台风—内涝灾变机制下人居营建的适应性策略*——基于浙江滨海平原的研究

郭 睿 王 竹 裘 知 邬轶群 苗丽婷

0 引言

台风是最危险的水文气象灾害之一，对环太平洋沿海区域的人居环境构成了巨大威胁。在全球气候变化加剧的背景下，台风巨灾频繁发生，例如，1909号超强台风“利奇马”造成我国直接经济损失超500亿元，2106号台风“烟花”陆上滞留时间长达95小时，破历史记录，造成我国8省市共计482万人受灾①。

基于严峻的灾损攀升趋势，对台风本体的高度关注与防范模式值得反思，传统应对方法通常侧重刚性防御与灾后复原，在一定程度上缺少对人居环境和自然灾害相互关系的深入探讨，人居环境难以进一步适应台风带来的影响。因此，本研究试图系统剖析台风灾害在特定地区的发生发展过程，揭示台风影响人居环境的灾变机制，以提供精准的人居营建适应性逻辑。

1 研究背景

1.1 台风适应性营建的研究进展评述

根据台风等自然灾害的地理学特征，以及人类不当行为引发气候变化的反思，针对灾害适应性营建的相关研究始终围绕人地关系协同不足、人居环境品质退化的现实问题展开[1]。

1.1.1 理论应用

通过对前一时期自然灾害系统组成与风险复合内涵的认知深化，近年来，“演进韧性”成为最常用的理论工具之一，其适应性循环原理诠释了社会生态系统或生物体本身与自然环境之间的协同演进机制，揭示了人居环境与自然灾害长期共存的基本法则。然而，一部分以指标评估为方法的研究仅考虑了尽可能多的收集人地系统的组成去量化韧性或与之相关的脆弱性[2-5]，而忽略了台风影响人居环境的时序问题，且指标选取受制于研究者的学科背景、观察方式与数据的可获取性，一些有可能产生“蝴蝶效应”的重要因子可能被忽视。

另一部分研究则抓住了台风的极端降水重点特征，以水文模拟为核心，将风险简化为降水径流超过现有排水标准的淹没情景以制定新的低影响开发排水系统[6-10]，但已有研究指出迄今为止所开发的大多数策略仅对小规模洪峰有效[11]，水文模拟研究欠缺对排水系统以外人居环境其他方面脆弱性的改进思考。因此，这些研究方法仍在一定程度上缺乏对演进韧性适应性内涵的有效诠释。

1.1.2 实践操作

根据联合国减灾纲领的定位和要求，灾害适应性营建是一种人类主动调试人地关系的多层次操作手段，而非简单的空间环境塑造。它依赖于宏观尺度国家与区域统筹协调平台的搭建，综合考虑中观尺度地方性文脉的沿用与效益成本的平衡，最终落实在微观尺度空间环境的技术策略和设计方法之上。目前，发达国家对于宏观平台的建构已较为完善，例如美国《气候就绪河口》和日本《关东流域治水计划》等，形成了以地域性人地关系为核心的台风灾变机制剖析、预警系统健全、多元主体共建共治、人居空间脆弱性减少、人居空间品质提升的运维与营建体系。对比之下，我国尚在起步阶段，在已有的建设行动中，海绵城市总体上以改善日常水环境为目的，城镇内涝防治倾向于排涝工程设施的标准化更新，而新型地域性人地关系的构筑尚未成为行动内核[12]，原有体制如何重组、如何加强实施与管理还有待完善[13]。

1.2 问题提出

综上所述，开展针对台风的人居环境适应性营建研究，前提是厘清台风影响人居环境的灾变机制，目的则是构建新型地域性人地关系协同内核。然而，目前针对台风如何影响我国特定地区人居环境的灾变机制还有待挖掘，难以有效指导在地的适应性营建。因此，本研究以问题为导向，试图深入探讨台风灾害影响人居环境的灾变机制，以提高人居环境适应性营建的解释力度。

2 研究区概况与研究方法

2.1 浙江滨海平原地区概况

浙江省台风季长达半年，为每年的5—10月，是我国强台风与超强台风登陆概率较高的省份[18]。省域属于东南丘陵大地形区，地势自西南向东北倾斜，沿海地区受河流冲积、海水搬运淤积与人工围垦的综合作用，形成了多个中小型堆积平原，自北向南包括杭嘉湖平原东部、宁绍平原、温黄平原、温瑞平原、鳌江平原等（图1），汇聚了浙江省人口承载力、社会生产力、资源可支配力最强的城镇片区，是自古以来受台风影响最为严重的典型地区。

图1 浙江滨海平原的区位与地貌特征Fig.1 locations and geomorphic features of Zhejiang coastal plain

2.2 研究方法：基于适应性原理的参与式脆弱性评估

2.2.1 适应性原理及其“扰沌”结构

社会生态系统的适应并非是一种简单的、线性的过程，而是存在一种动态的、多层次嵌套的“扰沌（Panarchy）”结构。“扰沌”由多个适应性循环层次组成，不同层次的循环之间由“反抗（revolt）”和“记忆（remember）”所联结[19]（图2）。“反抗”是低层次对高层次的破坏，促使僵硬的高层次进入释放阶段，例如，低影响开发措施就是一种城镇营建技术对城镇整体人居环境现状的“反抗”，它彻底否定了城镇发展的“不透水”理念，促使城镇人居环境的建设制度产生了根本性的变革。另一方面，“记忆”是高层次对低层次的保护，协助低层次快速重构，例如，地方长期以来应对自然灾害的积累经验会帮助城镇快速响应与恢复，并用于创新与改善城市营建的方式之中。

图2 系统适应的多层次嵌套结构Fig.2 Panarchy structure for adaptation

“扰沌”结构揭示了社会生态系统演替的哲理，使自然灾害与城镇人居环境系统的适应关系脱离简单化而进入到更为深刻、更加宏观的理解之中。可以说，台风本身是处于高层次大气系统较为漫长的演化周期之中的，气候变化促使其演替速度加快、结构功能改变，致使低层次城镇人居环境系统中受灾的重现期不断缩短、灾情不断变化。因此，城镇人居环境系统不仅要吸取过去经验保证灾后顺利恢复（维持自身循环），还需要寻求缓解气候变化或与之相协调的途径（协同气候变化大循环），更需要在城镇营建技术方式与城镇应急响应机制上有所创新（增加小微循环）。

2.2.2 参与式脆弱性评估

参与式脆弱性评估是一种自下而上应用适应性原理的分析方法，相比气候变化影响评估、决策或措施评估、脆弱性指标法等数理分析方法，其目的不是为了给韧性打分或衡量相对的脆弱性，也不是为了量化气候变化所带来的影响或评价所模拟的适应性策略的效果。相反，它的重点是记录被影响系统在受到影响系统影响时通过变化和决策以促进适应或增强适应性能力的方法，以及这些方法所暴露出的不足与改进方向。它倾向不设定暴露度、敏感性或适应性能力的代表变量，而是强调从地方经验中确定这些变量，这些变量由地方主体的经验和知识所提供，通常对地方而言十分重要[20]。因此，参与式脆弱性评估提供了植根于地方的研究思路，从而以动态的视角客观审视地区人居环境在遭受灾害扰动时的既有适应能力与待改进的脆弱性痛点。

3 “台风—内涝”的灾变机制解析

3.1 台风灾害对人居环境的扰动模式

3.1.1 多元化的极端降水演变形态

台风作为极其复杂且庞大的气象系统，其极端降水是主要灾害之首，全球范围内的强降水记录几乎均由以台风为代表的热带气旋所创造[21]。近年来，相关权威研究已表明台风中心的降水量将随着全球变暖而攀升[22]，我国东南沿海关键经济区将面临更加极端的台风强降水[23]。因此，考虑到台风降水的极端性趋势，选取具有典型结构，正面登陆，并在浙江引发极端降水特别重大危害（超过特大暴雨标准，即24 h内降水量远大于250 mm的降水过程，省市发布防台一级响应）的台风0608号、0713号、0716号、1323号、1909号、2106号为样本进行对比研究[24-26]（表1、图3），发现基本存在三种极端降水形态。其一，0608号呈现尖锐的单峰形态，台风登陆后仅在1 h内发生了超过130 mm的极端降水；其二，0713号、1323号与1909号呈现明显的双峰形态，降水强度经过减弱后再度加强，该现象称之为“台风暴雨增幅”，是浙江省台风极端降水的主要形态，1973—2015 年间占比高达95.6%[27]；其三，0716号与2106号显现出的扁平形态，台风登陆前后雨强的变化相对缓和，但在累计总量方面极端。然而，面对台风极端降水的多元演变形态，传统应急预案多采取等同的应对模式，而非考虑时间段内极端降水的形态而灵活调控。

图3 浙江地区台风极端降水的演变形态Fig.3 evolution of typhoon extreme precipitation in Zhejiang

3.1.2 集中式的内涝空间地理分布

台风极端降水通常因地貌特征不同而产生灾害链末端的结构分异。在滨海平原地区，城镇内涝是台风极端降水的最终表现，其对人居环境的负面影响显著高于非台风内涝[28]。为进一步解析近期台风极端降水造成当前城镇内涝发灾场的分布特征，选取2018年以来五次登陆与影响浙江的台风1812号、1822号、1909号、2004号与2106号为样本，以我国海绵城市首批试点与典型建设城市嘉兴市为具体研究地区（表1），根据应急局所提供的统计数据分析其空间分布特征。五次台风中仅有2106号于嘉兴正面登陆，1822号造成的嘉兴内涝属于远距离暴雨增幅[29]，强调显示出台风及其极端降水是一种区域性灾害，任一影响我国的台风均有可能在更广的范围内引发城镇内涝。

表1 五次登陆与影响嘉兴台风的基本特点Tab.1 basic characteristics of five typhoons related to Jiaxing

如图4所示，蓝色表示内涝空间分布位置，紫色标准差椭圆代表其中63%内涝空间的整体分布方向，显示出内涝空间的集中分布形式。这种高度集中并不仅仅源于沿海一线是受灾最前线，而在纵观该地区的水利史之后发现，自明永乐年间（1403—1425年）泄水流向由南入海改为向北经黄浦归海后[30]，嘉兴东部由于排水不济而造成的台风内涝加剧，尽管当前扩大杭嘉湖南排工程中的南河头排水泵站已于2020年投于运营，但整体上不适宜的区域排水系统仍是造成中小范围集中式内涝分布的重要原因之一。

图4 嘉兴地区台风内涝空间的集中式分布Fig.4 the proportion of typhoon waterlogging causes in Jiaxing

3.2 人居环境遭受灾害扰动的脆弱性痛点

3.2.1 人地关系协同原型的治理滞后

进一步分析近五次台风在嘉兴地区所造成的内涝灾情，统计显示由于圩区缺失或退化是城镇内涝的主要原因（图5）。圩区是自古沿用至今的水利农田工程，是人居环境的计量单元，亦是人地关系协同的原型载体。它在浙江滨海平原地区总体呈现出外高内低，横塘纵浦（溇）的人工改造空间格局，从而有利于缓冲排水不济而造成的下游内涝，防御海洋灾害，调配水资源等。当前圩区的失效直接反映了浙江滨海平原地区人地关系的协同逐渐失去它的载体。

图5 嘉兴地区台风内涝原因占比Fig.5 the proportion of typhoon waterlogging causes in Jiaxing

除撤圩与圩区功能退化之外，浙江滨海平原地区严峻的地面沉降进一步加剧了积水、内涝发生在低洼人居环境中的概率。由于地下水丰富，过量开采造成了浙江滨海平原普遍的地面沉降，宁绍地区于2017 年检测到了累计大于500 mm的沉降区段；嘉兴地区则在2019年的报告中指出共计80.3%的陆域出现大于了100 mm的沉降，8.5%累计沉降量大于500 mm，其中沉降漏斗中心在平湖、主城区分别高达1 045 mm、874 mm；台州温黄平原存在四大沉降中心，最大累计沉降量大于700 mm至1 000 mm不等；温州地区最大沉降量接近400 mm等等①。因此，圩区治理应加快与高速城镇化发展的协同，营建圩区的新模式，加强排涝能够力，缓解外河漫溢，稳固圩堤，保证排涝设施的正常运维。

3.2.2 灾害管理模式的韧性不足——调研、访谈与文本分析

3.2.2.1 居住用地模式“重集聚、轻品质”

自2008年“两分两换”集中居住模式推广以来，浙江城乡共融取得了显著效果，然而，从既有经验与实践看来，存在以下几点问题。其一，多数乡镇的撤并重组方式以快速释放建设用地为导向，防灾减灾策略在新建区规划中缺少应得的重视，空间与土地的粗放利用没有本质改变。其二，由于水网作用下的破碎地貌，以及小农国基、乡村工业化等历史原因，仍存在大量散居地块，难以在短时间内寻求适宜的方法转向聚集模式。其三，政策限制旧居、危房不得拆平重建，只能加固修葺，难以保障不愿离开故土的农户安全性；保留点也存在宅基地不够的问题，造成置换困难，与空间集聚趋势产生矛盾。

3.2.2.2 海绵建设“破碎化、无效化、特区化”

海绵城市建设在浙江经过五年推进，在取得阶段性成果的同时依旧存在部分问题：其一，大部分本地设计单位仍不理解海绵城市的意义与运作方式。虽说单个工程项目均要申报海绵项目，但整体不系统，海绵破碎化，对于跳出红线放置于滨河绿地上的海绵设施亦没有详细规定；其二，海绵渗透系统受制于高地下水位，其他雨水径流控制策略主要围绕低重现期短历时降水事件展开，难以在极端事态中发挥作用；其三，目前只推广海绵人行道路，对海绵车行道路的建设仅采用普通C30混凝土制造海绵空隙，大型车辆过路时往往会挤压道路导致地下管网破裂，进一步加剧内涝风险；其四，大海绵计划的建设仅限于嘉兴、宁波等主城区，其他地区尚无完善的海绵建设体系。

3.2.2.3 避难空间体系冗余度不高

避难空间体系是城镇常态人居环境在受到自然灾害严重影响而瓦解时保持功能运转的替代方案，然而，针对台风—内涝的特性，目前的建设与管理规范与避险转移办法难以维护人居安全，主要体现在：其一，道路系统缺少明确的救灾、疏散、行泄功能区分，仅依赖主干道的应急能力；其二，室内避灾安置场所的覆盖率、选址与结构适宜性、设施配置率基本达标，但避险转移时间和启动时间并不明确；其三，室外避灾安置场所以低洼的公园绿地为主，缺少能够为行人临时防避内涝的高台场所等。

4 人居环境营建的适应性策略

基于系统的适应性循环原理，根据对自然灾害干扰模式和人居环境脆弱性痛点的解析，多元极端降水演变形态与单一应急响应方案的偏差，集中内涝空间分布背后的更广范围内人工排水系统的不适宜，圩区等人地关系协同原型的治理滞后与高速城镇化间的冲突，以及灾害管理模式的韧性不足等因素耦合形成了浙江滨海平原地区“台风—内涝”的灾变机制，自然层、城镇人居环境层与营建技术层之间的协同不足问题得到了精准剖析。因此，为进一步减少灾害风险、提高人居品质、科学调整多层次间的协同关系，拟提出以下人居营建的适应性策略。

4.1 动态调控避难空间“平—灾”转换体系，发挥应急预案多样化效能

相对于长远规划，避难空间与应急预案更容易及时更新并得到检验，避难空间体系的灵活运转是应急预案在多种雨型下发挥实效的载体。因此，在避难场所调配与建设方面，应提前24 h启用公建避难模式并安置尚在河道滩地、无标准堤塘、蓄滞洪区等高风险地区的居民，考虑性别、老幼与防护需求布置室内空间，并在遇到暴雨增幅或长历时雨型时，延长居民在避难所的时间；在公交、地铁站线周边、室外公共空间、农业生产空间中设计高地以供行人和农民选择。在路网、管道、河道、堤塘共同组成的排水系统调度方面，应综合考虑四者之间的水动力与空间关系，以便划定内涝高发区中救灾、疏散与行泄线路的明确分工，协助居民有效疏散、物资合理调配（图6）。

图6 既有避难空间资源的动态调控Fig.6 dynamic regulation of existing refuge space resources

4.2 优化小微流域结构，健全镇级脆弱性补偿机制

目前，单纯以城市中心为城防核心、行政边界等于管理边界的防洪排涝规划已经难以满足更广大人居环境的要求。部分小城镇洪峰出现时间短，或通常需要承担更多的上游来水，或有更多的感潮河段，或农田占比较高，从而暴露出不同的脆弱性。因此，在中长期规划中可以考虑以优化小微流域结构为基底，健全镇级脆弱性补偿机制，协调群体间的防洪排涝需求。例如，在短时应急阶段，联动流域内预警信息，提前部署相关救援；在日常准备与灾后恢复阶段，统一更新流域内水坝、河堤（塘）、海塘营建模式，优先考虑低洼人口密集区作为低影响开发设施或材料的试点区，使其占有更多的流域闸站选址偏重，并适当放宽危房重建政策，以及为现有规模较大、基础设施较好的保留点提供更多的置换宅基等（图7）。

图7 以小微流域为基底的乡镇群体适应性规划Fig.7 township group adaptive planning based on micro watersheds

4.3 营建传统圩区的“功能与时序”，提升镇级适灾的韧性

近年来，传统圩区整治已成为滨海平原地区的重要建设内容，闸、泵、堤的更新建设一直在推进，但农业型乡镇在反复发生的内涝险情面前依旧脆弱不堪，农民损失惨重。这意味着圩区的保护与发展已难以依赖“点、线”为主的传统方案，亟需在运维机制与技术策略上实现“功能与时序”的完善与调控，这对协同新型人地关系、保障粮食供应、突破韧性营建瓶颈具有重大意义。

可以适度打破建制界限，推进聚落之间小微田园综合体的营建，带动农民对灾害险情的自发监察与管理，以主体共建共治的方式弥补既有救援圈辐射面不足的问题。点、线要素的标准化更新需要考虑平灾转换，例如，圩堤堤身主体采用防渗透材料以防溃堤，护坡部分可在保证结构稳定的前提下选用多孔砌块、本地水生植物等柔性材料，根据空间性质改变营建形态，提升休闲景观功能[31-32]，泵闸站等水利设施可与产学研有机结合，以提高公共财政支出与资源共享的成本效益（图8）。

图8 传统圩区“功能与时序”的营建Fig.8 construction of “functions and sequence” in traditional polders

4.4 设置“控涝单元”，促进灾害管理的智慧运维

随着空间集聚深化，目前已有大批建成环境脱离传统圩区的保护，或者选址于本就缺少圩区的低洼地段，亟需建立新的“减灾—人居”单元概念以供灾害管理的有效下行。由于城镇化影响，多数人居环境所在地的汇流过程已发生根本上的改变[33]，难以继续按照自然水系划分子流域来进行水文灾害管理。然而，可在原有的村、社区划分基础上进一步深化防灾减灾的功能，形成“控涝单元”。借助当地居民对于本村、社区的熟知程度，确定历史易涝点的分布。一方面，这些历史易涝点将成为单元内的整治重点，部分空间宜改造为可淹没的公共开放空间，利用它们在灾时容纳过剩水体；另一方面，那些能够转化为避难与医疗场所的公共建筑，应成为远离这些易涝点的功能节点。此外，单元间边界处应设置明显易穿越的出入口通道，以便某一单元有可能发生大面积内涝时，居民能够提前转移，物资能够及时进入。总之，“控涝单元”的设立并非以刚性防御为目的，而是一种工程、生态、景观、生活四位一体的弹性概念（图9）。

图9 “控涝单元”的营建模式Fig.9 construction model of “waterlogging-control unit”

5 结语

台风系统的复杂性极高，致使人居环境很难不受它的影响，当前严峻的巨灾损失是两者越发趋于协同不足的直接表现。因此，从台风的极端干扰模式与人居环境所暴露出的脆弱性两方面探究其灾变机制，是未来人居环境防灾减灾的有效着力点。本研究探讨了台风灾害与滨海平原地区人居环境的相互关系，揭示了“台风—内涝”的主要灾变机制，进而提出了相应的人居营建适应性策略，以期为更广泛的台风影响地区的在地适应性研究提供理论思路与营建逻辑。

注释：

① 数据来源于《应急管理部发布2019年全国十大自然灾害》《应急管理部发布2021年全国十大自然灾害》。

② 数据来源于各地区《地面沉降分区评估报告》《2017年宁波市区地面沉降监测成果通报》《2019年嘉兴市地面沉降监测成果通报》《台州市地质灾害防治与地质环境保护“十三五”规划》《浙江省温州市地质灾害防治“十四五”规划》等。

图表来源：

图1：地理监测云平台.浙江省地貌数据服务[EB/OL].[2022-10-07].http://www.dsac.cn/DataProduct/Detail/20080027.

图2：Resilience Alliance.Panarchy [EB/OL].[2022-10-07].https://www.resalliance.org/index.php/panarchy.

图3：作者根据各地水利局依申请公开的降水数据与参考文献[24-26]所提供的降水数据整理绘制

图4-9：作者绘制

表1：作者根据浙江日报.2018年嘉兴气候有点“奇”！气象局总结了八大特点[EB/OL].(2019-01-23)[2022-10-07].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1623439249451736761&wfr=spider&for=pc.

浙江日报.2019年嘉兴九大天气“大事件”发布！听气象专家怎么说[EB/OL].(2020-01-22)[2022-10-07].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1656411168130462613&wfr=spider&for=pc.

嘉兴在线.因为“黑格比”，嘉兴破了这个历史纪录！[EB/OL].(2020-08-05)[2022-10-07].https://www.cnjxol.com/3056/202008/t20200805_651009.shtml.

钱江晚报.台风“烟花”带来强降雨，全省60个江河站出现超警水位[EB/OL].(2021-07-26)[2022-10-07].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1706333174860142002&wfr=spider&for=pc.整理绘制