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BMW卓越城市講堂|徐國強:提升城市基礎設施韌性
大家好,我是徐國強,在上海市城市規劃設計研究院工作。今天我和大家交流的主題是基礎設施與韌性城市的關系。
首先要強調的是,城市的本質,是要素的集聚和流動。這其中不只是我們熟悉的人流、車流,和一般意義的物流,也包括我們可能忽視的生命線——物質流、能量流,還有信息流。可以說,基礎設施系統在保障城市各類要素有序流動當中,發揮了重要作用,甚至是基礎中的基礎、關鍵中的關鍵。

水、電、氣、網絡……與日常生活緊密相關,甚至是維持生存所必需的。任何基礎設施系統的任何環節出現狀況,都可能對市民生活形成重大干擾。
歐洲許多國家,因為缺氣、缺油導致系列連鎖反應,市民生活狀態、城市運行秩序乃至地緣政治形勢,都受到重大影響;而在上海,幾條水質、水量猜想傳言,極短時間內就引起市民大范圍恐慌。

“韌性城市”概念的提出,就是希望有效應對這種對城市運行的沖擊。市政基礎設施系統,本身是復雜城市系統脆弱性中的一個環節,但又同時承擔保障城市安全運行的重要職能。
那么,我們該如何認識市政基礎設施的重要性,又該如何提高基礎設施的韌性?

城市可能遭遇的安全挑戰類型很多,情況極其復雜。一般來說,有自然災害、突發事故災難、公共衛生事件、社會安全事件等四大類,數十上百種小類。

通常我們說,風險=概率×損失預期。大多數災害事故,因其發生概率極低,所以容易被忽視。但從城市規劃、建設和運營角度來說,安全是底線型的要素,防患于未然,始終是最優解。只要風險不是0,我們就應該全力以赴、做好準備。比如,以前經常說上海有魔都結界,臺風來了都拐彎,今年的臺風“梅花”直接登陸和穿越上海,說明這只是調侃和想象而已。
對絕大多數市民來說,災害事故過于遙遠,關于如何應對,往往僅停留在概念層面。那么,不妨假設一個情景,如果自己身處災害事故當中,我們的行為模式、需求大概是什么樣?在這樣的環境下,基礎設施承擔了什么角色?
如果是我自己,我可能想的是:
1、當前最急迫的,我到哪里能遠離災害事故的影響范圍,確保短期安全——由此引出的議題,是高覆蓋率的應急避難空間和便捷可靠的疏散通道。如果受傷、被困,那么最急切的事情是,如何快速發出救援信號,得到專業救援。

2、確保自己安全之后,馬上我就想到:家人怎么樣、如何和他們聯系、如何回到家人身邊?——這需要應急通信服務保障(某種意義上,信息服務是現代人的延伸)、衛生急救、交通保障。

3、避難期間,得保證生存,保持健康——這就需要水、食物、環境、衛生防疫條件。

4、恢復之后,需要考慮,如何盡快回到令人安心的正常生活節奏——這個前提,是生命線系統恢復正常供應。

當然,這是我個人的一些想法。應急狀態下,每個人的需求肯定是多樣的、優先級是有差異的。但城市生命線系統一定是最重要的基礎。
那么,這些至關重要的基礎設施系統,應該怎么提高韌性?我認為,要從城市大的市政基礎設施系統和社區層面的基礎設施兩方面努力。
(1)城市大的基礎設施系統,有四個方面應該做到:必要的源頭備份、完善的系統網絡、良好的工程安全性、高效的應急搶修力量。

1、所謂源頭備份,就是讓生命線系統的源頭,即城市水源地、電廠等核心節點,具備抗擊一定沖擊的能力。
怎么做呢?一種辦法是,增加源頭數量。比如供水系統,一些資源稟賦差的城市,可能只有一個水源地,一旦出現水量不足或水源地污染,會陷入全面緊急缺水狀態。而上海的水源地,有長江水源地的青草沙水庫、陳行水庫、崇明東風西沙水庫,黃浦江上游金澤水庫,還預留了許多備用或應急取水口,就算個別水源地受到事故影響,也不至于對整個城市造成重大影響。另外,中國在推進“碳達峰、碳中和”戰略過程中,增加清潔能源的類型和比例,也是從能源來源多樣性上提高能源系統韌性。
另一種辦法是,增加規模。比如,在火電廠的煤場規模上,增加儲備天數,就算外部煤炭運輸途徑受到干擾,也能維持火電廠半個月、一個月的發電能力;又比如,提高水庫的容量,拿青草沙水源地舉例,庫容設計考慮了每年最大的連續不可取水天數,應對咸潮入侵等情景下的持續供水能力。

2、所謂完善的系統網絡,就是提高基礎設施管網的冗余度,盡可能將重要的管線連成環、連成網。這樣,在事故時,就算一條甚至幾條干線斷掉,也可通過一些節點調度,緊急將其他區域的資源供應到用戶端。比如,我們幾個不同水源地之間,構建了連通的原水管網。又比如,我們的電力輸配網絡,也能夠靈活調度。

3、工程安全性比較好理解,就是提高基礎設施本身的工程安全性能。這對于自然災害比較多的城市非常關鍵。比如,我們的電廠、水廠,重要的基礎設施,設計時都會提高設防標準,具有比較強的抗震能力的設施,結構上更可靠;沿海的一些基礎設施,比如變電站、輸電線路,設計中考慮了較強的防水淹、防風吹能力,防止臺風對城市供電造成嚴重影響。

4、還有高效的應急搶修力量。我們有國內首屈一指的綜合性消防救援隊伍,還有防汛搶險、危廢處置、水上清污、燃氣事故等一百余支社會化專業搶修隊伍,在應急狀態下,遵循城市應急管理統一調度。
(2)在微觀的社區層面,要抓住城市更新和基礎設施智慧化兩個機遇,提升社區基礎設施的綜合韌性。
社區層面的市政基礎設施,是服務普通居民生活的末端,是我們最容易見到的,比如小區里的水泵房、變電箱、燃氣管、下水道、雨水井、垃圾箱房等。
我們的城市里有一些建設年限比較久的區域。因市政基礎設施建設標準偏低、結構材質老化,容易發生設施故障、線路破損,成為制約市民生活品質提升的重要因素。此外,老城區還存在開敞空間不足、應急通道不暢等問題。

近年來上海市政府大力推進城市更新工作,增加社區公園綠地和公共通道,極大提高了應急疏散避難的能力;改造供水管網、排查燃氣管隱患、更換老化電線、建設海綿城市,也降低了社區生命線設施的事故風險,提高了居民生活品質。無論成片地區的整體城市更新,還是部分社區的“微更新”,都為老城區的基礎設施韌性提升,提供了良好機遇。
與傳統的建設和改造手段相比,社區市政基礎設施的智慧化改造,開辟了一條韌性提升的新路徑。智能電表、智能水表、智能燃氣表的大范圍使用,為提升社區市政基礎設施的監測預警能力、及時診斷生命線故障、精準判斷破損部位等提供了基礎。大量物聯網傳感器的部署和數字管網系統平臺的建立,也為跟蹤基礎設施全生命周期運行情況、準確排查事故隱患提供了新的技術路徑。

比如,在城市雨水排水系統中,布置一些傳感器,可以準確分析管網節點的流量情況,判斷暴雨期間哪些區域排水壓力太大、可能出現內澇,從而及時部署應急排水除澇力量,降低城市內澇風險。
又比如,在城市污水系統中,布置一些特殊傳感器,甚至能反向推演特征污染物的來源,從而扼殺風險傳播源頭。這種技術已在部分地區的病毒溯源工作、美國的地下制毒工廠追蹤等場景得到了應用。
可以說,基礎設施的智慧化是城市基礎設施建設的又一次技術革命,為韌性城市和韌性社區的建設注入新的活力、提供更多想象空間。

當然,除了硬件系統上不斷打好基礎設施的韌性基礎以外,還要不斷做好生命線系統的安全管理和服務。比如,擴大信息開放,及時發布生命線基礎設施運行動態和故障信息,提高市民在社區基礎設施建設和治理中的參與感,并積極引導市民安全意識覺醒,提振城市對基礎設施系統的信心等。這方面,我們一直在進步,但依然有比較長的路要走,否則也不會發生幾條微信聊天截圖引起大范圍礦泉水搶購的事情了。

城市其實就像人體。鱗次櫛比的高樓大廈、豐富多彩的商業活動、繽紛活力的社區氛圍,這些就像人體的外表。而城市基礎設施就像人體內在的循環系統。供水、電力、燃氣、通信,就像人體的呼吸系統和動脈網絡,為城市運行源源不斷地提供物質和能量,使城市維持旺盛的生命力;固廢系統、污水處理系統,就像人體的消化系統、靜脈網絡,確保城市的“新陳代謝”順暢有序、循環可持續。

曾經有一段時期,我們的城市建設過程,步子邁得比較快,偏重于外在描繪。有些基礎設施的規劃和建設,略微滯后于城市整體發展,安全防災方面的考慮可能更欠缺。隨著市民對安全、穩定、高品質的生活需求不斷提高,而基礎設施逐漸老化,做好城市“內在”文章,提升基礎設施系統的韌性,將成為接下來一段時期城市規劃建設的重點工作之一。

有幸的是,我們的城市中,有一群長期從事基礎設施規劃建設和運營的專業人員。他們在長期工作中,基于大量統計資料,和反復的情景分析、壓力測試,已經積累了一定的應急響應工作基礎。各種基礎設施韌性強化策略和方法,已經潛移默化應用在基礎設施建設管理的各個領域、各個層面。
所以,請大家對我們的城市、對我們的基礎設施系統、對我們廣大的從業人員,抱有信心。如果遇到情況,第一時間找官方渠道,獲得有根據的、最準確的信息,不要輕易信謠傳謠。

當然,與城市的外在相比,市政基礎設施歷來不受關注,甚至是不受歡迎的。我們總在希望享受高品質市政基礎設施服務的同時,又希望它們盡可能遠離自己。這是長期以來市政基礎設施規劃建設的大難題。
現在,我們想了很多辦法,比如優化設施工藝、縮小設施占用空間、減少環境影響、優化外觀設計等,不斷探索市政基礎設施高質量發展路徑。在今后的城市規劃建設中,希望市民能正確理解市政基礎設施的重要性,對我們做出的基礎設施韌性提升措施多一些關心、多一些耐心。

當我們的市民越來越認可市政基礎設施的發展,甚至能夠積極參與其中,我們才能說,基礎設施的韌性真正落到實處。這樣,我們“脆弱但又強大”的市政基礎設施,才能在災害事故來臨時,讓市民更安心、更放心。






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