1所示。

图1 城乡建设用地占粤港澳大湾区总面积占比分析图Fig.1 Analysis of the proportion of urban and rural construction land in the total area of the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

将粤港澳大湾区城乡建设用地分为城镇建设用地、农村建设用地、其他建设用地进行统计。分类统计可以看出,城镇建设用地面积逐年增加,由1980年的926 km2扩张到2020年的4 580 km2。农村建设用地面积先增后减,1980年的1 736 km2先扩张至2000年的2 110 km2,然后逐年降低至2020年的1 495 km2。其他建设用地面积逐年增加由1980年323 km2扩张至2020年2 068 km2,如图2所示。

图2 粤港澳大湾区城乡建设用地分类统计图Fig.2 Classification statistics of urban and rural construction land in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

从粤港澳大湾区土地利用图进行分析可以发现自1980年之后城乡建设用地从零星分布渐渐连绵成片状,且主要集中在广州市、深圳市、珠海市、香港特别行政区、澳门特别行政区,如图3所示。

审图号:GS(2019)4342号图3 不同年份城乡建设用地变化图Fig.3 Changes in urban and rural construction land in different years

1980年粤港澳大湾区范围内的城乡建设用地较为集中的分布区域为广州西部,深圳市南部,香港特别行政区南部及澳门特别行政区。1980—1990年城乡建设用地增长主要是原有城市的内部填充和向外延伸,如深圳东西扩张,广州市东北侧,中山南侧,香港特别行政区西侧,澳门特别行政区南侧。1990—2000年城乡建设用地扩张明显,深圳北部、珠海市南侧紧邻湾区的部分和澳门特别行政区周边得到了极大的发展,但香港特别行政区、澳门特别行政区没有大面积的城乡建设用地增加。2000—2010年城乡建设用地大规模扩张,主要集中在东莞、珠海、深圳、惠州、广州、佛山等地区。

2.1.2 城乡建设空间的扩张方向

城乡建设空间向丘陵山地扩张、向海面扩张、沿河流扩张。

(1)向丘陵山地扩张。丘陵地带城乡建设用地面积从1980年的365.99 km2增加到2020年的981.59 km2,如图4(a)所示。山区建设主要发生在2000年之后,2000年山区建设面积为6.43 km2,2020年增加至37.31 km2,增加了30.88 km2。

审图号:GS(2019)4342号图4 城乡建设空间逐步向丘陵山地与向海面扩张图Fig.4 Urban and rural construction space gradually expands to hills and mountains and to the sea

(2)向海面扩张。1986—2016年大湾区内围填海面积近420 km2。其中,1986—1995年围填海面积约158.88 km2;1995—2005年围填海面积约189.67 km2; 2005—2016年围填海面积71.41 km2。1990—2000年,国际贸易促进了海洋运输业高速发展,围填海多用于港口建设及临港货场和加工业等,主要在深圳港蛇口、盐田、大铲等地。2002年后,在建设用地受控的背景下,围填海成为推进工业化、城镇化进程的首选途径,主要集中在伶仃洋沿岸及附近岛屿。2010年以来,围填海速度趋于缓和,但部分地区仍有不少围填海规划区,如图4(b)所示。

(3)沿河流扩张。惠州市城乡建设空间主要沿西枝江、东江扩张,两侧的河谷地带转化为城乡建设用地,主要集中于惠城区的陈江街道、龙丰街道、江南街道等街道。江门市城乡建设空间主要沿潭江、锦江扩张,主要集中在蓬江区、江海区,还有上游的恩城街道、三埠街道等地。肇庆市城乡建设空间主要沿西江扩张,集中在肇庆市的端州区和高要区,沿绥江也有部分县城分布,但城乡建设空间扩张极为有限。

2.1.3 城乡建设空间的扩张强度

采用凌赛广等[19]于2016年采用的扩张强度结果分析标准作为城乡建设空间扩张强度评价标准,划分为:高速扩张(UII>1.92)、快速扩张(1.05

总体来看,粤港澳大湾区在1980—2020年总共城乡建设空间扩张强度仅有0.23,属于缓慢扩张水平。城市层面的城市扩张强度从高到低为:东莞市、深圳市、中山市、澳门特别行政区属于中速扩张水平,佛山市、珠海市、广州市属于低速扩张水平,香港特别行政区、惠州市、江门市、肇庆市属于缓慢扩张水平。

东莞、中山、佛山、广州城乡建设空间扩张强度较为类似,如图5所示,其扩张强度均先逐渐升高再迅速下降。最高位处于第三时期,此时东莞呈现高速扩张水平,中山、佛山呈现快速扩张水平,广州呈现中速扩张水平。

图5 城乡建设空间扩张强度变化折线图Fig.5 A line chart of changes in the spatial expansion intensity of urban and rural construction

香港特别行政区的城乡建设空间扩张强度较低,一直处于低速和缓慢扩张水平,城市扩张强度排名第8。澳门特别行政区虽然面积较小,但城乡建设空间扩张强度较高。第一时期内城乡建设空间扩张水平为1.58,为快速扩张水平。二三时期为低速扩张水平,第四时期缓慢扩张,甚至基本不再扩张。

深圳和珠海,受特别行政区影响较大。40年内深圳的城乡建设空间扩张水平为中速扩张,而珠海属于低速扩张两者扩张强度曲线类似,都呈现先上升后下降的趋势,但珠海在第四时期,城乡建设空间扩张强度又开始升高,达到中速扩张水平。

惠州、江门、肇庆的城市扩张强度一直较低,在4个时期,城市扩张一直处于缓慢扩张水平,排名最后三位。

2.2 粤港澳大湾区自然灾害特征分析

2.2.1 暴雨洪涝灾害特征

广东省暴雨灾害频率越来越高,且降雨量集中在粤港澳大湾区东西侧及沿海区域。

广东省1998年暴雨洪涝灾害天数为13 d,2016年增加至59 d,同时暴雨洪涝灾害导致的损失也呈现逐渐增加的趋势。1998年暴雨洪涝灾害导致的直接损失为54.105亿元,2013年增加至189.639亿元。通过相关文献分析,广东年暴雨有2个明显的中心在阳江、海丰附近,暴雨雨量从沿海向内陆递减[23]。将粤港澳大湾区1980—2015共36年的降雨量数据进行叠加,靠近阳江和海丰的粤港澳大湾区东西两侧,为叠加降雨量最高的区域,如图6所示。

审图号:GS(2019)4342号图6 粤港澳大湾区1980—2015降雨量叠加分析Fig.6 Superposition analysis of rainfall in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area from 1980 to 2015

2.2.2 台风及热带气旋灾害特征

台风热带气旋灾害造成经济损失逐年加重,气旋路径变化无规律。

粤港澳大湾区台风多发,平均每年约受3个台风袭击。结合《广东省防灾减灾年鉴》对1998—2016年进行分析,可以发现广东省在这19年中,台风及热带气旋造成的直接经济损失显著上升,而受灾人次呈现下降趋势。

运用ArcGIS软件发现1980—2021年台风热带气旋路径的统计学规律:粤港澳大湾区范围内江门市西南侧台山市及相邻的阳江市阳东区及珠江口附近,包括广州市南沙区、东莞市虎门镇、长安镇南侧、深圳市宝安区的区域更易受到台风热带气旋影响,如图7所示。

2.2.3 地震灾害特征

粤港澳大湾区区域内断裂带较多但近期无断裂活动,地震频率低,强度也低。其断裂以继承性断裂为主,早中更新世断层共有20条,晚更新世断层5条,全新世断层1条。最新的断裂活动时间多在5万～6万年前,恩平-新丰断裂带近1万年来有活动迹象。

粤港澳大湾区内地壳相对稳定,历史上没有发生过6级以上的破坏性地震。历史记载震级ML≥3的地震215次,ML≥4.75的地震13次。地震分布特征如下: ①1970年前,地震震中主要集中在广州市、肇庆市、江门市;②1970年后,地震震中主要集中在江门市靠海一侧;③地震震中集中在断裂带两侧,条状分布。

2.2.4 地质灾害特征

地质灾害以小型灾害为主,频次逐年增加,损失逐年减少。

粤港澳大湾区地质构造复杂,存在大面积软土区、岩溶区[24]。主要地质灾害包括崩塌、滑坡、地面沉降、地面塌陷、地基下沉、地裂缝等[25]。粤港澳大湾区的地质灾害以自然灾害诱发为主。依据《广东省防灾减灾年鉴》,广东省地质灾害次数呈现逐年提高的趋势,2013年达到了1 502起。而地质灾害直接经济损失呈现逐年降低的趋势,由1998年的6.18亿元,降低至2016年的0.17亿元,反映了城乡建设空间发展过程中对地质灾害的治理也逐渐取得效果。

粤港澳大湾区地质灾害主要分布于深圳市、中山市、珠海市、广州市、肇庆市;其中,深圳市内东部山体附近有大量斜坡灾害,中山和珠海以滑坡为主,广州、肇庆以崩塌、塌陷为主,如图8所示。

审图号:GS(2019)4342号图8 粤港澳大湾区地质灾害点密度分析Fig.8 Analysis of the density of geological hazards in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

3 粤港澳大湾区城乡建设空间与自然灾害的相互影响

3.1 城乡建设空间扩张对灾害的影响

3.1.1 土地承载压力增加引起地面沉降

1)城乡建设空间扩张增加土地承载压力

粤港澳大湾区城乡建设用地面积不断扩大,粤港澳大湾区总体城乡建设用地占总面积比为14.71%,东莞、深圳、澳门特别行政区城乡建设用地占总面积比都超过了40%。城乡建设面积的扩张,同时也伴随着大量高强度的建设增加了土地压力。粤港澳大湾区40年来,城乡建设强度不断增大,1980—2020年城乡建设用地增长了5 158 km2,是原先的1.73倍,如图9、图10所示。同时城区建筑高度的提高、城乡建设空间的扩张、各类基础设施及各类建筑的建设,极大增大了土地上部荷载。在软土基上高层建设、建桥筑路、围海造陆等工程活动,土地上部荷载增加,有极大可能引发严重的软土地面沉降,特别是在软土较厚的地方进行建设,有可能使得建筑与地基下沉[26-28]。

审图号:GS(2019)4342号图9 粤港澳大湾区城乡建设空间扩张图Fig.9 Spatial expansion of urban and rural construction in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

图10 粤港澳大湾区城乡建设用地分类统计图Fig.10 Classification statistics of urban and rural construction land in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

2)自然地理条件与人类活动负荷作用引起地面沉降

地面沉降是复合因素作用下的结果,自然地理条件也是其内在因素。粤港澳大湾区软土区的存在是地面沉降的最主要自然条件,相关研究表明软土的分布于地面沉降具有较高的相关性[29]。将粤港澳大湾区历年城乡建设用地与软土区域叠加(图11)可以发现,粤港澳大湾区城乡建设中,软土区域是重要建设区域,城乡建设用地1980年在软土基上的面积为1 092.34 km2,占总建设用地面积的36.59%,到2020年增加至3 637.85 km2,占总建设用地面积的44.67%。建设在软土基上的建筑设施有较高的比例,面积也逐年扩大,增加了发生地面沉降灾害的可能性。

3.1.2 山区建设引起崩滑流灾害

城乡建设空间的快速扩张,使得丘陵山地区域的建设用地逐渐增多,居民多采用削坡建房的方式。由表1可知,低洼地城乡建设用地面积从1980年的239.49 km2增加到2020年的804.08 km2,丘陵地带城乡建设用地面积从1980年的365.99 km3增加到2020年的981.59 km2。山区建设主要发生在2000年之后,2000年山区建设面积为6.43 km2,2020年增加至37.31 km2。山地和丘陵的大规模建设给崩滑流灾害的发生带来了隐患。

山地丘陵地带削坡建房的方式,会产生土质松软的高切坡,暴雨之后坡体强度显著降低,便极易发生崩滑流(滑坡、崩塌和泥石流)灾害[30]。相关研究表明,随着削坡高度、削坡角度的增大,崩滑流灾害越发容易产生,大于25°的坡地即有比较大的滑坡风险,削坡高度 10 m 角度 45°时,每日200 mm的降水便有较大的可能引发地质灾害[31]。粤港澳大湾区城乡建设在40年间,逐步加重了对于丘陵及山地的建设,从《广东省防灾减灾年鉴》可以发现,削坡建房等导致的滑坡崩塌现象逐年增多,如图12所示。

审图号:GS(2019)4342号图12 粤港澳大湾区滑坡、崩塌、斜坡点位分布图(不含香港特别行政区和澳门特别行政区)Fig.12 Distribution of landslides, collapses and slopes in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (except Hong Kong Special Administrative Region and Macao Special Administrative Region)

3.1.3 下垫面改造加剧内涝

城乡建设空间扩张导致下垫面变化,一是耕地、林地等透水下垫面的减少,二是不透水下垫面的增加。这个变化影响了建设空间范围内的自然水循环,这一过程会加剧内涝的形成。

随着城市化进程的加快,原先的林地、耕地等自然生态环境转变为了城乡建设空间,不透水面积迅速增加,蓄、滞、渗水能力减弱,增大了城市的排涝压力[32]。根据LUCC数据分析,粤港澳大湾区范围内1980—2020年有5 158 km2的透水地面转化为了不透水地面。不透水地面增加使得雨水更难渗入地下,只能转化为地表径流,更易在地表低洼地带汇聚,更容易产生内涝。

以广州城区为例,1980年以来,随着不透水面积的增大,城区的径流系数从0.3～0.5 增大到了 0.6～0.9,内涝发生概率明显增加,如2017年5月7日、2016年1月6日广州市内都发生了大面积内涝。

3.1.4 岩溶塌陷区建设引起塌陷

粤港澳大湾区岩溶塌陷点中以土层塌陷为主,少有基岩塌陷。除珠海、中山、东莞、香港特别行政区、澳门特别行政区外,其余各市均有可溶岩分布,可溶岩总面积1 894 km2,其中广州可溶岩区面积最大,为648 km2。广州的岩溶塌陷地灾数量最多,而后依次为肇庆、佛山、江门、惠州、深圳,集中分布在人类活动较强烈的城市建设区及矿山开采区。

目前发现的自然塌陷零星分布在大湾区西部的怀集、高要,中部的增城及高明、明城等地,共9处,规模不大,占塌陷总数2.8%。人为活动引起的岩溶塌陷占塌陷总数97.2%,主要分布于肇庆市郊、高要、怀集、佛山高明、明城等地隐伏岩溶区,共311处,如图13所示。

粤港澳大湾区城乡建设中,岩溶塌陷区上建设用地面积逐年提高,从1980年的245.25 km2增加至2020年的527.86 km2,如表2所示。

表2 岩溶区上建设用地面积占建设用地面积比例统计表Table 2 Statistical table of the area of construction land and the proportion of construction land in the karst area

3.2 灾害对城乡建设空间扩张的影响

3.2.1 地质灾害对城乡建设空间扩张的影响

地质灾害可以直接影响城乡建设空间扩张,能够直接损坏城市内建筑和设施,威胁居民的财产与生存[33-34]。对粤港澳大湾区城乡建设空间扩张的影响因素主要为地质和地形,地面沉降、地裂缝、崩塌滑坡是其直接影响方式[35]。因此,在地质灾害影响下,城乡建设空间在地质灾害易发区域的扩张受到限制。据《广东省地质灾害防治三年行动方案(2020—2022年)》统计,粤港澳大湾区范围内的广东9市74个大型及以上灾害点中,6个采取避险搬迁的措施,57个采取工程治理的措施,11个采取专业监测的措施。

3.2.2 暴雨洪涝灾害对城乡建设空间扩张的影响

暴雨洪涝会导致城市内涝,引发滑坡泥石流等灾害。粤港澳大湾区范围内地势较低,降雨量大,受海洋影响大,暴雨洪涝灾害频发。暴雨洪涝灾害具有受灾人数多、影响面积广、发生频率高的特点。暴雨会导致山体滑坡,部分房屋、道路也存在被冲毁的可能,如广州“5·22”特大暴雨城市内涝导致汽车道路被淹。

暴雨会导致城市低洼地带被淹没。据统计,粤港澳大湾区高程小于0的区域为4 032.50 km2,占粤港澳大湾区的7.46%。主要分布在珠海、澳门特别行政区、中山、佛山南部、江门市东部、广州市南部、东莞市西部,如图14所示。因此,在城市低洼地带、山坡地带上的建设活动需要尽量避免,同时,对城市防洪排涝设施也应提出更高的要求。

审图号:GS(2019)4342号图14 粤港澳大湾区低洼地分布Fig.14 Distribution of low-lying land in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

3.2.3 台风及热带气旋灾害对城乡建设空间扩张的影响

粤港澳大湾区受热带气旋灾害影响严重,几乎每年都有热带气旋在附近登陆。这类灾害尤其对城市建成区影响较大,会导致城市内涝、房屋损毁、树木倾倒、海岸损坏、防波堤破坏等各种问题,造成巨额损失。

台风及热带气旋灾害对城乡建设空间扩张的主要影响在滨海区域,海拔较低区域。相关研究表明,台风灾害带来的风暴潮最高增水主要在2.0～3.0 m范围内,因此本文采用DEM数据,以2.0、3.0、4.0 m为界,划分粤港澳大湾区划分风暴潮风险区域,如图15所示。

1970—2018年间共计47个台风登陆粤港澳大湾区,其中增水幅度达到3.0 m以上的有2个;大于2.0 m小于3.0 m的有5个;大于1.0 m小于2.0 m的有29个;小于1.0 m的有11个[36]。因此高程低于2.0 m沿海区域的城市极易收到台风过程当中风暴潮的影响。

3.2.4 地震灾害对城乡建设空间扩张的影响

粤港澳大湾区范围内极少发生高烈度的地震灾害,但周边的华南沿海滨海断裂带上往往会发生重大地震对大湾区造成影响,如1918年南澳7.5级地震使得广州荔湾区136间房造成不同程度损坏。

地震灾害对粤港澳大湾区城乡建设空间扩张的影响因素主要为震源分布和断裂带分布,地震波、地裂缝、崩塌滑坡是直接影响方式。因此,在地震灾害影响下,城乡建设空间在断裂带周边、地质灾害易发区域的扩张应受到限制。

3.2.5 灾害易发区与城乡建设空间的对比

粤港澳大湾区台风热带气旋较高风险区包括江门市西南部、中山市北部、香港特别行政区、深圳市、广州市南部、东莞市、惠州市南部和肇庆市东部,包括了大量城乡建设用地,如图15所示。

暴雨洪涝灾害易发区采用降雨量较高值范围,包括粤港澳大湾区沿海的主要区域,以东侧南侧面积最广,包括江门市、珠海市、中山市、澳门特别行政区、东莞市、深圳市、香港特别行政区、惠州市。地质灾害易发区主要是深圳市龙岗龙华区、广州市黄埔区、天河区、白云区东侧,肇庆市广宁县,如图16所示。

审图号:GS(2019)4342号图16 城乡建设空间扩张与灾害易发区对比图Fig.16 Comparison of spatial expansion of urban and rural construction and disaster-prone areas

深圳市、肇庆市存在着两个灾害的易发区,但深圳市的城乡建设空间扩张强度在大湾区中属于第一梯队,肇庆市排名靠后。由此可见,深圳市面临多种灾害的危险性较高,且城乡建设空间的扩张强度较高,二者呈现出正相关关系。而肇庆市可能由于地理、经济等各种因素导致城乡建设空间扩张强度较低,但同样面临着多种灾害的威胁,因此二者关系呈现出负相关的特征。

4 结论与讨论

4.1 结论

(1)城乡建设空间扩张与自然灾害关系密切。在城乡建设空间的生长和发展过程中灾害不断伤害和破坏城乡建设空间。城乡建设空间与灾害之间并不是单纯的单向影响关系,影响往往是双向的。城乡建设空间扩张过程中改变自然环境条件,进而影响了灾害的发生。同时灾害易发生区进行的城乡建设容易被破坏,而工程性的防灾措施等也提高了建设的成本。

(2)城乡建设空间扩张对自然灾害不同区域影响不同。自然灾害对城乡建设空间扩张影响的大小,跟自然灾害本身的强度有关,还跟建设区是否位于高风险区密切相关。粤港澳大湾区城乡建设空间密集区往往与灾害易发区重合。沿海区域是粤港澳大湾区经济发展和城市建设的重要区域,有大量围海造陆区域和低海拔区域,但同时也是降雨量大,容易受到台风、风暴潮等自然灾害影响的区域。

(3)地质灾害、暴雨洪涝灾害对城乡建设空间扩张影响程度大。地质灾害、暴雨洪涝灾害影响城乡建设空间扩张程度大,台风、热带气旋、地震灾害等往往也是通过次生的地质灾害、暴雨洪涝灾害对城市造成影响。粤港澳大湾区城乡建设空间扩张在软土地基区域,岩溶塌陷区域,同时由于地形地貌的限制,城乡建设空间逐步向山体发展,削坡建房等建设行为,也加剧了地质灾害的发生。粤港澳大湾区地质灾害发生次数历年提高,与粤港澳大湾区城市建设情况息息相关。

(4)城乡建设空间扩张加剧了灾害发生的可能性和危险性。在城乡建设空间扩张过程中,土地负载引起地面沉降,山区建设引起滑坡崩塌斜坡灾害,下垫面改造使渗水受阻加剧了城市内涝。同时软土基区域、可溶岩区域、地下水开采区、山区坡地、低洼地等并不适宜建设的区域,在城市扩张过程中由于适宜建设的土地有限而进行了大量建设,灾害发生的可能性和危险性得到提高。

(5)自然灾害下城乡建设空间扩张的建议。在二维平面上的城市新建项目应尽量避开风险区,地质灾害易发区为丘陵山区和岩溶区域及平原软土区。崩塌、滑坡、泥石流主要分布在丘陵山区,地面塌陷高易发区主要分布在岩溶区域,地面沉降地质灾害高易发区主要分布在软土区域;地震灾害需尽量避免在断裂带周边进行建设。

在三维尺度上,灾害较高风险区应限制开发强度,避免机场、港口等重要设施建设,避免高层和超高层建设。同时在用地类型选择上,在台风及热带气旋灾害较高风险区应尽量避免布局商务商业类型用地。

4.2 讨论

目前,仍然缺乏以粤港澳大湾区为范围的、标准统一的统计数据。未来,随着相关基础资料的完善,相关的结论能够进行更好的论证。城乡建设空间扩张与自然灾害作为两大领域,后续将继续深入研究其相互作用的背后驱动因素等问题。