基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估研究进展.pdf
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1、第 卷第期 年 月地 理 与 地 理 信 息 科 学 收稿日期:;修订日期:基金项目:国家自然科学基金项目()作者简介:燕群(),女,硕士研究生,主要从事资源环境管理、土地变化科学研究。通讯作者 :基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估研究进展燕群,蒙 吉 军,康 玉 芳(北京大学城市与环境学院,地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京 ;中国石油吐哈油田分公司,新疆 鄯善 )摘要:城市自然灾害风险分析与评估关系到城市灾害预警、预案、灾害风险管理、城市防灾规划等诸多方面,是城市安全和人类安身的基础。该文从城市防灾规划的需要出发,首先,定义了基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估的内涵,针对
2、城市防灾规划的特点和自然灾害风险分析的评价目标,构建基于防灾规划的城市自然灾害评估模型与评估流程。其次,将风险分析过程分为致灾因子分析、暴露性分析、脆弱性分析部分,并介绍了常用的评估方法。最后提出:服务于防灾规划的城市自然灾害风险研究,应搭建时空桥梁,强化自然灾害风险评估成果在城市防灾规划中的应用;着重将多灾种风险评估服务于综合规划,单灾种风险评估服务于专项规划;通过完善评估模型,合理运用 、等技术深化自然灾害风险分析评估在城市防灾规划中的应用。关键词:城市防灾规划;自然灾害风险;分析与评估中图分类号:文献标识码:文章编号:()近年来,随着各种自然灾害的频发,城市安全受到了极大冲击。如 年西南
3、五省遭遇 年来最严重的特大干旱,青海省玉树发生的 级地震,以及甘肃省舟曲县发生的特大泥石流城市自然灾害风险成为国内外研究的焦点,。目前,国内外对灾害风险的理解大致分为两种观点:一是将风险看成是灾害可能引起损失的大小;二是将风险看成是灾害引起某一程度损失的概率大小,。联合国将自然灾害风险定义为:在一定区域和给定时段内,由于特定的自然灾害而引起的人民生命财产和经济活动的期望损失值。自联合国 年将 年确定为“国际减灾十年”以来,国内外对城市防灾规划进行了大量研究,大致可分为宏观、中观、微观个层面。宏观层面包含城市综合防灾机构与预警制度、城市灾害风险分析与评估、灾害发生后应急对策;中观层面包含城市综合
4、防灾空间布局,和城市防灾体系自身布局;微观层面则主要是防灾工程规划,。城市灾害风险分析与评估是针对城市灾害现状制定预警制度和应急管理措施的基础,为城市综合防灾布局及城市防灾体系布局提供现状基底,同时是编制和实施防灾工程规划的前提。城市灾害风险分析与评估的结果还可运用于农业生产、保险、项目可行性分析等多个领域 。目前,国内外对城市自然灾害评估方法的研究较多,但多数未涉及评估结果的应用,为弥补此不足,本文针对防灾规划中城市自然灾害风险的分析与评估方法、评估流程及模型进行总结与分析。基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估的特点 基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估的内涵灾害是地球表层孕灾环境、
5、致灾因子、承灾体综合作用的产物,目前,我国城市面临的自然灾害主要有地震、洪涝、干旱、台风、冰雹、滑坡、泥石流、沙尘暴等。张明媛等用“城市承灾能力”评估多种灾害对城市的作用及城市受灾后的综合反应,刘智从城市脆弱性和危机弹性两方面建立“城市抗灾力”度量模型。相比之下,城市自然灾害风险评估更侧重于城市内部灾害风险分析及区划,但与城市承灾能力、抗灾力也有相同之处,例如,城市承灾能力中的“抗灾能力”与“易损性”同样是承灾体的属性,区别在于分别是该属性的正反两方面。结合城市防灾规划的要求,本文将城市自然灾害风险评估的内涵界定为:自然灾害(致灾因子)发生的概率和灾害发生后可能造成社会、经济、城市建设和环境等
6、各方面的损失以及损失程度的空间分布。基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估的特点()评价过程的多灾种研究。针对目前我国城市防灾规划编制方法存在的灾种偏少、手段单一、缺乏评估内容和协调机制等问题,年开始实施的新版 城市规划编制办法 强调城市“综合防灾”。但是,国内外对城市灾害风险评估的研究主要集中在单一灾种方面,如地震、滑坡、地裂缝、洪灾、火灾等。年以来,我国在气象、地震、海洋、洪水、地质、农、林大类自然灾害的减灾工作方面,形成了自成一体的监测、预报、防灾、抗灾、救灾、援建的工作管理系统,但无论是减灾能力还是管理水平,与发达国家相比还有一定的差距。由于一种灾害的发生通常会伴随或者引致其它灾害的
7、发生,单一灾种的研究已经无法满足城市防灾减灾的需要,灾害链、灾害群等概念逐渐成为城市自然灾害综合防治的关键。目前,我国多数城市自然灾害分析评估都不是多灾种的综合评估,使得防灾规划大都按单灾种评估结果进行内容和要点的罗列,导致城市防灾规划的实际指导意义不大。基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估须具备评价过程的多灾种研究特点。()评价结果的时空表达。城市自然灾害风险评估结果具有时空表达性,可直接为城市防灾规划提供依据。从空间尺度看,目前国内城市自然灾害风险评估的结果主要分为种类型:一是从全市尺度的评估,结果主要用于不同城市之间或同一城市不同灾种之间的横向对比,;二是以一定的行政边界为统计单元的
8、评估,尺度较大的有针对市域范围的分县市成果表达 和市区范围的分区成果表达,尺度较小的有精确到社区和街道的成果表达;三是以地理信息栅格为评价单元、无明显行政界限的评估,借助 、等技术与数学评估模型的耦合。从时间尺度看,一方面,作为概率分布的一种,自然灾害风险分析和评估应该建立在历史数据分析和自然演变规律总结的基础上;另一方面,分析与评估结果应适当对未来进行预测,分别为短期、中期、长期防灾规划服务。基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估流程 城市自然灾害风险评估模型目前,国内外应用较广泛的灾害风险分析与评估模型主要有 模型、模型、模 型、模 型、模 型、模型 等(表)。各模型共有的特点体现在:都
9、适用于多个空间尺度(城市、地区、社区等);均考虑了多种灾种,且主要反映可能引发重大灾难的危险因素;根据具体情况选择合适的评估方法,且方法反映了灾害事件发生的可能性和后果;风险评估结果对风险管理和减灾计划有重要指导价值。其中,模型具有强调空间特性、综合全面分析、评估专业性强等优点,最能突出基于城市防灾规划的灾害风险分析与评估的特点。表城市自然灾害风险分析与评估模型对比 模型来源步骤优点缺点 联合国救灾组织识别危险脆弱性评价风险评估风险分级风险叠加经济影响评估方 法 严 谨、精 确 度 高;分 析 过 程 全面;专业性强,评估过程吸纳了多方专家意见;强化空间特性,提出了“发生地点判断”优于“发生可
10、能性判断”的观点对数据要求较高;技术门槛较高;评估过程公众参与度较低美国国家海洋大气局危险辨识危险区分析关键设施分析社会分析经济分析环境分析减灾机会分析结果总结考虑对灾害链的分析;建立了风险计算的定量公式对 依赖性较大;对不同灾害危险区的评价标准不统一 加拿大维护危险清单灾害评价与分级内部因素风险评价外部因素风险评价脆弱性评估风险叠加与排序灾种全面;应用门槛低,便于在公众中传播评估方法过于简单,评估模型稳定性不够;历史数据评估方法不全 美国联邦应急管理署灾害发生历史脆弱人群最大威胁区可能性分析风险评分风险阈值危险辨识重视公众参与;风险综合评估引入各因素权重确定危险因素、脆弱性的方法具有模糊性;
11、权重确定、成果分级方法的科学性有待提升 澳大利亚灾害协会严重程度分析管理能力分析紧急程度分析风险概率分析发生态势预测综合评分将“管理能力”纳入 衡 量 风 险 的 重 要 因素;危险分析中引入“紧急程度”评价忽略危害后果及脆弱性评价;公众参与度不够,受专家主观影响明显 联合国环境规划署工业和环境规划中心确定目标危险分析事件类型危害目标后果分析与分级可能性分析评估总结方法简便,易于操作;将“预警系统”作为影响风险的重要因素对脆弱性的认识和评价不够深入;灾种和危险因素涵盖不全且定义模糊 基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估流程构建在 模型的基础上,构建基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估流
12、程(图),其中,自然灾害风险辨识、自然灾害风险分析、自然灾害风险评估是该流程的主要组成部分。()风险辨识。自然灾害风险辨识是搜集资料、建立数据库、确定方法和标准、进行科学风险分析与页第第期 燕群等:基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估研究进展图基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估流程 评估的前提,指确定规划范围内的灾害风险管理对象和目标,在地质地貌、水文、气象调查基础上,明确孕灾环境和致灾因子;在经济社会调查的基础上,明确承灾体。承灾体反映了不同城市因政治制度、经济体制、人口数量、文化差异,相同致灾强度的致灾因子造成影响的差异。()风险分析。城市自然灾害风险分析的目的是要系统地认识、恰
13、当地描述、正确地估测灾情,并制定对策以便有效调控灾情的状态。灾情是灾害系统中各子系统相互作用的产物,在多灾种共存的城市自然灾害系统中,单种灾害集中发生形成的灾害群及其诱发的次生衍生灾害形成的灾害链交织在一起,具有综合性、复杂性等特点。基于防灾规划的城市自然灾害风险分析一般通过致灾因子分析、暴露性分析和脆弱性分析方面来实现。()风险评估。城市自然灾害风险评估是建立在风险辨识和风险分析基础上的自然风险定量过程,它是进行风险分级、风险叠加、经济影响分析的前提。自然灾害风险评估从时间角度可以分为灾前预评估、灾时跟踪评估和灾后评估个阶段;从空间特征考虑可以分为点评估、面评估和区域评估个层次;从项目维度可
14、以概括为灾害风险评估、损失评估、生态环境评估和防灾工程的减灾效应评估等。()城市防灾规划。基于城市自然灾害多灾种综合评估的结果,应结合 城市规划编制办法 的要求,强调防灾规划与城市总体规划对接,注重防灾规划成果与其它专项规划相协调,完善灾害风险评估支持系统。由于城市防灾规划具有空间尺度特性,相应地,自然灾害风险分析与评估的尺度也与研究区的比例尺、空间分辨率相对应,一般分为市级、区级(建成区)、社区级个尺度。除自然、社会、经济统计资料外,不同尺度对应不同遥感数据源(表)。表 基于防灾规划的城市自然灾害风险分析与评估尺度 尺度比例尺行政单元遥感数据源分辨率大尺度 万 万市域 、等 中尺度 万 万城
15、区航片、等 小尺度 万 千社区 、等以下基于防灾规划的城市自然灾害风险分析 致灾因子分析致灾因子是指可能造成财产损失、人员伤亡、资源与环境破坏、社会系统紊乱等孕灾环境中的异变因子,是导致灾害发生的直接原因。致灾因子的选择应坚持针对性、综合性、全面性原则,从风险的角度,致灾因子的致灾程度可用下式表达:(,)()式中:指风险源的危险性;指风险源的变异强度;指自然灾变发生的概率。一般从灾害引发因素、致灾因子空间分布、致灾因子作用周期、致灾因子等级和强度以及致灾因子概率分析几方面衡量致灾因子的致灾程度。王静爱等 从多样性、被灾频次、相对综合致灾强度三方面分析致灾因子的区域分异;张俊香等分别应用直方图法
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