海岸帶安全韌性空間設計策略研究

摘要：面對日益嚴峻的全球氣候變化影響，海岸帶地區作為自然災害影響最強烈的區域，對其安全韌性提出了更高要求，亟須改變傳統單一工程安全防御思維，增強海岸帶地區應對各種災害和風險的適應能力。文章通過梳理海岸帶地區構建安全韌性城區需要解決的風險挑戰，通過借鑒國外相似地區的濱海防災經驗，從“韌性底盤—防御體系—生命線系統”3個方面，提出適應我國海岸帶安全韌性空間設計的策略建議，以期為其他濱海地區開展安全韌性空間設計提供借鑒。

關鍵詞：海岸帶;安全韌性;適應性空間設計;防災減災

中圖分類號：P7 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2024）09-0048-11

0引言

海岸帶地區是海洋和陸地相互交錯的地帶，具有“海+陸”的特殊性和復雜性，擁有豐富的生物資源和自然資源，承載著大量的人口和經濟活動，是各沿海省（自治區、直轄市）經濟發展的重點地區[1-2]。在全球氣候變化、快速城市化的雙重影響下，海岸帶地區變得更加脆弱和敏感，海岸帶地區的災害承受能力也受到嚴重削弱[3]，成為災害易發頻發地帶，因此，提升其氣候變化的適應能力和安全韌性是促進海岸帶地區可持續安全韌性治理的重要手段[4]。

韌性（resilience）理論發展歷經“工程-生態-演進”3個階段，形成“從單一穩態向多元平衡再適應循環”的目標演進[5]。韌性最早被應用于生態系統受到擾動后恢復平衡穩定的能力[6]。后續基于適應性循環（adaptivecycle）理論，韌性成為研究社會-生態復雜系統的重要概念，可實現社會-生態耦合系統的動態分析以及預警點閾值的識別[7-8]。海岸帶地區作為復雜的社會-生態系統，在遭受災害時，抵抗-恢復-適應其負面影響的能力成為海岸帶安全韌性的核心[9]，在災害風險持續增加的背景下，單一工程安全防御思維已不足以應對災害的動態變化，因此海岸帶地區要通過構建安全韌性空間，增強海岸帶與災害共生的能力[10]，為其受到外界災害的破壞與沖擊時，提供抵抗、調整、控制及適應災害變化的物理空間[11]。

我國對海岸帶安全韌性十分重視，在2011年成立了國家海洋局海洋減災中心，負責預防和減少沿海和海洋災害風險[3]，在2020年自然資源部發布的《市級國土空間總體規劃編制指南（試行）》中，海岸帶安全韌性成為規劃設計的主要原則，明確提升海岸帶系統在各類擾動和沖擊下的預防、抵御、恢復與轉型的能力，“十四五”規劃提出提升海岸帶地區自然災害的防御水平[5]，在《國家適應氣候變化戰略2035》提出強化海岸帶災害觀測預警-風險綜合評估-提升綜合防災能力-加強陸海統籌生態系統保護修復的適應氣候變化路徑[5]。本文聚焦適應災害動態變化視角，通過梳理海岸帶安全韌性的研究概況與風險挑戰，借鑒國外相似地區的濱海防災減災經驗，探索構建適于我國國情的海岸帶綜合性防災策略，形成海岸帶安全韌性本土化實踐經驗。

1 海岸帶安全韌性的研究概況

海岸帶地區作為沿海防災減災的重點地帶，建設更具韌性和適應力的海岸帶是當前全球社會亟待解決的重要議題。近年來越來越多的學者基于海岸帶安全韌性展開相關理論研究和實踐探索。王江波等[3]、馬程偉等[5]、羅紫元等[12]學者通過借助HistCite和CiteSpace知識圖譜分析工具分析“韌性”“海岸帶韌性”“海岸帶災害治理”的研究進展發現，相關的規劃設計研究在近20年來呈指數式增長，但研究主題多來源于國外，國內相關研究尚處于萌芽階段，主要原因是風險管理意識與評估能力不足，對海岸帶安全韌性的理解和應用具有較強的局限性，缺少豐富的實踐案例支撐。

在理論研究層面，國際上關于韌性的基礎理論研究起步較早，包括地方抗災韌性理論模型[13]、自然災害韌彈性社會理論、城市韌性承洪理論等[14]。相關災害預測和評估體系的研究主要關注海岸帶脆弱性評估，包括“壓力-狀態-響應”模型、“源-途徑-受體-影響-響應”模型等[14]。近年來基于自然的解決方案（Nbs）中“識別問題-耦合系統要素-設計解決方案-適應性管理”的基本研究范式[11]是韌性防御策略制定較好的研究方法。國內結合在廣東、海南、福建等沿海地區的海岸帶綜合管理試點探索，搭建了自上而下的韌性規劃框架，指導海岸帶等生態敏感地區的理論研究，但側重于分類細化框架結構、指標體系等理論研究[12]，需要進一步加強災害模擬與預測、安全韌性防御措施的評價與反饋，構建本土化的海岸帶安全韌性理論體系[14]。

在實踐探索層面，1972年美國頒布《海岸帶管理法》后，國外開啟海岸帶管理、海岸帶災害治理、海岸帶安全韌性修復的實踐探索[15]。在20世紀初，印度洋海嘯、日本海嘯以及美國颶風災害等一系列全球影響的重大災害發生后，海岸帶安全韌性從理論研究轉向實踐探索[3]，實踐方向強調對災害類型和動態變化的適應性，涉及適應全球氣候變化的海岸帶安全韌性策略[16-17]以及強調海岸帶生物多樣性和綠色基礎設施平衡的自然恢復能力提升[18-19]等兩個方面。不少國家從早期通過修筑堤壩等“硬性”防御基礎設施，到著眼于紅樹林種植及灘涂營造、濕地恢復、人工魚礁等“軟性”防御設施，到現在強調“硬性+軟性”的綜合性防御策略，同時建立和完善了海岸帶災害監測、預警系統，形成了一套完整的海岸帶安全韌性空間建設措施[14]。國內沿海省（自治區、直轄市）通過學習國際經驗也在城市層面開展一些項目實踐，2010年前后主要以海堤等硬性工程防御性策略為主;2016年在三亞進行珊瑚礁修復建設軟性防御基礎設施;2020年在深圳楊梅坑探索海岸帶綜合性防御基礎設施建設[20]，但實踐多為城市生態敏感區海岸帶安全韌性探索，缺少在經濟發展程度高、人口集聚度高的城市核心發展區的相關實踐探索。

因此，本文從城市片區尺度，梳理海岸帶地區的災害風險、城市建設方式及城市生命線系統構建等挑戰，充分考慮海岸帶安全韌性基礎設施與城市風貌、產業發展、旅游休閑等需求有機結合，探索建設兼具生態價值、社會價值、安全價值等多重價值的綜合性海岸帶安全韌性空間。

2 海岸帶安全韌性空間設計面臨的風險挑戰

海岸帶地區包括海水運動影響的潮上帶陸域空間，以及對潮下帶岸坡剖面沖淤變化所影響的范圍，一般具體范圍為由海岸線向陸方向延伸10km 左右，向海至水深10～15m 等深線處，有著特殊的地理位置和氣候條件[21]。李睿倩等[21]學者從不同學科視角，梳理了海岸帶安全韌性在災害學、地貌學、生態學、社會學、規劃學等方面的多維內涵，包括災害學視角下，海岸帶安全韌性是海岸帶系統適應海平面上升、突發事件及人類影響等擾動的同時維持系統功能的長期能力;從社會學角度體現在海岸帶地區預防、計劃、吸收、恢復和適應負面影響事件的能力;從規劃學視角，韌性是海岸帶地區規劃設計的主要原則等。筆者認為，從防災減災的適應性空間設計角度，構建安全韌性的海岸帶地區需要前瞻性解決“三大關鍵風險挑戰”。

2.1 氣候變化導致風、雨、潮等多重災害風險疊加

海岸帶地區是全球氣候系統影響最強烈的區域，易受風暴潮、海嘯、暴雨內澇、赤潮、海水酸化等自然災害的影響，且災害的產生頻次、影響范圍和破壞程度在逐年增加，易形成風、雨、潮“三碰頭”災害并發[22]，對海岸帶地區造成嚴重破壞。例如，2018年9月，深圳遭受強臺風“山竹”影響，沿海和高地最大陣風52.7m/s，近岸海域出現4～6m 狂浪、30～90cm 增水，全市平均累計降雨量187mm、最大累計雨量達338mm，深圳海岸帶地區的水系統面臨嚴峻的排澇行洪、納潮消波等挑戰。此外，氣候變化帶來的不僅是極端天氣的短期沖擊，還包括海平面上升等長期擾動，加劇洪水內澇、海岸侵蝕等災害風險，威脅城市重要基礎設施和居住商業空間，傳統硬性、單一工程安全防御思維局限在一種穩態的維持，并不能完全應對災害動態變化的安全韌性治理[23]。

2.2 常態城市建設方式不適應海岸帶安全韌性建設

海岸帶地區是經濟發展的“黃金地帶”，基礎設施建設和土地資源開發利用強度高，常規的景觀、建筑、地下空間等會受到土地沉降、海岸侵蝕、海水入侵、土地鹽漬化等災害影響，同時過度硬質化的建設方式，也會加劇城市內澇風險。例如，珠江三角洲地區是廣東省三大沖積平原之一，也是大灣區主要圍填海區域，軟土分布區與城鎮密集區重疊，在進行建筑、道路、地下空間開發時，容易形成嚴重的軟土地面沉降[11];此外，海岸帶地區徑流短，外海易受潮水頂托，加之城市不透水面積的增加，極易產生管道淹沒出流，導致災害并發。因此常規傳統的城市防御措施及開發建設方式不適應海岸帶安全韌性的建設。

2.3 城市生命線系統難以滿足全天候安全韌性要求

海岸帶地區位于城市末端，須與周邊交通、市政等基礎設施銜接，形成完整的城市生命線系統，但受水系分割、濱海地區地質不均勻沉降等影響，在復雜災況和極端天氣情況下，城市生命線系統易受到破壞，影響高效的疏散救援。同時，城市生命線系統的關聯性極強，交通和市政設施的局部受損可能產生連鎖放大反應，尤其電力、通信終端破壞會影響生產等經濟活動運行，造成間接經濟損失。例如，在“山竹”強臺風期間，深圳13萬余戶出現斷電;2018年9月4日，日本油輪“寶運丸”號在“飛燕”強臺風影響下，撞斷了日本大阪關西機場與陸地唯一的通道，導致機場約3000人滯留，均凸顯了城市生命線系統在應對極端災害時的脆弱性。

3 國外海岸帶安全韌性空間設計的實踐探索

現階段我國的海洋防災減災體系建設發展迅速，但與發達國家相比仍存在差距[24]。面對全球氣候變化影響，在國土空間規劃背景下，借鑒國外先進經驗對提高我國海岸帶安全韌性空間設計具有重要的現實意義。

3.1 國外防洪防潮系統設計

3.1.1 防洪防潮等級

荷蘭所制定的海平面上升參數根據所在地不同而不同[25]，在荷蘭北海南部，預計海平面上升0.2～0.8m，考慮的降雨量變化為典型年的25%和108%，并根據超出堤防應能安全承受的設計載荷條件的概率制定防洪防潮等級，也就是保護對象的重要程度不同，設防等級不同。例如，沿荷蘭海岸的南荷蘭人口稠密的堤防中的防洪安全標準為小于每年1/10000，其他潛在損失較小的地區的安全標準為小于每年1/1250至1/4000，默茲河沿岸小于每年1/250。但荷蘭政府于2017年已提出了新的安全標準，堤防的設計和安全評估將不再只考慮單一的失效機制，而會同時考慮多種失效機制共同發生時堤防的失效概率，最高防洪標準是堤防失效的概率提升至每年小于1/100000。此外荷蘭每5年檢查維護和更新一次標準來保證安全，標準也在不斷被提高。

菲律賓制定的海平面上升參數根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）全球氣候變化指南預測的2100年海平面上升0.53～0.98 m 基礎上，考慮降雨強度在未來會增加30%。在菲律賓防洪安全標準的設定中，極端涌浪和波浪在臺風工況下同時發生的相互關聯性強，因此護岸頂部和越浪設計考慮了千年一遇聯合概率的波浪工況和風暴潮水位。

新加坡國家氣候變化秘書處（NCCS）在2016年發布了《新加坡氣候行動計劃》，預計海平面在未來會上升0.25～0.76 m，降雨強度會增加25% ～50%。新加坡借鑒荷蘭圩田開發技術，通過堤壩圍繞保護低洼土地以避免受海水沖擊，陸域土地高程低于平均海平面約1.2m，隨著海平面上升和地面沉降的發生，這個數值會隨之增加，因此新加坡堤壩采用十萬年一遇的越浪防護等級，所有其他失效機制采用五萬年一遇的安全標準（表1）。

3.1.2 海堤防御設計

美國紐約曼哈頓主島構建了U 型保護系統，成為城市防洪系統的“緩沖區”，避免受到風暴潮和海平面上升的侵害，同時以景觀整合設計，有針對性地實現彈性的防洪設施與景觀基礎設施的融合，形成兼顧濱水親水空間的韌性海堤防御體系[26]。如濱水建設用地區域，根據防洪等級優化排水系統，在濱水建筑設置臺階型永久防洪墻，必要時設置可升降防洪墻應對極端天氣的發生（圖1），在通航型河道出海口設置可開合防洪水閘，在風暴潮期間關閉保障河道兩側安全（圖2）;外海直面災害的區域，在距離海岸300m 左右的區域建立1200m 的離岸鏈狀防波堤，減緩水流速度，降低海浪沖擊（圖3）;濱海沙灘區域，抬高公園場地至設計水位線以上，沿岸種植植被防風帶，并建立2級沙丘固沙并降低浪涌高度，減少風暴潮影響（圖4）。

3.2 國外雨洪韌性排水體系設計

國外雨洪韌性理念包括“水敏感性城市設計”“低影響開發”“可持續城市排水系統”“最佳管理實踐法”等[27]，在提升雨洪韌性方面積累了寶貴的經驗。

菲律賓帕賽和帕拉納奎填海開發項目提出“水敏感性城市設計”原則，在極端氣候下，形成“滯”“蓄”“排”的雨洪管理體系，在填海島嶼中心設計中央公園排水，公園將作為一種滯蓄（濕地）設施，延遲徑流（“滯”）、增加蓄水量（“蓄”），通過植被、砂質土壤過濾后，“排”向周邊大海（圖5）。

新加坡2006年啟動的“ABC水行動計劃”[28]，建立淺表流排水系統，致力恢復城市河流和濕地生態系統，利用自然生態保持水分、減少洪澇，形成從屋面路面雨水—邊溝排水—明溝輸水—生態水體的生態排水流程，實現雨水攔截功能的同時，收集雨水來供養植被（圖6）。

3.3 國外城市生命線系統設計

城市生命線系統的防災要強調規劃為先，與災害應急管理能力相結合，實現災前、災中、災后各個階段的整合，優化城市減災資源配置[29]。

紐約在2012年受到超強颶風桑迪襲擊，導致斷電、緊急通信荷載不足、地下空間洪澇情況嚴峻、地鐵全線癱瘓等問題。2013年，紐約制定了應對氣候變化的韌性城市計劃《更加強大、更富韌性的紐約》，提出了一個10年的韌性城市建設項目清單，包括增強市政、交通設施防洪能力，制定市政系統的長期彈性計劃，擴大分布式發電和微電網，制定地鐵等交通運輸系統在極端氣候后的恢復能力，以加強市政實施冗余度。

日本東京灣海岸帶地區以離島式填海為主，面臨太平洋臺風等極端氣候威脅。日本通過構建分級分類格網式的疏散道路體系，保障每個離島區有雙向及以上通道接入，提升應急疏散效率[24]。第一緊急疏散道路連接政府、重要港口和機場等重要設施，第二緊急疏散道路連接主要防災點、災害醫療點，形成高效防災生命線通道系統。

4 海岸帶安全韌性空間設計的啟示與策略建議

針對海岸帶地區構建安全韌性城區需要解決的風險挑戰，通過借鑒國外相似地區的濱海防災經驗，本文從“韌性底盤-防御體系-生命線系統”3個方面，提出適應我國海岸帶安全韌性空間設計的策略建議，以期為其他濱海地區開展安全韌性空間設計提供借鑒。

4.1 “龜背式整體設防”的韌性底盤

4.1.1 龜背式豎向基盤

海岸帶地區中，濱海一線高度城市化地區是最重要的保護空間，面對日益嚴峻的全球氣候變化影響，海堤設防標準也在逐年提升，海堤會越建越高，會極大地影響城市風貌和親水性。就排水而言，良好的地形地勢條件是降低城市漬水風險的最好保障，而不是完全依靠排水設施的建設。因此，為抵御超強臺風增水、風暴潮越浪、城市內澇等風險，需前置規劃城市豎向并加強控制，海岸帶地區可采用“中間高、四周低”的豎向建設方式，形成“龜背式”地形，讓雨水自然流淌，實現非常態高潮增水與極端降雨時高效排水防潮，突破僅依靠防浪墻、閘門、泵站等灰色基礎設施的傳統常態防御體系。

4.1.2 彈性可浸沒綠化空間

借鑒紐約曼哈頓主島U 型保護防洪緩沖區的設計理念，增加海岸帶綠地寬度，提升濱海公共空間品質的同時，預留足夠的彈性可浸沒空間，保障留足親水空間的同時靈活應對極端水浸災害，為未來可能需要建設的水務設施預留充足的空間。根據《城市綠地設計規范》（GB50420-2007），“城市綠地的水岸宜采用坡度為1∶2～1∶6的緩坡”，100～1000年一遇標準堤頂高度約為3.5～6.5m，可浸沒空間寬度按最緩坡度控制在20～40m，空間富余的區域可拓寬至50～100m（圖7）。

5 “外海防御+內河利用”的防御體系

5.1 無防浪墻的韌性海堤

結合海岸帶安全數模評估災害影響程度與海水潮汐影響，對濱水用地高程進行精細化、生態化設計，形成兼顧濱水親水空間與無防浪墻的韌性海堤防御體系。

首先根據海堤功能，從堤腳到堤頂劃分為生態修復區、景觀平臺區、越浪滯洪區三級臺地海堤空間。其中生態修復區根據多年平均高潮位水位線為邊界，鋪設碎浪的拋石和空間塊，同時可兼顧潮間帶生物復育;景觀平臺區以最高設防標準線為邊界，因為不經常被浸沒，可設置活動廣場等彈性空間;越浪滯洪區為堤后生態空間，滿足極端氣候越浪需求，并順接建設用地標高。

其次根據災害風險影響評價，匹配周邊用地功能，做到宜綠則綠、宜景則景。災害影響較小的區域，可設置有彈性滯納塘、可浸沒雨浪花園的生態型堤壩斷面;災害影響較大的區域，可設置滿足多樣活動的階梯錯臺型堤壩斷面。

5.2 “深層潮汐+淺層海綿”水系網絡

為應對局部極端強降水內澇風險，營造兼顧雨洪安全與親水體驗的水安全系統，結合外海聯通水系基礎上，在建設用地內增加淺層海綿水系，構筑兼顧場地豎向，調蓄平衡、蓄淡壓咸的水系網絡。

首先為增強深層外海聯通潮汐水系的行洪能力和水動力條件，設計根據水安全、水動力模型驗證，比選各工況下最利于潮流漲落、安全行洪、具有較好水交換率的河道形態[30]，拓寬部分河道上開口寬度，并確定排澇型、調蓄型、景觀型等河道類型，結合潮汐特征，輔以可彈性浸沒的架空層及分臺，形成兼具功能性、親水性的河道防御設施，營造水城體驗。

其次借鑒菲律賓雨洪管理和新加坡淺表流排水體系，根據地形劃定多條淺層集水海綿廊道，接入雨水口，減少深層排水管網布置，避免排海時遭遇風暴潮，浸沒出流造成的城市內澇，雨水將在藍綠排水基礎設施中輸送、過濾。同時淺層海綿水系可保證穩定水景，提高水面率，蓄淡壓咸，抵御海水入侵。

最后為營造“看海、臨河、戲水”的多元化親水場景，探索濱水空間的多元化開發利用方式，采用臨水街區、濱水建筑、雙首層等形式，釋放濱水空間土地價值（圖8）。

5.3 “分布式+雙通道”的生命線系統

5.3.1 分布式市政設施系統

生命線系統在重災情況下，受災都不是局部的，而是整個系統的破壞[29]。而且在多種生命線系統中，供電系統能在災后最短時間內修復，則對其他系統的救災是非常有利的，因此必須加強關鍵系統的防災減災能力。

首先構建分布式市政基礎設施網絡，將生命線系統實行分散化和獨立化，避免因大系統的破壞導致整個系統的癱瘓。同時可采取內、外系統成環的市政生命線結構，對外聯通通道，每類市政系統至少保障兩處接口，對內內部通道，各組團之間至少保障兩個市政接口，內外環狀通道通過管廊的建設形式落實提高通道安全性、高效性。

其次構建全天候安全服役的關鍵市政基礎設施網絡布局，針對重要保障對象，提高設施安全冗余度，保障關鍵市政設施的生命線系統不中斷，同時結合建筑屋頂配置應急備用設施，避免地面浸水影響。

5.3.2 雙通道道路交通系統

海岸帶地區疏散方向單一，災害發生時，與周邊地區聯系的交通壓力大，因此需要考慮“非常態應對”條件下的應急交通承載力評估，針對性提升應急救援疏散交通能力。

首先構建“主干+口袋”式通暢高效的應急救援疏散交通網絡。例如，結合災害影響，識別安全系數高的非跨水路徑作為疏散主通道，設置口袋式生命線連接主要疏散點與周邊區域，主干及口袋式疏散通道作為“高街”，高程均高于最高設防標準。

其次設置濱水“低街”，考慮與“高街”豎向標高相銜接，保障應急車輛可達，滿足高效實施救援需求（圖9）。

6 總結與展望

海岸帶地區的安全韌性空間設計是國土空間規劃的重要內容，面對日益嚴峻的全球氣候變化影響，海岸帶地區韌性空間設計也將成為規劃學科和城市管理者關注的要點。本文從海岸帶安全韌性底盤、防御體系和生命線系統構建角度，提出海岸帶安全韌性空間設計的需要前瞻性解決的三大關鍵風險挑戰，并結合國外相關實踐探索，提出構建具有龜背式豎向基盤和彈性可浸沒綠化空間的“龜背式整體設防”的韌性基盤，在防御體系方面針對防潮安全構建無防浪墻的韌性海堤、針對雨洪安全構建“深層潮汐+淺層海綿”水系網絡，在生命線系統方面強調市政設施的分布式以及道路交通的雙通道理念，形成海岸帶安全韌性空間建設的提升策略和創新技術。

但海岸帶安全韌性理論研究、規劃管理、實踐探索還需繼續深入推進。在理論研究上，海岸帶地區的防災減災、安全韌性構建涉及災害學、地貌學、生態學、社會學、規劃學等多學科交叉理念，需要培養具有綜合性、系統性思維的海岸帶安全韌性構建人才，力求更全面、系統、動態地研究海岸帶安全韌性[9];在規劃管理上，海岸帶安全韌性管理立法和編制應充分考慮到氣候變化等因素，加強海岸帶地區環境觀測與災害監測[3]，推動相關基礎數據的共享，提高海岸帶安全韌性管理的準確性;在實踐探索上，需要從不同尺度空間中探索海岸帶安全韌性防御提升策略[12]，從面向災害應急救援為主轉向適應性的災害源頭防御[11]，對海岸帶等重點區域提升防災安全韌性意義重大。

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