海绵城市韧性评价研究_朱敏.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 5 期2023 年 5 月Vol.44 No.5May 2023摘要：为了评价海绵城市的韧性，探究海绵城市韧性内涵及其特征，采用模糊德尔菲法建立海绵城市韧性综合评价指标体系，其中包含5个维度和25个评价指标。在此基础上，以萍乡市的海绵城市为例，构建评价模型对海绵城市韧性进行评估，以验证指标体系和评价方法，最后给出提高海绵城市韧性的相关建议。关键词：海绵城市；韧性；评价指标；模糊德尔菲法中图分类号：F426；TU992 文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）05-0005-08DOI：10.14181/ki.1002-851x.202305005引用本文 朱敏，周文波，程晓林，等.海绵城市韧性评价研究J.建筑经济，2023，44（5）：5-12.*基金项目：江西省高校人文社会科学研究项目（GL21219）；江西省中央引导地方资金项目（2021B0501）；萍乡学院重点课题（2018D0219）作者简介：朱敏，讲师，博士研究生，研究方向：海绵城市、城市更新、工程项目信息化管理。1引言为满足城市居民对高质量、安全居住环境的迫切需求，解决我国部分城市既“旱”又“涝”的尴尬问题，促进城市水资源管理朝着更加绿色与可持续的方向发展，2013年我国政府正式提出了“海绵城市计划”，在全国多个城市进行试点，旨在建设一批具有海绵特征、适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好“弹性”的城市。近几年实践经验表明，一些海绵城市设施在应对洪涝、干旱等自然灾害时，发挥出了极大效用。然而，许多达到或超过设计标准的海绵城市，在面对数年一遇的暴雨时仍然出现了严重的城市洪涝灾害，仍面临抗风险能力脆弱、恢复力缓慢等问题。目前城市韧性评估重点关注城市层面的风险抵抗能力与恢复力。借鉴城市韧性评价，聚焦海绵城市韧性评价的研究对解决洪涝灾害问题显得尤为重要。为提升海绵城市韧性，本文构建科学、合理的海绵城市韧性指标体系及评价模型，对某海绵城市进行韧性评价并计算该城市韧性值，依据得分情况提出改进建议，旨在促进海绵城市可持续发展。2相关研究回顾近年来，国内外学者从不同的角度对海绵城市韧性进行了评价。赵志庆等指出建设具有海绵城市韧性评价研究*朱敏1，2，周文波2，程晓林1，卢茜1，李良松3（1.萍乡学院工程与管理学院，江西 萍乡 337000；2.上海大学悉尼工商学院，上海 201800；3.萍乡学院萍乡市海绵城市工程技术研究中心，江西 萍乡 337000）建 筑 经 济2023年6工程韧性的海绵城市，应加强海绵城市建设与市政系统之间的“灰-绿”结合，使低影响开发设施与市政管网系统共同保证城市功能在应对极端天气时的稳定性。郑艳等通过暴雨韧性指数对海绵城市与气候适应性城市进行分类评价，将经济资源、基础设施、公众意识、制度文化、技术和知识体系作为评价标准。张恒从海绵城市灾害防御、灾害吸收和系统适应3大属性出发，构建韧性城市理念下海绵城市韧性评价指标并建立量化评价模型。由此可知，在评价维度上，目前有关海绵城市韧性的研究大多基于某个角度如工程韧性等评价视角，缺少较为全面的韧性评价体系。同时将城市韧性理念与海绵城市特性结合建立评价体系仍值得进一步研究。在评价方法上，刘彦平等对全国288个城市的韧性进行评价，对20个韧性指标进行量化并采用几何平均法进行指标值的测度，而指标权重则采用等权重。Liang，C.等采用改进的层次分析法与理想解排序方法（TOPSIS）对设计方案进行排序，提出了包括洪水恢复力、年径流量控制率等10个指标在内的韧性海绵城市定量评价设计方案。Lv，H.等综合考虑脆弱性指标，结合复合模糊物元法与熵权模型建立了城市防洪风险综合评价指标体系。张涵等通过使用问卷调查法与频次分析法对比中美雨洪管理评价体系，提出了一种适用我国雨洪发展的海绵城市建设评价指标。传统评价方法如德尔菲法、层次分析法、TOPSIS法等在评价分析中利用1-10的量度来评价对应指标的等级，然而在评价过程中，由于专家知识结构、评判水平和个人偏好等多种因素的影响，专家在进行指标评价时可能给出多粒度的语言评价信息，有时所提供的信息会出现不确定、犹豫的情况，现有评价方法存在一定局限性。基于以上分析，本文通过对韧性理论的深入研究，在分析海绵城市韧性内涵与特征的基础上，构建海绵城市韧性综合评价指标体系。同时，提出一种基于模糊语言的海绵城市韧性评价模型。首先，采用基于q-rung orthopair模糊语言的模糊德尔菲法（Fuzzy Delphi Method，FDM）建立一种更加有效的专家评价信息获取和表达策略，处理该领域专家知识中的不确定性，获得关于海绵城市评价指标的更加精确与可靠的评价信息。其次，采用最好最坏法（BWM）确定各级指标的权重；再次，运用模糊综合评价模型计算海绵城市的韧性值；最后将提出的模型应用到江西省萍乡市海绵城市韧性评价中，验证该模型的可行性和有效性。3海绵城市韧性评价指标体系构建3.1海绵城市韧性内涵与特征韧性理论是人类社会认识和应对风险的新理念，海绵城市韧性定义为在面对持续慢性的侵害或突然的极端气候灾害情况下，经过海绵设施改造的城市所表现出来的应对风险的适应能力与恢复力。卡特等学者基于社会韧性、经济韧性、制度韧性、生态韧性、基础设施韧性和社区能力六大方面构建了社区韧性评价指标体系。参考该学者提出的社区韧性评价维度，本研究结合海绵城市工程的特点和韧性需求，从生态韧性、社会韧性、经济韧性、工程韧性及制度韧性五个维度对海绵城市韧性特征进行分析，表1中给出了卡特对各个维度韧性的定义以及与之对应的海绵城市韧性特征。第 44 卷第 5 期7朱敏，等海绵城市韧性评价研究3.2指标的选取依据上述海绵城市内涵与特征，进行海绵城市韧性评价指标的选取。指标的合理性对韧性评估结果产生决定性影响，在具体搭建评价指标体系时，本研究遵循全面性和代表性相结合、科学性和可行性相结合的选取原则。通过走访调研部分海绵城市，充分了解海绵城市建设及运营现状，对相关管理人员开展半结构式访谈，了解海绵城市管理过程中的关键问题。同时，广泛收集、调研国内外相关文献、依据国内 海绵城市建设评价标准 及相关规范资料，从生态韧性、社会韧性、经济韧性、工程韧性及制度韧性五个维度出发初步选取了海绵城市韧性影响因素共计37个。然后形成调查问卷，邀请6位专家（高校科研工作者、行业专家及政府管理部门人员）使用FDM对各个影响因素进行相关性评价，基于Yager提出的q-rung orthopair模糊语言术语集进行评价，评分值表示为a=（，v），使用公式（1）进行得分函数的计算，其中q取值为3，将得分函数S（ai）值低于0.1的指标进行剔除。具体结果如表2。S（a）=q-vq（1）由表2中结果可知，S（ai）大于0.1的指标共计25个，分别代表所对应一级指标中最相关的因素。3.3指标的建立结合上述研究，构建海绵城市韧性评价指标体系，包含5个一级指标及25个二级指标，其中：（1）生态韧性（C1）指海绵城市对城市生态环境改造的效果。其二级指标中的建成区绿化覆盖率（C11）、雨水资源利用率（C12）及恢复生物多样性（C14）体现对区域生态环境改善的效果；面源污染控制率（C13）体现对片区环境污染的改善情况；“基质斑块廊道”生态空间格局（C15）则源自基于自然的解决方案（Nature-Based Solutions，NBS）中所提到的表1海绵城市韧性维度与韧性特征韧性维度韧性定义海绵城市韧性特征生态韧性指湿地面积、不透水路面、侵蚀程度、生物多样性、治理与管理计划对生态的影响，通过城市水系统及绿地进行科学的规划建设，降低冗余并构建新的生态环境水污染明显改善，生态多样性恢复、新建绿地与原生态环境相协调，在极端恶劣天气下应对洪涝灾害能力提升等社会韧性指通过改善与沟通、提升风险意识、制定预防灾害计划、购买保险及信息共享来增强复原力建设过程中公众参与程度较高，建成后公众满意度高，其辐射的社会效益带来城市人口与收入的增长等经济韧性指灾害事件对财产造成的损失和事件后导致业务中断的影响，通过减灾战略来减少灾害中的经济方面的损失项目具备较好的融资能力，明显降低洪涝灾害对城市经济财政的影响，带动地区海绵城市绿色产业链发展等工程韧性指物理系统本身，如管道数量、管道长度，对其他基础设施的相互依赖程度，基础设施能应对突发灾害，通过系统内部协调重新恢复原有结构和功能的能力海绵城市“绿色”设施与城市“灰色”（市政）设施的有机结合，雨水管网防洪排涝及承载能力显著提升，极端气候下工程稳定性提高等制度韧性指组织如何管理或应对灾难，如组织结构的灵活性、领导力、培训和经验等方面的能力健全的规划和管理制度，管理部门之间协调与联动能力强，运营管理规范且应急管理增强等建 筑 经 济2023年8表2二级指标评价得分与判定一级指标二级指标得分函数 判定生态韧性恢复生物多样性0.561接受建成区绿化覆盖率0.561接受天然水域面积保持程度0.000拒绝雨水资源利用率0.561接受地表水体断面水质达标率0.000拒绝人均公共绿化面积0.000拒绝面源污染物控制率0.550接受透水铺装比例0.000拒绝构建“基质斑块廊道”生态空间格局0.273接受社会韧性城镇医疗保险覆盖率0.000拒绝减少最低生活水平人口比例0.490接受社保占财政支出比重0.273接受公众满意度0.546接受公众参与度0.561接受每万人医院病床张数0.000拒绝公众灾害意识与应对能力0.561接受经济韧性上下游产业链健全性0.467接受就业率0.006拒绝城市财政收入0.518接受采用PPP融资模式0.540接受科研费用占GDP比重0.000拒绝第三产业占GDP比重0.000拒绝气候灾害造成经济损失0.561接受提高人均生产总值0.561接受工程韧性海绵（绿色）设施与市政（灰色）设施结合率0.375接受防洪堤达标率0.000拒绝泵站抽排能力0.561接受湖库调蓄能力0.000拒绝城市排水管网密度0.561接受透水路面占比0.540接受项目智慧化程度0.540接受制度韧性应急管理能力0.549接受易涝点整治力度0.250接受危机管理框架有效性0.044拒绝防灾减灾经验与培训0.561接受规划和管理制度的健全性0.490接受建设管理部门协调性0.549接受构建和谐生态格局的理念，体现城市整体生态的改善效果。（2）社会韧性（C2）指社会中各个部分和结构间所存在的连接性使社会整体在较短时间内实现内部调适。从公众参与度、公众满意度及公众应对灾害能力的角度进行评价，其中公众对海绵城市建设的满意度（C21）可体现公众对工程的接受程度；公众在海绵城市建设期间的参与度（C22）体现公众权益的保障程度；公共灾害意识与应对能力（C23）则体现政府进行知识普及的力度及公众应对灾害的能力；减少最低生活水平人口比例（C24）能提高城市居民对抗风险的能力；社保占财政支出比重（C25）则反映政府对社会保障的投入。（3）经济韧性（C3）指在遭受自然灾害所表现出的经济防范、响应与反弹能力。体现在降低灾害造成的经济影响、带动产业发展及融资模式的优越性。其中减少气候灾害造成的经济损失（C32）体现减灾能力；海绵城市上下游产业链体系健全（C31）及提高人均生产总值（C34）体现该工程对城市经济发展的积极作用；增加城市财政收入（C33）体现政府经济保障能力；采用PPP融资模式（C35）有利于降低项目的经济风险。（4）工程韧性（C4）指城市管网系统对洪灾或暴雨承载能力的提升。提高（绿色）设施与市政（灰色）设施结合率（C41）体现与原始市政管网的协调性与稳定性；城市排水管网密度（C42）、透水路面占比（C43）、泵站抽排能力（C44）体现其路面渗水、快速抽排积水及处理污水的能力；项目智慧化程度（C45）体现项目运营期对管网动态监测、管控与数据分析的能力。第 44 卷第 5 期9（5）制度韧性（C5）指海绵城市从规划、建设至运营过程的各项方案与制度的可行性及完备性。规划和管理制度的健全性（C51）体现项目建设前进行了