北京建設(shè)韌性城市的目標(biāo)是抗“大震”

      “韌性城市”對公眾來說仍是一個陌生詞匯。這個最初從物理學(xué)演化而來的概念，自2012年引入我國以來，曾長期徘徊在學(xué)術(shù)界的案頭文書里和研討會席間。

      直到最近兩三年，這一概念才得到了廣泛關(guān)注。2017年6月，中國地震局提出實施的《國家地震科技創(chuàng)新工程》包含了四大計劃，“韌性城鄉(xiāng)”計劃就是其中之一。目前，黃石、德陽、海鹽、義烏、北京等城市正在進(jìn)行韌性城市建設(shè)。北京作為全國首個把這一任務(wù)納入城市總體規(guī)劃的城市，地震安全韌性城市已進(jìn)入實質(zhì)性建設(shè)階段，目標(biāo)是能夠抗御大震巨震的影響。

      究竟何為韌性城市？北京將如何建設(shè)韌性城市？近日，記者就這些問題專訪了北京市地震局總工程師、研究員邢成起。在他看來，韌性城市這一概念的提出，給城市應(yīng)對災(zāi)害的理念帶來了新的轉(zhuǎn)變，也是未來城市的發(fā)展方向。

      [關(guān)鍵詞]

      韌性城市

      一是發(fā)生災(zāi)害的時候，生命財產(chǎn)損失可控，也就是人員傷亡和財產(chǎn)損失小。

      二是城市的主要功能不中斷或者可以快速恢復(fù)。

      三是備災(zāi)救災(zāi)系統(tǒng)完善，而且能夠快速啟用，災(zāi)害不發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，也就是次生災(zāi)害少。

      四是災(zāi)后恢復(fù)的時間和程度能夠滿足社會的需求，也就是恢復(fù)快。

      這要求城市在結(jié)構(gòu)功能上要具有多樣性，就是有許多功能不同的組合，同時要有冗余性，就是有相同功能的可替換要素。

      韌性：防災(zāi)理念由“硬抗”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;以柔克剛”

      新京報：能否介紹一下，什么是韌性城市？

      邢成起：“韌性”和“韌性城市”是目前國際社會在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域使用頻率很高的兩個概念。韌性的概念實際上早就有，最初用來描述材料在外力作用下變形后的復(fù)原能力。上個世紀(jì)70年代初，這一概念被用于生態(tài)系統(tǒng)的研究中，后來逐漸擴展到了社會生態(tài)系統(tǒng)、工程系統(tǒng)等領(lǐng)域。本世紀(jì)初，韌性的理念被用于城市復(fù)雜系統(tǒng)，就產(chǎn)生了“韌性城市”的概念。

      韌性城市是指城市或城市系統(tǒng)能夠化解和抵御外界的沖擊，保持其主要特征和功能不受明顯影響的能力。也就是說，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生的時候，韌性城市能承受沖擊，快速應(yīng)對、恢復(fù)，保持城市功能正常運行，并通過適應(yīng)來更好地應(yīng)對未來的災(zāi)害風(fēng)險。目前，這一概念已經(jīng)得到國際社會的普遍認(rèn)可，也代表了未來城市的發(fā)展方向。

      大約在2012年，我國學(xué)術(shù)界開始關(guān)注韌性城市，最近兩三年這一概念得到廣泛關(guān)注并開始用于實踐。隨著研究工作不斷深入，韌性概念的含義也日益豐富，最新研究表明，韌性在整個防災(zāi)系統(tǒng)中處于最頂端的位置，代表最高級別的安全。

      新京報：韌性城市有何標(biāo)準(zhǔn)和特征？

      邢成起：韌性城市建設(shè)會根據(jù)城市的特點、防災(zāi)需求和災(zāi)害風(fēng)險的種類、大小，建立一套適合這個城市特點的韌性評價指標(biāo)體系。這個指標(biāo)體系通常是分層級、分領(lǐng)域建立的，一個城市可能會建立上百項甚至更多的指標(biāo)，并采取定性和定量相結(jié)合的方法對韌性水平進(jìn)行評價。

      從宏觀上看，韌性城市應(yīng)該具有以下幾個主要特征：一是發(fā)生災(zāi)害的時候，生命財產(chǎn)損失可控，也就是人員傷亡和財產(chǎn)損失??；二是城市的主要功能不中斷或者可以快速恢復(fù)；三是備災(zāi)救災(zāi)系統(tǒng)完善，而且能夠快速啟用，災(zāi)害不發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，也就是次生災(zāi)害少；四是災(zāi)后恢復(fù)的時間和程度能夠滿足社會的需求，也就是恢復(fù)快。這就要求城市在結(jié)構(gòu)功能上要具有多樣性，就是有許多功能不同的組合，同時要有冗余性，就是有相同功能的可替換要素。比方說公共交通這方面，既有鐵路也有公路、航空等方式，一旦發(fā)生災(zāi)害，如果鐵路中斷可以走公路、走航空等。

      此外，還要有抵御沖擊的魯棒性、適應(yīng)性、恢復(fù)力，以及學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力，也就是要總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，以創(chuàng)新方式提高城市的防災(zāi)能力。

      新京報：韌性城市的概念，給防災(zāi)減災(zāi)工作帶來了什么影響？

      邢成起：這個概念的提出，實際上給城市應(yīng)對災(zāi)害的理念帶來了新變化。原來我們應(yīng)對自然災(zāi)害是“硬抗”。比方說地震造成的生命財產(chǎn)損失，主要源自地震強烈震動導(dǎo)致的房屋倒塌，那么傳統(tǒng)的做法主要是靠加厚、加粗墻體、柱體或增加鋼筋的數(shù)量把房子蓋結(jié)實來抵抗這種沖擊。

      但事實證明，當(dāng)?shù)卣鸨容^大、超過當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防閾值的時候，房屋就扛不住了。所以“硬抗”的方法已經(jīng)很難應(yīng)對這種極端災(zāi)害，極有必要采取一種“以柔克剛”的做法，也就是應(yīng)用“韌性”的理念來做好建設(shè)工程的抗震設(shè)防工作，當(dāng)然也包括其他方面的災(zāi)害預(yù)防和應(yīng)對措施。

      北京韌性城市建設(shè)針對地震風(fēng)險

       新京報：北京為什么要建韌性城市，目前在該領(lǐng)域有什么不足？

       邢成起：北京是我國大陸東部歷史上自然災(zāi)害多發(fā)的地區(qū)，也是世界上少數(shù)幾個曾發(fā)生過7級以上大地震的特大城市之一。北京所處的構(gòu)造位置，決定了北京具有發(fā)生強烈地震的地質(zhì)條件。據(jù)統(tǒng)計，公元294年以來，北京曾發(fā)生5.0到5.9級地震四次，6.0到6.9級地震六次，8級地震一次。其中，1057年大興6.8級地震，造成25000人死亡，1679年三河-平谷8級地震傷亡人數(shù)達(dá)10萬人。地震是歷史上造成北京生命財產(chǎn)損失最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。

      另外，城市規(guī)模越大、人口越密集、功能越復(fù)雜，城市的脆弱性就越高，如果不提前降低脆弱性、做好風(fēng)險防范，一旦發(fā)生大的災(zāi)害后果就會很嚴(yán)重。尤其對北京這樣的超大城市來說，其災(zāi)害風(fēng)險更是不容忽視，建設(shè)韌性城市就是要更加有效地降低這種風(fēng)險。

      近幾年來，北京的防震減災(zāi)工作發(fā)展很快，城鄉(xiāng)的防震減災(zāi)綜合能力得到了大幅提升。但要抗御像1976年唐山7.8級、1679年三河-平谷8級那樣的大震巨震，北京的防震減災(zāi)工作還需要持續(xù)加強。

      再則，隨著社會和科技的進(jìn)步，人類在預(yù)防和應(yīng)對自然災(zāi)害方面的要求提高了，在重大災(zāi)害發(fā)生時，不僅要求人員傷亡、財產(chǎn)損失要少，而且還要保證城市重要功能不中斷，對此傳統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)思路和方法已難以為繼，而韌性城市理論為解決這樣的問題提供了新的研究思路和技術(shù)途徑。

      新京報：北京建設(shè)韌性城市的目標(biāo)是什么？

      邢成起：我們目前開展的韌性城市建設(shè)，是基于地震風(fēng)險的韌性城市建設(shè)，也就是地震安全韌性城市建設(shè)，防范的是重大地震災(zāi)害風(fēng)險，目標(biāo)是能夠抗御大震巨震的影響。據(jù)分析，北京未來最大的自然災(zāi)害風(fēng)險可能仍然還是地震。因此，應(yīng)對地震災(zāi)害風(fēng)險，北京的防御目標(biāo)不能低，必須能夠抵御極罕遇地震的沖擊。

      當(dāng)然，這是一個非常艱巨的、需要長期努力才能實現(xiàn)的奮斗目標(biāo)。事實上，目前快速發(fā)展的防震抗震新理念新技術(shù)，也為實現(xiàn)這樣的防御目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)、提供了可能性，關(guān)鍵還是要積極行動起來，不斷提高我們的城市韌性。

      新京報：具體會從哪些方面落實？

      邢成起：如何提升一個城市的韌性、從哪些方面提升城市韌性，需要綜合考慮所防范的災(zāi)害風(fēng)險種類、大小以及城市本身的特點等因素來確定。地震災(zāi)害除了本身的自然屬性，還具有工程屬性和社會屬性。

      我們在綜合分析這些因素和北京城市特點以及國內(nèi)外防震抗震經(jīng)驗與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，確定了北京地震安全韌性特征構(gòu)成要素，包括地震環(huán)境與影響認(rèn)知、工程韌性、社會韌性和制度韌性四個方面要素，這四個方面要素的提升再加上評估地震韌性水平共計五大方面，就構(gòu)成了北京地震安全韌性城市建設(shè)的主要工作內(nèi)容，同時也是我們提升整個北京地震安全韌性水平的五個著力點。

      這五大方面的工作內(nèi)容非常豐富，涉及大震風(fēng)險源探測與評估、地震監(jiān)測預(yù)測預(yù)警、地震動精細(xì)區(qū)劃、城市系統(tǒng)脆弱性分析、抗震隱患排查與加固改造、抗震新技術(shù)應(yīng)用、地震應(yīng)急準(zhǔn)備、地震地質(zhì)災(zāi)害評估、韌性評價指標(biāo)體系構(gòu)建以及公眾防震減災(zāi)意識與技能提升等等，涵蓋了整個防震減災(zāi)業(yè)務(wù)體系的內(nèi)容。它們相輔相成，缺一不可，需要協(xié)調(diào)統(tǒng)籌推進(jìn)。

      計劃在通州城市副中心開展試點

      新京報：北京的地震安全韌性城市建設(shè)，現(xiàn)在進(jìn)展到了什么程度？

      邢成起：北京是全國第一個把韌性城市建設(shè)任務(wù)納入城市總體規(guī)劃的城市，在推進(jìn)力度和實際進(jìn)展方面也比較大。北京的地震安全韌性城市建設(shè)探索研究始于2015年，目前已進(jìn)入實質(zhì)性建設(shè)階段。

      今年2月，為落實新一版北京城市總體規(guī)劃相關(guān)任務(wù)，加快提升城市地震安全韌性，北京市地震局制定了行動計劃和實施方案，并積極推進(jìn)各項工作的開展。

      在此之前，北京市地震局已經(jīng)針對韌性城市建設(shè)做了大量工作，包括：調(diào)研分析了推進(jìn)北京韌性城市建設(shè)的可行性、必要性和緊迫性，開展了超大城市防震減災(zāi)理念、特大城市地震安全重大關(guān)鍵問題、地震風(fēng)險下韌性城市建設(shè)若干問題等方面的研究，形成了一系列調(diào)研報告和研究成果等。目前，各項工作正在按計劃扎實推進(jìn)。

      新京報：下一步還打算怎么做？

      邢成起：最近，北京市地震局開始實施一些重點項目，如清華園社區(qū)地震安全韌性評估示范工程、大中城市地震災(zāi)害情景構(gòu)建重點專項等。還協(xié)調(diào)相關(guān)大學(xué)和研究單位，準(zhǔn)備編制和推動出臺城市韌性設(shè)計方面的導(dǎo)則和規(guī)范，如地震安全韌性設(shè)計導(dǎo)則、建筑工程抗震韌性設(shè)計規(guī)范等，以促進(jìn)城市工程韌性的快速提升。

      除清華園韌性評估示范項目外，我們還計劃在通州城市副中心開展韌性城市建設(shè)的試點，為逐步在全市層面開展地震安全韌性城市建設(shè)積累更多的經(jīng)驗。

      將通過新技術(shù)新方法等多種途徑提高工程抗震能力

      新京報：北京建設(shè)韌性城市有什么難點？還面臨哪些問題？

      邢成起：從組織管理的角度看，韌性城市建設(shè)是一項長期的任務(wù)，也是一項龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及城市建設(shè)管理的眾多領(lǐng)域，這就需要把韌性城市建設(shè)任務(wù)納入城市發(fā)展規(guī)劃綜合考量，否則很難推進(jìn)，這一點北京已經(jīng)做到了。當(dāng)然，具體的組織管理方面的任務(wù)很多，需要一步一步地扎實推進(jìn)。

      從技術(shù)角度來看，難點也比較多。比如在超大城市環(huán)境里如何更有效地開展活動斷層與強震風(fēng)險源探測，地震精細(xì)區(qū)劃怎么做更好，如何合理地構(gòu)建符合北京特點的韌性評價指標(biāo)體系，以及如何解決抗御大震巨震的問題等等。這些工作都有技術(shù)上的難點，但通過努力也是可以逐步解決的。

      從實施層面來說，任務(wù)很重，特別是老舊房屋的加固改造，基礎(chǔ)設(shè)施和生命線工程的抗震隱患排查和除險加固，還有新建、改建、擴建工程的新增風(fēng)險的控制問題，再就是高層、超高層建筑物地震時非結(jié)構(gòu)損壞風(fēng)險的防治問題?？傊?，所有這些任務(wù)加起來實際上相當(dāng)繁重。

      新京報：將如何解決那些難點問題？

      邢成起：通過大量調(diào)研，我們對許多問題已經(jīng)有了一些解決的思路或方案。比方說抗御大震巨震的問題，這個問題的核心在于，如何在北京一直執(zhí)行的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)上，也就是基本地震烈度為八度，相當(dāng)于6級地震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)上，去解決抗御7級乃至8級地震的問題。顯然，我們不可能把北京的八度基本烈度提高到九度、十度乃至更高，這在經(jīng)濟成本和抗震設(shè)計上都是不可取的，也是難以做到的。

      那么靠什么？除了靠嚴(yán)格執(zhí)行最新的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)即全國第五代地震區(qū)劃圖外，還必須靠地震精細(xì)區(qū)劃、抗震新技術(shù)新方法應(yīng)用等多種途徑來實現(xiàn)。地震精細(xì)區(qū)劃可以為工程建設(shè)提供比以往更精細(xì)、甚至個性化的抗震設(shè)防參數(shù)，同時還可以有效地避開活動斷層和不利抗震場地的影響，從而可以從基礎(chǔ)上最大限度地減少重大地震災(zāi)害風(fēng)險?？拐鹦录夹g(shù)新方法的應(yīng)用，如隔震技術(shù)，能夠使建設(shè)工程的抗震能力提高數(shù)倍，這就為在不提高抗震設(shè)防烈度的情況下實現(xiàn)抗御更高強度地震的沖擊提供了可能。當(dāng)然這只是大概的思路，里面具體的問題還很多，需要進(jìn)一步加強研究和實踐。

      我國已有7000多棟建筑物采用隔震技術(shù)

      新京報：目前國際上韌性城市建設(shè)情況如何？我國建設(shè)處于什么階段？

      邢成起：從國際上看，總體上發(fā)達(dá)國家由于經(jīng)濟實力強，同時也因近年來陸續(xù)遭到了重大的災(zāi)害沖擊，韌性城市的推進(jìn)相對較快。例如美國紐約制定實施了《一個更強大、更有韌性的紐約》建設(shè)計劃，防控的風(fēng)險主要是洪水和風(fēng)暴潮；英國倫敦制定實施了《管理風(fēng)險和提高韌性》計劃，防范的主要是洪水、高溫和干旱。日本則頒布了一項《國土強韌性政策大綱》，提出了推進(jìn)整個國家的一個韌性提升計劃，防控的目標(biāo)主要是地震和海嘯風(fēng)險。

      我國的韌性城市建設(shè)目前處于起步階段，但不論是理論研究還是實際推進(jìn)都比較快，近年來已有一些城市陸續(xù)提出開展韌性城市建設(shè)。2017年6月，中國地震局提出實施《國家地震科技創(chuàng)新工程》，包含四大計劃，“韌性城鄉(xiāng)”計劃是其中之一。這也是我國提出的第一個國家層面上的韌性城市建設(shè)計劃，相信我國的韌性城鄉(xiāng)建設(shè)步伐會進(jìn)一步加快。

      新京報：建設(shè)過程中具體可使用什么樣的技術(shù)？

      邢成起：比如建房子的時候，可采取新的或更加有效的抗震技術(shù)。像隔震技術(shù)，它是在地基與上部建筑結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層或隔震裝置，以阻止地震動傳遞到上部結(jié)構(gòu)，從而減輕上部建筑結(jié)構(gòu)的振動。據(jù)周福霖院士研究，隔震技術(shù)相較于傳統(tǒng)抗震技術(shù)，能將建筑物的抗震能力提高4到8倍。因此它在應(yīng)對罕遇、極罕遇地震作用方面潛力巨大。

      隔震技術(shù)這幾年發(fā)展較快，技術(shù)日趨成熟。目前我國大約有7000多棟建筑物和1300多座橋梁采用了隔震技術(shù)。北京在建的大興國際機場航站樓，在其地基與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置了1300多個隔震支座，建成后將是國內(nèi)最大的單體隔震建筑。四川蘆山縣人民醫(yī)院在2008年汶川地震恢復(fù)重建時，醫(yī)院門診樓也采用了隔震技術(shù)，結(jié)果在2013年蘆山7.0級時整棟建筑及其玻璃門窗和室內(nèi)設(shè)施均完好無損，成為我國首幢經(jīng)過大震考驗的隔震建筑，因其良好的抗震性能也被媒體稱為“樓堅強”。類似的情況，國際上也不乏其例。

      新京報：建設(shè)韌性城市對城市規(guī)劃發(fā)展、居民生活有何啟示？

      邢成起：隨著城市人口、功能和規(guī)模的不斷擴大，各種災(zāi)害風(fēng)險也在不斷增加。頻發(fā)的公共安全事件，如地震、洪澇、風(fēng)暴潮、危險品爆炸、環(huán)境污染、傳染病流行以及恐怖襲擊等等，給城市帶來了巨大的生命財產(chǎn)損失。建設(shè)韌性城市，可以有效地降低城市的脆弱性，提高城市的災(zāi)害抵抗力、適應(yīng)力與恢復(fù)力，確保城市安全和可持續(xù)發(fā)展，這就是韌性城市建設(shè)的意義所在。

      城市規(guī)劃發(fā)展，安全是第一位的。韌性城市建設(shè)，涉及城市的土地合理利用、工程建設(shè)和管理的方方面面，所以必須納入到城市的發(fā)展規(guī)劃，并嚴(yán)格落實，才能實現(xiàn)提高韌性的預(yù)期目標(biāo)。

      從社會公眾角度來說，作為城市居民，一方面應(yīng)該關(guān)注所在城市的安全問題，同時也應(yīng)積極參與到韌性城市的建設(shè)當(dāng)中，全社會共同努力形成合力，提高城市的防災(zāi)韌性，大家就會生活在一個更加安全的環(huán)境里。公眾參與的方式很多，比如參與社區(qū)開展的應(yīng)急演練和防震減災(zāi)知識宣傳活動，了解和掌握必備的防震減災(zāi)知識和自救互救、應(yīng)急避險的技能，自覺維護(hù)和保護(hù)好社區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)設(shè)施，當(dāng)然有條件的還可以加入地震應(yīng)急志愿者隊伍，從事更多的防震減災(zāi)活動。