災害情景下城市脆弱性評估研究——以上海市為例.pdf

1、全球變暖，海平面上升，沿海城市自然災害的暴露程度加劇，自然災害的強度、頻度和廣度不斷增長，以防范為目的的災害風險評估顯得格外重要。上世紀80年代災害研究由致災因子論向脆弱性研究轉移，眾多學者達成一致，脆弱性是理解災難本質的前提，也是防災減災過程中人類可以有所作為的領域，自然致災因子很難掌控，為降低災情損失，減少承災體脆弱性是最為直接和有效的方法。在國家自然科學面上基金項目“中國沿海城市自然災害風險評估體系研究”和國家自然科學重點基金項目

2、“沿海城市自然災害風險應急預案情景分析”的資助下，基于國際災害風險科學發(fā)展的動向，架構自然災害脆弱性分析的理論體系和程序方法，以上海為實證開展自然災害脆弱性評估的研究，主要研究結果如下：
　　 ⑴“自然災害系統(tǒng)中的脆弱性到底指什么？”圍繞這一問題，本研究對自然災害脆弱性的內涵、類別、結構等進行探討，明確了敏感性、暴露性、恢復力的概念及其與脆弱性的相互關系，認清了脆弱性在災難形成和減少風險中的決定性作用。自然災害脆弱性不同于其它領

3、域的脆弱性，城市自然災害脆弱性的特征尤其獨特。我們在理清自然災害系統(tǒng)脆弱性的主要表現(xiàn)形式的基礎上，著重對情景模擬下表征脆弱性的災損曲線進行深入探討。
　　 ⑵“如何評估自然災害系統(tǒng)中的脆弱性？”在充分認識自然災害脆弱性分析特點和困難的基礎上，針對自然災害領域幾種經(jīng)典的脆弱性分析模型，提出三種自然災害脆弱性的評估方法，并在各種方法中，理順了自然災害脆弱性與風險的相互關系。三種脆弱性方法在實際應用中與評估區(qū)域空間尺度的大小密切相關。

4、針對脆弱性目前研究的熱點-脆弱性曲線，我們對其主要的構建方法進行了系統(tǒng)的歸總，并對存在的主要問題及需要改進的方面進行了展望。
　　 ⑶上海地處東海之瀕，人口與經(jīng)濟要素密集，不同類型的自然致災和人為致災因素相互作用，城市自然災害事故呈現(xiàn)的顯著特征包括：災害類型多樣，發(fā)生比較頻繁；人為影響非常典型；災情的放大作用較為明顯；由于孕災環(huán)境和災害成因的復雜性，城市災害鏈的綜合效應越加突出。上海的災害管理工作面臨嚴峻考驗：城市規(guī)模擴大，隱患

5、也在增多；災害防御的投入不足，需要加強；災害綜合管理水平不高；亟需加強城市防災減災科研，應急預案的實用性、可操作性與有效性亟待提高。
　　 ⑷上海市水災系統(tǒng)風險識別顯示出：臺風、暴雨、過境洪水，是上海水災的三種主要致災因子，上海防汛墻的建設使潮災和洪災發(fā)生的頻率明顯減少，暴雨積水成為市區(qū)的主要水患；全球變暖、海平面上升和地面下沉是上海水災頻繁發(fā)生的背景，城市化導致的“熱島效應”、“雨島效應”是災害日益加重的原因，低洼地形、水利工

6、程基礎設施的不完善和災害管理不到位，是上海水災發(fā)生的根本原因，這些都是促進水災產(chǎn)生的孕災環(huán)境因素；上海水災風險系統(tǒng)的承災體中，農業(yè)首當其沖，另外，強暴雨帶來的內澇災害中，道路積水出現(xiàn)車輛拋錨、行人難以通行和居民居住建筑進水而產(chǎn)生的房屋結構及內部財產(chǎn)損失，尤其值得關注。
　　 ⑸農業(yè)的水災脆弱性在沿海各?。ㄊ校┚尸F(xiàn)增長的趨勢；農業(yè)水災脆弱性具有較強的區(qū)域分異規(guī)律，以15年平均水平相比，區(qū)域脆弱性大小順序為：天津＞河北＞山東＞浙江

7、＞遼寧＞廣西＞上海＞廣東＞福建＞海南＞江蘇，北方農業(yè)的水災脆弱性明顯比南方大。另外，引入信息擴散的模糊數(shù)學方法，對沿海區(qū)域的農業(yè)水災受災率進行風險評估，水災受災風險大小排列的次序是：江蘇＞山東＞天津＞河北＞遼寧＞浙江＞海南＞廣東＞上海＞廣西＞福建。這可以表明，上海市水災脆弱性與風險的排序都較靠后，與同等空間尺度的另一直轄市-天津相比，天津的脆弱性和風險都比上海大，上海農業(yè)水災脆弱性、風險都處于較低水平。將沿海各?。ㄊ校┑霓r業(yè)水災風險與脆

8、弱性評估結果的次序進行對比，也反映減少脆弱性對降低災害風險的重大意義。
　　 ⑹運用包絡分析的CCR與BCC投入、產(chǎn)出模型，對上海各郊（縣）的農業(yè)水災脆弱性分異規(guī)律及其它特點進行了分析。其中，CCR模式顯示，從時間尺度來看，上海郊區(qū)整體脆弱性狀況由大到小的年份排序為:1991＞1983＞1984＞1981＞1985＞1979＞1986＞1990＞1980＞1989＞1987＞1988；從空間尺度上，按照各個區(qū)域13年的效率平均值

9、，區(qū)域農業(yè)水災脆弱性由大到小排序為：南匯＞金山＞崇明＞松江＞寶山＞青浦＞浦東＞嘉定＞奉賢。而后，選用BCC模型進行技術脆弱性分析，求得規(guī)模脆弱值，并進行規(guī)模報酬分析，將9個區(qū)域劃分為三類：嘉定、金山、松江、南匯和崇明五個區(qū)（縣），無論從技術還是從規(guī)模上，都是水災影響時農業(yè)脆弱性最大的區(qū)域；青浦區(qū)具有技術脆弱性但無規(guī)模脆弱性，脆弱性中等；寶山、浦東、奉賢區(qū)既無技術脆弱性也無規(guī)模脆弱性，脆弱性水平較低。依據(jù)此，探討區(qū)域減少脆弱性的適宜播種規(guī)

10、模。
　　 ⑺利用上海市防汛信息中心開發(fā)的暴雨內澇仿真模型，設置情景并對兩種情景下的暴雨內澇進行了模擬，在此基礎上，考慮內澇對道路產(chǎn)生的實際影響，根據(jù)水深劃分級別，構造區(qū)域道路的暴露性評價模型，對中心城區(qū)各行政區(qū)進行實證研究，結果顯示，二十年一遇暴雨情景下，中心城區(qū)各行政區(qū)的道路內澇暴露性排序為：徐匯＞虹口＞普陀＞閘北＞長寧＞楊浦＞黃浦＞靜安＞盧灣；五十年一遇暴雨情景下，該排序為：徐匯＞閘北＞虹口＞普陀＞長寧＞楊浦＞黃浦＞靜安＞

11、盧灣?？傮w來說，中心城區(qū)的外圍行政區(qū)道路的內澇暴露性較大，這與歷史暴雨內澇的道路淹沒狀況基本一致。而后，僅僅使用五十年一遇的模擬情景，縮短空間尺度，以中心城區(qū)各街道為評估單位，按照相似的方法，對區(qū)域住宅的暴露性進行了分析，求得暴露性指數(shù)，并根據(jù)舊式住宅容易被淹及倒塌的事實，構造敏感性指數(shù)，對中心城區(qū)各街道住宅的脆弱性進行了評價，針對77個街道，據(jù)評價結果分析區(qū)域民居脆弱性產(chǎn)生的主要原因并進行分類。
　　 ⑻針對災害主要承災體、人

12、類社會系統(tǒng)的核心-人群，在情景模擬的基礎上，根據(jù)脆弱性概念及結構組成，強調人類自身抵御災害的能力，選擇代表性指標構建指標體系，客觀賦予各指標權重、構造模型，進行徐匯五十年-遇暴雨內澇情景下的人群脆弱性評估。最終的評價結果顯示：田林街道、凌云路街道、長橋街道、楓林路街道和漕河涇街道的人群脆弱性強；天平路街道、徐家匯街道和斜土路街道的人群脆弱性較強；虹梅路街道、康健新村街道、龍華街道和湖南路街道的人群脆弱性較弱：華涇鎮(zhèn)是人群脆弱性最弱的地區(qū)

13、。
　　 ⑼在對脆弱性曲線理論研究的基礎上，借鑒國際脆弱性曲線建立的兩種經(jīng)典方法，結合上海實際，針對洪（潮）災和暴雨內澇災害，根據(jù)歷史災情和假設的水災情景，首先，利用修正法，參照國內外的相關文獻，構建不同土地利用類型的水災脆弱性曲線，并利用ARCGIS進行空間展布，得到龍華鎮(zhèn)三種水位時不同土地利用類型的脆弱性分布圖。而后，在前人工作的基礎上，對合成法做出三大方面的改進，構造不同收入階層居住房屋結構及內部財產(chǎn)的脆弱性曲線，分別呈現(xiàn)

14、為水深-單位面積損失曲線與水深-損失（損失率）曲線，并利用ARCGIS進行空間展布，得到龍華鎮(zhèn)三種水位時居民建筑內部財產(chǎn)的脆弱性分布圖，針對“麥莎”臺風這一歷史典型內澇情景中受影響較大的天平街道，也對其居民建筑結構的脆弱性進行空間展布，以求確定防災減災的重點區(qū)域和重點保護對象、為決策提供科學的依據(jù)。
　　 綜上所述，本研究在多學科交叉基礎上，豐富、充實和發(fā)展城市災害脆弱性評估的理論和方法體系，針對上海水災的主要承災體-農業(yè)、舊式

15、民居、道路、人群、居住建筑及內部財產(chǎn)，基于災害情景，利用經(jīng)過改善的指標體系法、歷史災情的數(shù)理統(tǒng)計和脆弱性曲線三種方法，進行洪（潮）災和暴雨內澇情形下不同空間尺度區(qū)域的承災體脆弱性定量分析，多方法、多角度、多時空開展上海災害脆弱性評估與區(qū)劃研究，并建立災害脆弱性評估的方法體系及程序規(guī)范。自然災害系統(tǒng)非常復雜，自然災害脆弱性評估是一個涉及災害學、風險學、地理學等多學科交叉的研究課題。本研究雖然在城市脆弱性評估和區(qū)劃的研究上做了部分有益的探索