城市通常是一个国家或地区的政治、经济及文化中心,城镇化在推动人类社会文明和进步的进程中发挥着越来越重要的作用。城市存在于自然环境之中,各类自然灾害的发生都对城市产生不同程度的影响和破坏作用。城市自然灾害种类很多,包括地震、水灾、旱灾、海啸、台风、海水入侵、海岸侵蚀等。
据联合国人居中心数据显示,2010年全球城市化水平达到55%,2025年将达到65%。在中国,城市化水平从1978年的17.92%增加到2008年的45.68%,我国城市总人口已经居世界第一位。据有关部门预测,到2020年,我国城市化水平将达到50%左右,这标志着我国城市化已进入快速发展时期。
现代城市空间结构特点显著,商业、工业区和居民区交织分布在城市内,园林绿化区等各种功能区穿插其中,复杂的交通系统、地下管线、能源基础设施和其他生命线工程共同构成了现代城市的立体运作系统。
随着城市化进程的加快,城市运转越来越依赖于诸如城市供水、供电、燃气、交通、排污等生命线工程设施,城市作为巨型承灾体,在面临地震、洪水、台风等自然灾害的威胁时,如何最大限度地减少城市居民的生命财产损失,是各个研究领域关注的重要课题。
1995年日本阪神地震,2008年中国南方大规模的冰雪灾害,2015年8月天津滨海新区发生特大火灾爆炸事故等都对城市防灾提出了更高的要求。同时城市安全的内涵也从防范自然灾害延伸到对突发自然灾害和其他人为灾害的防范等领域。现代城市具有以下4个特点:
(1)城市规模越来越大,人口集中化倾向显著。据联合国对全世界人口城市化的情况调查:50年前,只有不到30%的世界人口居住在城市中,而今天,约50%的人口居住在城市之中。不仅如此,现在世界人口较50年前有了很大的增长。人口向城市集中,导致了社会生产力和社会财富向城市这种有限地域的高度集中。
以日本东京为例,其作为日本的政治、经济与文化的中心城市,随着集中化的推进,国家政治机构、民间企业的总部、金融、情报机构等组织的中枢都在逐步集中,人口的集中也很显著,城市向郊外扩张,逐步发展为高密度都市,如图1.1所示。
图1.1 东京都城市的发展状况
人口及其社会活动的集中在产生巨大的经济与社会效益的同时,也给交通设施和公共基础设施带来了巨大的压力。
(2)建(构)筑物集中,各种建筑物形式复杂多样,异型建筑形式突出。现代都市建(构)筑物种类多,形式各异,而且相对集中。以立交桥为例,20世纪70年代城市立交桥并不多见,而且形式结构简单,而如今,结构复杂的城市立交桥已经很普遍。在一些城市,可以看到居民楼与天然气罐毗邻,这种做法在方便居民使用的同时,也给城市的安全埋下了隐患。(www.xing528.com)
城市地下构筑物更是形式多样,包括地下人行通道、地下管线和地铁等,其中地铁是现代城市重要构筑物,同时,相比其他城市地下构筑物,地铁工程具有不断复杂化、大型化和规模扩大化趋势。中国第一条地铁建于北京,于1971年运营,全长23.6km;而现今中国多座城市拥有地铁,比如,截至2015年年底上海市地铁运营里程达到588km,建成车站366座;截至2015年年底北京市地铁运营里程达到527km,建成车站318座。
因城市建设及各种大型国际性比赛的需要,各种异型建筑不断涌现,如中央电视台办公楼和鸟巢工程,这些新结构形式也对防灾提出了更高的要求。
(3)城市生命线等基础设施交错复杂,信息化程度不断提高,对生命线依赖程度愈来愈高。大规模的城市、高密度的人口给城市的生命线工程提出了更高的要求。地下密布的水电管网,良好的交通运输和通信网络等设施,为城市提供运转动力和发展活力。同时,这些复杂生命线基础设施关联性强,一旦一个系统出现问题,极易扩展到其他系统,进而使得这些城市生命线系统的脆弱性在新的灾害中表现得更加严重,如图1.2所示。
(4)城市以及周边区域国家重点工程集中,城市对重点工程依赖愈加明显。随着我国经济发展,国家投入了更多资金用于国家重点工程的建设,这些重点工程通常集中在城市及城市周边。南水北调工程、西气东输工程、三峡工程、青藏铁路工程等缩短了城市间的距离,如图1.3所示。
国家“十三五”规划明确提出:将城市综合减灾、尤其是防御巨灾对城市的侵袭作为规划重点,建立涵盖灾害风险评估、规划制度设计、重大隐患排除的对策方案。要从根本上解决城市总体防灾规划的协调制度,尤其要重视突发事件预防与应急准备、监测与预警、处置与救援为一体的应急产业发展策略的启动机制研究等。为应对巨灾,城市还必须具备灾害区划及“警戒线”的保障能力,具备最大限度减少人为灾害并提高对灾害扩大化的遏制。
因此重视城市基础设施、生命线工程和其他工程设施的全面发展与防抗避救能力的建设,研究城市灾害特点,对于积极预防城市灾害,使灾害损失减少到最低程度,以及建设韧性城市对于城市建设与经济发展具有十分重要的意义。
图1.2 电力设施的损坏影响通信设施的正常运转
图1.3 三峡工程和西气东输工程
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