城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)用

何振東

摘 要：本文基于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析理論，分析研究城市內(nèi)澇發(fā)生的原因，以北京市為研究對(duì)象，分析極端天氣下內(nèi)澇帶來(lái)的危害，并對(duì)當(dāng)前城市于洪研究所面臨的主要問(wèn)題和未來(lái)需要重點(diǎn)研究的方向進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：城市內(nèi)澇;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;風(fēng)險(xiǎn)分析

近十年來(lái)，全球氣候不斷升高，極端天氣事件頻繁發(fā)生，由極端降雨引起的城市內(nèi)澇對(duì)我國(guó)各大城市人類安全和社會(huì)財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。本文以洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為切入點(diǎn)，以北京市為研究對(duì)象，分析內(nèi)澇誘發(fā)機(jī)制，著重研究因極端天氣引起的城市內(nèi)澇其危險(xiǎn)性和嚴(yán)重性。

1 研究背景與意義

隨著全球氣候不斷變暖，洪水、特大暴雨、異常高溫等極端天氣時(shí)間的出現(xiàn)次數(shù)相比以往有著明顯增加，已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。由極端降雨引起的城市內(nèi)澇對(duì)我國(guó)各大城市人類安全和社會(huì)財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方程“風(fēng)險(xiǎn)=可能性×嚴(yán)重性”的評(píng)估方式僅能夠大致確定風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，無(wú)法確定其具體發(fā)生的位置以及嚴(yán)重程度，因此城市內(nèi)澇災(zāi)害需要更為適合的評(píng)估方式。本文基于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論開(kāi)展北京城區(qū)內(nèi)澇問(wèn)題研究，通過(guò)搜索氣象數(shù)據(jù)、以往新聞數(shù)據(jù)、人口分布數(shù)據(jù)、地理高度數(shù)據(jù)，建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，綜合考慮雨量、地形、人口數(shù)量等因素，對(duì)北京市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展評(píng)估預(yù)測(cè)工作。為北京城市防汛工作提供科學(xué)參考，提高對(duì)城市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的防御能力，盡可能減少財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失。

2 北京城區(qū)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)分析方法

2.1 城市內(nèi)澇機(jī)制分析

城市內(nèi)澇是城市內(nèi)自然降雨但排水受阻引發(fā)的災(zāi)害，是人類與自然共同作用的結(jié)果。其形成必須具備以下條件：（1）存在誘發(fā)內(nèi)澇的因素（致災(zāi)因子）;（2）形成內(nèi)澇災(zāi)害的環(huán)境（孕災(zāi)環(huán)境）;（3）內(nèi)澇發(fā)生范圍內(nèi)有人類的活動(dòng)（受災(zāi)體）。城市內(nèi)澇災(zāi)害的致災(zāi)因子為持續(xù)暴雨，它決定了城市內(nèi)澇的危險(xiǎn)性;孕災(zāi)環(huán)境為城市自身排水環(huán)境，決定了城市內(nèi)澇發(fā)生的難易度;受災(zāi)體為市內(nèi)居民，居民的密集程度決定了城市內(nèi)澇的損害程度。三者相互作用、相互聯(lián)系，形成了一個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)、功能、特征的復(fù)雜體系。

2.2 城市內(nèi)澇危險(xiǎn)性分析

城市內(nèi)澇的主要成因是自然極端天氣引發(fā)的極端降雨，降雨強(qiáng)度決定了單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)地表的水量，分析極端降雨的特點(diǎn)對(duì)城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必要步驟，因此要分析極端降雨持續(xù)的時(shí)間及強(qiáng)度。對(duì)兩者綜合分析考慮，選取1小時(shí)最大降雨量代表極端降雨的強(qiáng)度，是內(nèi)澇分析的重要指標(biāo)，24小時(shí)最大降雨量在地區(qū)分布上具有代表性，能夠反映暴雨對(duì)各個(gè)區(qū)域的不同影響。

2.3 城市內(nèi)澇敏感性分析

城市內(nèi)澇的敏感性由城市本身環(huán)境所決定，即城市本身下墊面、地形、排水速率等指標(biāo)構(gòu)成。本文選取海平面高度作為主要判斷點(diǎn)，查看北京市內(nèi)各下沉式立交橋的排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，于地圖進(jìn)行標(biāo)注具有高敏感性的區(qū)域。

2.4 城市內(nèi)澇易損性分析

決定城市內(nèi)澇易損性的是城市內(nèi)的受災(zāi)體，受災(zāi)體不僅包含人口數(shù)量，同時(shí)包含區(qū)域內(nèi)的交通、建筑、公共設(shè)施等內(nèi)容，本次研究?jī)H考慮人口密度和交通這兩個(gè)因素。其中人口密度是以北京市轄區(qū)范圍作為劃分依據(jù)。交通因素主要是呈時(shí)間、空間分布特點(diǎn)明顯，以早晚高峰時(shí)段空間三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)主路最為繁忙，若產(chǎn)生內(nèi)澇必然對(duì)早晚高峰交通造成影響。

3 城市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例應(yīng)用

3.1 北京市內(nèi)澇危險(xiǎn)性

根據(jù)2018年北京市各區(qū)平均降水量數(shù)據(jù)，分析評(píng)估城市內(nèi)澇危險(xiǎn)性，能夠得出北京懷柔、密云、通州、順義、平谷、房山等地區(qū)的暴雨危險(xiǎn)性指數(shù)相對(duì)較高，出現(xiàn)暴雨的可能性大。但懷柔、密云、平谷等地下墊面硬化區(qū)較少，不易發(fā)生城市內(nèi)澇，而降雨量較多且城鎮(zhèn)化較為發(fā)達(dá)的朝陽(yáng)區(qū)，其地勢(shì)低洼處易引發(fā)城市內(nèi)澇。

3.2 北京市內(nèi)澇敏感性

根據(jù)北京市高程數(shù)據(jù)，北京市西、北、東三面環(huán)山，山區(qū)的地勢(shì)起伏大，這種地性特征一般不引起積水內(nèi)澇。平原地區(qū)從地圖上看更容易引起內(nèi)澇。北京市區(qū)及東南側(cè)的區(qū)縣因地勢(shì)較低，更易發(fā)生城市內(nèi)澇現(xiàn)象。

3.3 北京市內(nèi)澇易損性

人和經(jīng)濟(jì)實(shí)體是自然災(zāi)害的首要沖擊對(duì)象，因此北京市人口數(shù)量越密集的區(qū)域受到內(nèi)澇影響越大，北京市五環(huán)內(nèi)的區(qū)域人口占比較高，以二環(huán)到五環(huán)人口最為集中，在三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)的主路是洪澇災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的區(qū)域。內(nèi)澇對(duì)這些區(qū)域地勢(shì)較低的地區(qū)有著較強(qiáng)的后果嚴(yán)重性。

4 北京市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合分析結(jié)果

將城市內(nèi)澇的危險(xiǎn)性、敏感性以及受災(zāi)易損性綜合分析后，得出風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域，主要集中在西直門橋、建國(guó)門橋，北京西站北廣場(chǎng)、公主墳橋、麗澤橋、六里橋、航天橋、三元橋、大紅門橋、京良路、八角橋等下水不暢的道路及下沉式立交橋，其中下沉式立交橋風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)相對(duì)較高。這些地點(diǎn)與北京市內(nèi)澇發(fā)生位置基本相同。

5 結(jié)論

此次評(píng)估能夠看出，城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要由降雨的可能性與降雨量、城市自身排水結(jié)構(gòu)和受災(zāi)人口密度和交通狀況等多個(gè)指標(biāo)有關(guān)，從歷史記錄來(lái)看，城市內(nèi)澇發(fā)生的位置與本文分析結(jié)果基本一致。因此預(yù)防減輕城市內(nèi)澇帶來(lái)的損害可以從改進(jìn)城市地下排水系統(tǒng)入手，開(kāi)展地下排水系統(tǒng)升級(jí)、增建排水設(shè)施、下沉式立交橋改造及增設(shè)抽水泵等工作，降低內(nèi)澇發(fā)生的可能性，減輕洪澇災(zāi)害的危害程度。除此之外，還可利用地理信息系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行整合，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行分析，進(jìn)而定性進(jìn)行分析，使得分析結(jié)果更為準(zhǔn)確。在此基礎(chǔ)上，可用于城市應(yīng)急管理系統(tǒng)，為城市防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)增磚添瓦。

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