如何通过城市土地利用规划管理雨洪灾害*
——回顾与展望

颜文涛 黄 欣

0 引 言

人类长期的大规模土地利用与建设活动以及全球变暖，不仅导致了建成区的雨岛效应[1]，也对集水区内的自然水文过程产生了深刻影响[2]。传统结构性减灾体系带给居民的是虚假的永久安全感和高昂的建设成本，其结果是将灾害风险均摊至无保护措施的区域，而土地利用规划是洪涝灾害管理体系中重要的非结构性减灾方法之一，它建立在更现实的多重平衡模式之上，对变化中的持续性有更为现实的关注[3]。对城市土地利用与雨洪过程之间关系的认知和理解促进了城市与雨洪协同共生[4]，这是适应气候变化、解决城市雨洪问题的关键。面对许多城市逢雨必涝的问题，土地利用规划理论强调逐渐提升城市雨洪承灾能力，基于“生态韧性”的概念，从生态智慧的角度诠释应对自然灾害、保障生态安全的韧性城市系统构建，以“为善”“知行合一”“以道驭术”等思想，以及包含伦理与美学的生态智慧引导规划实践[5-6]，基于自然洪泛区的功能单元建立城市承洪韧性，以提升城市对洪水的适应性，替代传统的防洪工程[7]。同时，土地利用规划愈发重视水的社会功能，包括水的防御功能、航运功能、农业效益、生态功能以及美学性能[8]，理想的状态是在城市用地空间中“拥抱”洪水，而不是将其迅速排走或堵在城外以转移洪水风险[9]。在整个城市发展领域内，将水作为一种战略资产（包括自然水体和雨洪），在应对水资源短缺问题的同时，利用水体创造土地的价值，将水作为提升居住和工作环境吸引力的一部分[10]。

雨洪承灾能力是指在暴雨等极端气候的作用方式下，承灾体（包括人类本身和社会发展的各个方面）所表现出的耐受力。基于城市用地空间在雨洪周期内的脆弱性分析，针对城市各空间和设施系统可能存在的风险，研究土地利用规划的应对能力和优化措施。从功能上划分，城市土地利用的雨洪承灾能力包括防灾能力、抗灾能力、救灾能力和适应能力。防灾能力是指城市在雨洪引发灾害之前所做出的准备与准备的充分性；抗灾能力是指雨洪引发灾害的瞬间，承灾体在灾害破坏情况下保持原状或接近原状的能力[11]；救灾能力主要表现在灾害的应急处理方面，主要取决于社会系统应对灾害的组织判断力和行动力[12]，以及城市用地空间与设施系统对决策的支撑力；适应能力是由传统承灾能力概念延伸而来，是指将恢复原状的能力提升为承灾体关键要素的快速重组并能应对固有变化达到另一种平衡状态的能力[13]。通过梳理近年来国内外采用土地利用规划调控提升城市雨洪承灾能力的研究进展，针对研究中存在的主要问题，提出研究发展趋势，旨在为应对雨洪灾害的土地利用规划有所启示。

1 土地利用与雨洪灾害的相互作用机制

对雨洪空间驱动因素的认知与对雨洪空间特性的识别能帮助规划主体和决策主体理解土地利用规划应对灾害的作用机制，它是通过土地利用规划提升城市雨洪承灾能力的基础和依据。

1.1 土地利用的雨洪承灾能力分类

由于环境背景差异与土地利用的复杂性，已有的研究多从某一类用地设施的角度研究雨洪承灾能力，主要包括以下五类用地。一、基础设施用地中的排水系统是雨洪承灾的关键环节，排水系统的承灾能力并非体现为排水管网的容量与年限，而是体现在雨洪到来时能否迅速削减雨洪峰值、减少雨水径流量、控制雨水径流污染与合流制管网溢流污染等，如排水设施是否存在过多的大型溢流点、其积水深度和淹没时间[14]；对于其他基础设施用地而言，雨洪会增加工程系统的内陆设备以及管网系统的物理性损毁风险[15]，工程系统承灾能力体现为工程系统设施的选址与设计免于受到物理性损毁的能力（防灾能力），灾害发生后可启动的备用系统的能力（救灾能力），如区域能源设施网络布局与区域应急水源等；更重要的是灾后工程系统的调整与优化（适应能力），如水资源回收与再利用系统、节能建筑、低碳交通等系统的构建与完善[16]。二、公共服务设施用地的承灾能力主要强调服务设施在雨洪期间可正常运行且兼具防灾避险功能，最好具备雨洪调节功能，因此公共服务设施的承灾能力体现为安全的选址、可达性与空间功能性等[17]。三、城市交通系统的承灾能力主要涉及道路竖向设计是否最大程度地避免过多低洼路段、透水路面的应用，交通附属设施（信号设施、路标设施、照明设施等）的安排是否较为完善地考虑防水避洪，地下通道和轨道交通的设计是否避开易淹区域并采取了完善的防洪措施，以及防灾避险通道是否完善等。四、住宅用地的雨洪承灾能力主要包括人身与财产安全、出行无阻以及最小化的生活影响，在土地利用方面表现为建筑空间布局、出入口位置及交通组织、社区内防洪排涝、防灾避险设施以及生活常用设施的安排等[18]。五、城市绿地系统的承灾能力包括绿地空间的储水能力、绿地系统的耐水性能以及绿地减灾避险功能[19]等（表1）。

1.2 土地利用对雨洪形成过程的作用

城市用地空间特征中，地形地貌过程、用地空间形态与基础设施布局、景观与绿化环境等促进城市水环境变化并影响了城市雨洪的形成过程，主要包括改变城市微气候循环、改变水体结构、增加暴雨径流等水环境演变过程[20]，产生雨岛效应、径流峰值效应、水系结构片段化效应等[21-22]，其中导致城市水环境演变过程的城市空间驱动因素包括城市资源环境条件、科技进步、要素集聚与扩散、产业结构升级、土地政策以及规划引导等[2]。反映在城市用地性质上，住宅用地和绿地对雨洪的影响较为突出，住宅用地占比的增加会加重区域雨洪内涝的程度，而绿地占比的增加则起着重要的雨洪削减作用[23]。地形地貌过程对雨洪过程有不同程度的影响，如滑坡或土地侵蚀等自然现象可显著影响相邻水道，增加排水系统沉积物负荷，降低其输送能力，从而增加雨洪的可能性[24]。用地空间形态与基础设施布局对雨洪的影响包括场地设计、建筑布局、排水系统与交通组织等，以上因素决定用地内及片区间的径流方式与径流峰值，对用地排水组织系统也有影响[25]。景观与环境绿化对雨洪通常起到调节与缓解作用，包括景观水体的蓄滞能力、绿化植被对径流的削减、渗透、吸收、净化以及传输作用等。以上作用方式与强度通常因尺度而异，因为土地利用对降雨的水文响应强烈依赖于下垫面的局部特性，如蓄水能力和渗透率，通常在越大的尺度上越容易长期滞后，这导致了许多难以分辨的叠加因素，如某些用地变化对泥沙负荷与径流峰值的削减作用在社区尺度有效，但在城市尺度上，泥沙和径流负荷的大量增加，有效的雨洪调节设施网络（包括绿色基础设施与灰色基础设施）在城市尺度上通常十分零散与破碎，加之社会经济等叠加因素，上述作用可能会明显减弱[26]。

表1 土地利用的雨洪承灾能力分类Tab.1 classi fi cation of disaster-carrying capacity against storm water of each land use

1.3 土地利用规划对提升雨洪承灾能力的作用

对于雨洪管理而言，土地利用规划在提升雨洪承灾能力中发挥着重要作用。其一，土地利用规划影响径流峰值效应与污染效应[27]。作为一种非结构性措施，土地利用规划可以减少径流生成、改善径流污染，促进雨水渗透、过滤与存储（如渗透沟与渗透性路面），改善生态环境和景观质量[25]。其二，土地利用规划可以减少承灾体数量并降低承灾体的脆弱性。土地利用会导致不同重现期（10、20、50年……）内的雨洪风险的时空分布差异（包括雨洪淹没范围与风险分布）[28]，通过地形地貌、用地性质、雨洪调节设施等物质环境要素，以及政府灾害管理、居民雨洪意识与防灾行动力等因素影响雨洪发生频率，降低各类用地应对雨洪的脆弱性。其三，改善生态功能。土地利用优化政策是减灾管理的有效形式之一，任何低密度开发都会减少生命和财产损失，但土地利用规划能尽可能地保留河流系统的现有生态功能，在减轻灾害损失的同时可改善自然系统生态功能、保护自然资源、营造低碳生态的城市空间环境[29]。现有措施包括保护湿地与野生动物栖息地、增加休闲区和开放空间，或者在某些情况下发展低强度农业[30]。其四，提高社会韧性。土地利用规划可通过空间组织模式增加易淹区的社会经济韧性，如利用区划引导居民、财产和重要设施远离高风险区域，使城市中基本的生存与运转设施得到有效保障。由于易淹区也是资源集中区域，通常会吸引大量的开发项目，土地利用规划在平衡发展中发挥着关键的作用。

图1 雨洪管理与土地利用规划的整合框架Fig.1 integrated framework for storm water management and land use planning

2 雨洪管理目标下的土地利用规划行动

2.1 雨洪管理与土地利用规划的整合框架（图1）

面对气候变化与极端天气的威胁，雨洪管理和土地利用规划之间的紧密融合与协调变得非常重要，因此土地利用管理与洪涝灾害管理之间的相互协调与合作越来越地受到多个国家与国际机构的重视[31]，许多国家正在努力制定促进二者有效整合的体系框架。该体系中，针对不同利益主体、由不同决策者推动实施的规划政策目标、管理机制、具体行动方案等各环节之间寻求相互理解，高效可持续地实现了雨洪管理目标和城市发展目标。土地利用规划的承灾体系由决策体系、规划体系和行动体系构成。一、决策体系包括信息收集与预测、流域管理目标、城市发展战略等，不同的区域和行政级别的具体内容也不尽相同，如信息收集与预测不仅要准确判断城市在雨洪灾害中的风向与脆弱性特征，还要时常关注脆弱性的变化分布及其在不同尺度（流域、集水区、易淹区、用地等）的脆弱等级，以此为依据制定流域管理目标和城市发展战略[32]。二、规划体系涉及多个规划尺度（区域、城市、社区等），应考虑较为全面的城市发展和社区目标，挖掘易淹区内社区适应与调整能力和易淹区外城市增长的潜力[33]，从战略层面到实施层面进行统一协调，构建水适应的多层次空间整体框架[34]。战略层面包括基于流域生态特征的水系统空间管制措施，区域水管理规划要求与指引，以及水生态空间的功能区划与控制单元划分。实施层面包括区域层面的空间管制与生态安全格局、区域发展走廊、区域水系格局优化等；城市层面的水空间与用地发展方向、土地利用规模与布局结构、基础设施与公服设施布局等；社区层面的功能复合与动态调适的用地与设施布局、社区水体、湿地、绿地、雨水花园等布局、社区交通与慢行体系等，通过规划实施评估与反馈实现规划的动态管理。三、行动体系包括土地管制体系和公众参与机制[35]。土地管制体系依托于法律法规与体制框架，主要为用地开发管理手段，结合城市与区域发展目标，是对区域内水面积率、用地透水率等水文指标的强制性要求，还包括水系统空间的规划设计指引和技术规范[36]。土地管制体系的主要作用有三，一是明确定义角色和责任，即相关机构必须认清其在洪水管理中的作用和责任，公众必须意识到他们对洪水管理问题的问责机制、权利和权力；二是作为体制协调机制，为了使土地利用规划充分发挥其在雨洪管理方面的潜力，需要在所有层级的不同规划机构之间建立充分的协调机制；三是规划管理者需要一系列的法律权力来强化土地利用规划与雨洪管理规定的遵守和执行[37]。公众参与机制是韧性承灾体系的关键环节，只有当利益主体意识足够高，且雨洪风险信息公开可用时，公民才能做出正确的选择，主动适应雨洪。因此，高承灾能力的城市系统需要强化社会教育与培训，以及城市建设和减灾相关的职业群体之间的合作[38]，确保相关策略部门拥有共同责任[39]。

2.2 应对雨洪的土地利用优化方法

与传统的防洪规划相比，应对雨洪的土地利用规划更加侧重于非结构性措施，利用技术、经济、社会和政策等工具，针对不同尺度环境管理单元（流域、子流域、集水区等）的特定背景，促使土地功能、结构、强度等产生最佳战略组合。大体上可概括为以下四类。

2.2.1 “与洪水共生”的土地利用规划

基于“与洪水共生”理念[40]，把雨洪作为城市水系规划的一个重要内容并将其纳入土地利用规划体系，采用更具策略性的韧性洪水管理而非仅具控制性的规划方法整合水管理与空间规划[41]，将功能性的水管理政策（流域或海岸）与广泛的社会文化领域相结合[10]，确保水要素在土地利用规划或空间规划中被充分考虑[42]，包括保证足够的水空间与优良的水质[43]。有对比研究表明，韧性洪水管理策略虽然初期成本较高，但可在较长的期限内实现洪水风险管理目标，同时有利于营造更丰富灵活的水景观[9]。

2.2.2 用地分级控制

用地分级控制是目前许多国家雨洪管理中重要的土地利用规划策略，即根据洪泛平原灾害分布等级进行土地利用适宜性规划，根据灾害空间分布规律与特征对用地规模、发展方向、功能布局、基础设施、街道布局、建筑形态、公共空间组织等做出适应性调整与规划[44]，以减少易淹区中承灾体的暴露性和脆弱性，保护易淹区内的自然资源。如在澳大利亚洪水管理规划中，极端灾害区域适宜安排农村、休闲娱乐区和开放空间；高风险区域适宜的土地利用类型可加入商业、工业俱乐部等[24]。

2.2.3 用地功能调适

用地功能调适包括功能复合与功能置换两种方法。用地功能复合是将两类或多类用地的局部功能整合，形成有吸引力的土地利用组合以满足洪涝灾害背景下的各种需求，如鹿特丹水广场利用下沉式设计、不锈钢水槽、雨水井、水墙等元素在无雨时可作为公共活动空间，降雨时作为雨水存储空间，降雨后的雨水消解过程也被合理安排和设计[45]；美国某办公区的开放空间放置了结合雨水储存设施的喷泉景观，以及与径流通道结合的线性公园等[46]；东京政府将海啸储水设施与户外运动和游憩设施结合[47]。用地功能置换是根据灾害风险的分布对已建区域实行功能评估与调整，对风险极高的居民密集区进行土地功能置换，调整为绿地广场、停车场等空间[48]。

2.2.4 绿色基础设施系统

通过一系列生态用地与建设用地生态化措施，在不同尺度上构建相互联系的绿色基础设施网络，以生态化的方式控制雨水径流与污染[49]，从干预雨洪过程和适应雨洪两个层面降低雨洪风险。绿色基础设施的表面积可以影响强降雨时径流量的体积，且对下游雨洪有较强的减缓作用[50]。针对暴雨径流形成的三个阶段，暴雨水流产生段采用限制不透水铺装占地比例、绿色屋顶等方式从源头减少区域产生的暴雨水径流量和污染；汇集段通过修建雨水花园、雨水迁移系统等方式使雨水径流在汇流过程中减速减量并增加下渗；传输段通过开放式排水系统、雨水调蓄湿地、自然水体等减少强降雨或持续性降雨所产生的威胁[51]。另一种为适应性策略，即结合景观生态学方法使绿色基础设施在雨洪灾害形成后维持其基本功能，主要包括生态化的护堤、恢复河漫滩与设计多层防洪堤，在堤间形成内河湿地，降低防洪堤的相对高度和强度要求，以及恢复湿地系统等实践性弹性策略[52-53]。如美国纽约通过工程措施和非工程措施共同构建城市绿色基础设施网络，强调加强灰绿设施耦合关系，以强化水系统的调节功能[54]。目前，绿色基础设施在建筑和社区尺度的雨洪调节作用已初显成效，西雅图（美国华盛顿州）的一个社区通过在街道两侧植入植被洼地和本地植物，将湿季径流减少了98%[55]。

2.3 雨洪目标下的土地利用管制手段（表2）

土地利用管制涉及用地功能、结构、密度等形态结构要素，以及重要基础设施的选址和建设标高、场地雨洪储存空间等管制要素[56]，需要多种规划与管制工具，包括土地管制政策、洪泛区区划条例与敏感性方法、规划许可、建筑标准与规范等，并通过法律法规体系构建责任机制。第一，土地管制即政府采取限制性调控政策、激励政策、知识强化、公共投资等管制手段[33]，包括设置禁建区、划定生态红线、限定用地开发强度等限制性调控政策，开发强度转移或容积率红利、洪水保险等激励政策，技术援助、信息公开、公众参与规划等知识强化手段，以及公共雨洪调控设备、适应性承洪示范项目等公共投资手段。第二，区划条例是根据洪水位线历史数据进行降雨环境下的洪涝灾害模拟，将洪泛区的洪灾进行分级，引入土地利用监管机制，对灾害区域内的用地类型和强度实行分级控制。如瑞士灾害区划方法，建立灾害强度指标与频率指标的矩阵模型，依据指标等级组合进行区划调控（禁止区域、条件具备区、指引区），提出建筑与用地调控策略以及辅助措施。第三，许多西方国家在环境资源保护和雨洪管理相关法案的基础上，在制定区域和城市规划时，利用规划许可管理控制易淹区的土地利用与开发活动，这一类规划名称虽为规划（plan），事实上却类似行政法规，如新西兰奥克兰城的《空气、土地和水保护规划（Air, Land and Water Plan）》中规定，达到一定规模的建设开发活动需申请资源许可证（resource consent），由环境专员（commissioner）根据开发项目是否影响雨洪调控目标决定是否颁发资源许可证，此后还需接受政府的环境监测与监督[57]。第四，规划、建筑标准与规范提供了强制性施工指引以提高建筑和基础设施的防洪能力，包括用地不透水率、建筑海拔高度与搬迁条件、建筑组件保护（包括外露的电缆、水管以及特殊部件等）、建筑部件的快速替换与重组等。如2014年10月住房和城乡建设部印发的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》，从总体规划、控制性详细规划到修建性详细规划分级落实雨洪管理目标以及规划、建筑相关规范和条例。第五，由于洪涝灾害管理是一个跨学科领域，土地利用规划还应以明确的法律框架为基础，明确各个部门以及公众的权利、权力和责任，如法国制定了具体的规划制度以规范现有及未来灾害区域的土地利用[58]。法律制度应该使有关部门在必要资源的支持下编制洪灾风险地图等整合规划工具，同时保证其按时公开和更新。

然而，多学科交叉、政策机制以及公众对灾害的认知水平等对土地利用规划的编制和实施过程造成了诸多障碍。其一，洪涝灾害管理与整个城市发展体系及土地利用规划体系有复杂的内在联系，然而，为了方便政策制定，二者长期隶属于独立的决策部门，且行政边界与水文单元边界的差异增加了整合两者的难度。其二，国家制定的应对洪涝灾害的土地利用管制政策难以在小尺度规划上产生作用，它们可能会受到形形色色的土地利用方式与偏好的影响。面对经济发展和土地稀缺的需求，政府选择适当开发洪泛平原（如百年一遇洪水风险区域），在高风险的建成区内适当调整建筑形式以满足防灾规范，而通过优化土地利用结构应对洪涝灾害的意识还十分缺乏[30]。其三，无论是需求主体、决策主体还是规划主体都认为洪涝是灾害，而忽略了洪涝灾害的主体是水。

3 问题与趋势

3.1 目前研究存在的问题

首先，城市土地利用空间结构与雨洪灾害空间分布特征之间的关系的研究尚有待深入。大部分工作只提出了控制暴雨内涝的雨水排水设计标准，缺乏针对城市雨洪灾害空间分布特征的研究。由于无法认知城市各类承灾体的风险分布，导致难以通过优化调控土地利用规划管理城市雨洪风险。

其次，目前多从社会、经济、环境等要素综合评估城市雨洪承灾能力，未能清晰梳理雨洪承灾体的类型特征和空间分布，针对城市雨洪承灾能力的评价研究还有待进一步深入。

再次，当前研究多为强化雨水的排放能力和基于承灾体的防灾措施，没有将洪涝灾害管理目标转换成土地利用空间行动，尚缺乏对通过土地利用规划减少雨洪灾害的频率与强度、减少损失和提升灾后恢复能力等内容的研究，以及提升雨洪承灾能力的土地利用空间优化方法与政策方面的研究。

表2 雨洪管理目标下的土地使用管制Tab.2 methods of land use control for storm water management

3.2 研究发展趋势

通过土地利用规划应对雨洪问题还存在许多需要探究的领域，综合学者们的研究成果和对未来研究方向的探讨，初步判断城乡规划应对雨洪管理的研究趋势，有助于帮助城市应对雨洪灾害的挑战。

3.2.1 探索雨洪过程和社会过程的功能复合机制

雨洪过程对维持健康的社会—生态系统有重要意义，应将雨洪视为城市重要的自然资源，通过雨洪过程提升社会福祉。研究雨洪过程与土地使用性质的相容性，转变将雨洪视为灾害的传统认知，是建构人—水协同共生关系的基础。

3.2.2 城市土地利用空间结构与雨洪承灾体分布的关系

提升雨洪承灾能力的土地利用规划涉及尺度问题，应对城市雨洪承灾能力进行评估[35]。城市土地利用可以影响雨洪风险的所有要素，将雨洪管理融入传统城乡土地利用规划框架，从源头上权衡发展与雨洪风险的竞争和协同关系，可以提升城市综合承洪水平和适灾能力，建立雨洪管理的生态规划技术途径。

3.2.3 城市土地利用从静态分离走向动态调适

城市系统的脆弱性是一个动态的过程[59]，即使规划者要制定完全适应当地脆弱性的土地利用政策，也需要随时间的变化对其进行调整，因此土地利用规划强调监测、评估与反馈的重要性。土地利用的动态调适满足了反馈调节目标，共享与兼容的土地利用则简化了冗长的反馈过程，应结合土地利用者的意识与管理，形成土地利用的自适应与快速反馈机制。

3.2.4 土地利用规划趋于更包容的参与式规划

精英主导的土地利用规划过程仍有可能加剧规划中的不公平现象，忽视社区中的脆弱群体将导致更严重的灾害或社会问题[60]。参与式规划可避免将土地利用和社区发展的决定权集中在少数“强者”手中，尽管使公众关注和参与应对灾害的规划一直具有挑战性，但规划人员可扮演“动员者”角色，积极通知和动员公民团体参与规划过程，尤其是已知的脆弱性群体，以减少规划导致的不公平现象。

4 结 语

面对日趋严峻的气候变化环境与城市生态危机，深化对城市雨洪灾害成因及其变化的认知，探索导致雨洪灾害的空间特性及其空间驱动因素，在城市规划编制和管理过程中，提出在针对气候变化的背景下，通过土地使用规划优化提升城市易淹区的承灾能力是我国灾害管理的现实需求。期望笔者对该领域研究的动态总结以及对研究趋势的思考，能对整合雨洪灾害管理的城市土地利用规划方法有所启发。