基于应急基础数据库的城市防震减灾能力评价指标研究
2020-10-08
来源:好走旅游网
第30卷第2期 华 南 地 震 V01.30.No.2 2010年6月 SOUTH CHINA JOURNAL OF SEISMOLOGY Jun.,2010 基于应急基础数据库的城市防震减灾 能力评价指标研究 何 萍,陈晓发,傅冠华 (f-东省地震局.广东广州51007O) 摘要:城市防震减灾能力是一个涉及因素众多的复杂体系.对它的评估也是涉及到地震科学、 社会科学和经济科学的交叉学科问题。对城市承受地震灾害能力进行科学合理的评估并有针 对性的加强其薄弱环节是减轻城市地震灾害的有效方法之一 在已有的防震减灾能力评价体 系研究的基础上,利用现有的地震应急基础数据库数据项.提出一个简化的城市防震减灾能 力指标体系.快速评估城市的防震减灾能力 关键词:地震灾害:防震减灾能力:地震应急基础数据库 中图分类号:P315.9 文献标识码:A 文章编号:1001—8662(2010)02—0036—10 引言 地震是危及国民经济建设和人民生命财产安全的突发性的自然灾害.也是人类面临的 最为严重的自然灾害之一。地震除了造成人身伤亡之外.还使建筑物遭到破坏,使公共设 施如交通、供电、供水、供气输油、通信等中断服务,继而引发水、火、疾病等次生灾害, 给社会生活带来极为严重的后果。比如2010年1月12 Et发生的海地大地震。由于城市大 部分建筑物的不设防,且人们的防震减灾意识差,给当地人们带来毁灭性的灾难.预计这 场浩劫造成了35万人的死亡[1]。灾难的发生,使我们对地震这种自然灾害产生强烈的恐惧, 一想到地震就会联想到巨大的伤亡 但紧接着发生的2010年2月27日智利M8.8级地震却 给人们带来了某种程度的改观.虽然这次地震是该国5O年来遭受的最严重的地震并伴随多 次强余震.但是地震造成的死亡人数仅为507人,这个数字包括了众多震后海啸中的丧生 者[2] 巨大地震的低死亡率得益于当地人们良好的防震减灾意识及对建筑精巧的抗震设计和 严格的工序监督 智利地震告诉人们地震并不可怕.只要我们做好相应的防震减灾措施, 只要我们提高城市的防震减灾能力。我们就有希望也有能力把地震带来的灾难降到最低 收稿Et期:2008—03—24 基金项目:中国科学院中国重大自然灾害风险等级综合评估技术研究(2008BAK50B03—03—02) 作者简介:何萍,女,1978年生,工程师,主要从事地震应急及地震灾害的研究. E—mail:heping@gdsin.net. 2期 何 萍等:基于应急基础数据库的城市相对防震减灾能力评价指标研究 37 本文在前人已有的防震减灾能力评价体系研究的基础上,利用现有地震应急基础数据 项,提出一个简单易算的城市相对防震减灾能力评价指标,使人们对目前现有城市的地震 减灾能力有一个初步的了解.有利于防震减灾工作的科学决策,对有效减轻地震灾害所造 成的损失将起到积极的作用。 1 城市防震减灾能力评价体系 城市防震减灾能力的研究涉及诸多学科.国内外并没有一种合理的公认的定义。目前 学术界比较接受的防震减灾能力[ ]是指一个城市确保其地震安全的能力。根据地震灾害对一 个城市造成破坏和损失的特点。用以下三个方面来判断一个城市对地震的安全性:(1)一 次地震中人员伤亡的数量:(2)一次地震中的经济损失的多少;(3)震后为了恢复社会正常 的生产和生活秩序所必须的恢复时间长短。有了防震减灾能力的概念,如何评价城市防震减 灾能力是当今社会对地震工程和地震科学提出的一个需要迫切解决的极具挑战性的课题。 2000年.谢礼立院士等综合并发表了目前城市防震减灾研究工作成果,在国家973计 划(国家重点基础研究发展规划)项目中,在国际上率先开展了“防震减灾能力评价与评 价指标体系的建立”课题的研究.并提出了一套具体的城市防震减灾能力评价方法[引。图1 为他所提出的城市防震减灾能力层次分析体系结构图 城市防震减灾能力 地震危险性 评价能力 地震监测 预报能力 工程抗震 能力 社会经济 防灾能力 非工程 减灾能力 应急和恢复 能力 -_1l设计地震 _动小区划 _J监测能力 _l l城市政治 政府职能 『医疗救护 _1建筑结构 __1 状况 I 能力 lf地面破坏 --1预报能力 _f _1I生命线 I城市人口 I小区划 系统 __1 资源 -【群众减灾 f物资存储 意识 _l1 能力 t次生灾害 J城市财富 J法规保障 J其他方面 __1 状况 l 体系 u_1应急能力 ll地震地质 灾害 __1 因素 l城市外部 图1城市防震减灾能力体系指标框架 Fig.1 Framework of indexes system for evaluating the urban ability of reducting earthquake disasters 此后张风华[5],郑宇[ ,熊国锋[ 、李莉t。]等人先后分别在谢礼立的研究基础上提出自 己的评价指标体系,并给出了相应的权限值。 2007年高庆华[9】等人提出了区域减灾基础力与相对减灾基础能力的概念中.并给出了 38 华南地震 30卷 我国区域减灾能力分布图 而本文提出的相对防震减灾能力评价指标也是建立在谢礼立的研究基础上 笔者认为 目前提出的已有的防震减灾评价体系及评价指标都是建立在该城市或该区域现有地震烈度 风险研究基础上,工程抗震能力推算也是基于现有的地震烈度风险研究的基础上.在这种 评价体系下得出的防震减灾能力是相对的,因此本文把这种防震减灾能力定义为相对防震 减灾能力 2地震应急基础数据库 地震应急基础数据库是中国地震局“十五”地震应急建设项目的重要组成部分.它是 目前地震应急工作的核心环节和主要工作内容 地震应急数据库在整个地震应急的总体流 程中.起着关键性的作用。它包括了如下八大类数据。 (1)地图类。包括基础地理图、基础地貌图、行政区划图(省界、地市界、县(区) 界以及乡镇(街道)分布图、城区内重点目标分布。 (2)社会经济统计类。包括人口、房屋、经济统计数据(以乡镇(街道)单位,人口 及经济类数据要求一年一次更新)。各市大型企业的经济及房屋统计表。 (3)地震基础数据类。包括地质背南 、活动构造、地震区划、地震活动、重点监视防 御区、地震台网、历史地震灾害以及救灾案例等数据。 (4)灾害影响背景类。包括战略要害部位(如核电站、电力枢纽、重要机场等),生命 线工程(区域的通信干线、公路干线、铁路干线、桥梁隧道、电力干线、大型油气输送管 线,城市的公路和桥梁、市内道路和立交桥),次生灾害源(火灾、爆炸危险源如大型油气 储罐区、炼油厂、化工厂、炸药厂、危险品仓库等,毒气泄漏危险源如光气厂及其他重大 毒气源等),地质灾害危险(崩塌、滑坡、泥石流等),问接经济损失部位(大型制造业工 厂、电力枢纽、重要港15、重要交通枢纽等),严重社会影响部位(毗临港澳台地区,侨 乡.国家级旅游景点和国家级文物保护单位等)。 (5)灾害相关因素类。包括与地震灾害相关的气候气等因素的有关数据。 (6)救灾力量储备类。包括地震紧急救援队、军队与武警部队、消防力量、医疗救护 力量和物资储备中心的分布、数量、构成等数据。 (7)震时紧急联络类。包括各级地震部门、各类应急救援队、各级政府及有关职能部 门、军队与武警部队的联络数据。 (8)地震应急预案类。包括各级地震部门、各级政府及有关职能部门的破坏性地震应 急预案。 “十五”期间.在全国31个区域级抗震救灾指挥部都分别建立了地震应急基础数据库. 数据库格式统一,方便共享与交流,是我国地震应急工作中的宝贵资源。在2008年的汶川 地震中.地震应急基础数据库发挥了重要作用I10]。以地震应急基础数据库为基础来建立城 市相对防震减灾能力评价指标.考虑到可以充分利用目前数据库已有各类数据.指标一建 立.只要数据库内的相应数据项数据完整就可以对全国任何城市进行简单的城市相对防震 减灾能力评价。 2期 何萍等:基于应急基础数据库的城市相对防震减灾能力评价指标研究 39 3 以地震应急基础数据库为基础的城市防震减灾能力评价指标的初 步建立 在城市防震减灾能力评价指标的建立过程中本文亦将围绕三项基本评判准则,即(1) 一次地震中人员伤亡的数量;(2)一次地震中的经济损失的多少;(3)震后为了恢复社会 正常的生产和生活秩序所必须的恢复时间长短。通过分析影响防震减灾能力的诸系统.选 取影响要素时参考了刘莉[s]的研究成果,确定了六大影响要素。结合应急基础数据库中已 有的数据库逐层逐级建立起一个较完整的综合防震减灾能力评价体系 城市防震减灾能力 评价指标的计算借鉴了郑宇[ ]的研究成果 (1)总体层即为城市相对防震减灾的总体能力 (2)系统层,即六大影响要素:地震危险性分析能力、监测预报能力、工程设施抗震 能力、社会经济能力、非工程防御能力和震后应急救援与恢复能力 (3)状态层即相应系统层的影响因素。 (4)要素层则为具体的衡量指标,即实际应用的数据项,在本文中则为应急基础数据 / 库内的数据项 状态层及要素层的确定主要是基于两个原则.一个是与系统确实存在关联,且起到非 常重要的作用,二是尽量使用基础数据库中已有的数据项。下图是本文所使用的相对城市 防震减灾能力层次分析体系结构图 城市防震减灾能力 地震 危险 性分 析能 力 监 测 预 报 能 力 工程 设旅 抗震 能力 城市政 治、人 口、经 灾 害 管 理 应急 救助 与恢 复重 建能 力 济资源 及对外 辐射能 力 能 力 城 市 城 市 前 兆 观 测 震 厶 口 建 筑 物 抗 震 能 力 活 震 动 层 探 测 害 预 测 测 手 段 网 密 度 生 命 线 系 统 抗 震 能 力 次 生 灾 政 治 状 况 害 防 御 能 力 人 文 资 源 对 外 辐 身 能 力 政 职 府 组 能 织 的 防 震 政 非 府 应 急 救 助 能 力 恢 复 重 建 能 力 减 灾 能 力 图2城市防震减灾能力的评价层次模型 Fig.2 The hierarchy model for the assessment of city’s ability of reducing earthquake disasters 华南地震 30卷 下表为相对防震减灾能评价指标体系的构成及要素层的定量方法。 表1 防震减灾能评价指标体系的构成及要素层的定量方法 Table 1 Framework of indexes system for evaluating the urban ability of reducing earthquake disasters and the element-level valuation 总体 层 系统层 状态层 变量层 与此对应的应 急基础数据库 定量分的确定方法及标准 中的数据项 地震危险性 地震危险性 是否做过城市活动层探测6 分析能力曰 分析能力 是否为做过震害预测6 活动断层 做过城市活动断层探测及震 害预测项目定量分定为1只 .做过其中之一项目定量分定 量分为0.5.两项都没做定量 分为O 具体定量方法见文献[6],按 监测预报能 监测能力力M 肘 前兆观测手段m 地震台站 前兆观测手段占总观测手段 的百分比 测震台网密度m 具体定量分见文献[8] 城市抗震设防的建构筑物面 区县中城区 房屋统计比 按所有房屋设防建构筑物抗 积占总建筑面积的比率e震能力 城 E-。 .定量值为 (0.5) 市 防 其它定量值为设防建构筑 农居抗震设防的建构筑物面 区县中农村 房屋统计比 物面积占总积的比 积占总建筑面积的比率e。: 例表 .例表 1生命线系统 震 减 灾 能 抗震能力 (0.3) 隧道分 全部设防为1.80%以上设防 生命线系统加固设防水平e布图,港口、码 为0.8.50%一80%设防为O.5. : 头分布 50%以下设防为0分 、桥梁5%及以上取定量分O老旧民房集中区木质建筑百 地市房屋总体 分比e 31 统计表 力 每少 1%.定量分加O.2.此定量标准 参考文献 :工程性设施 消防能力e 消防力量 每个消防站的责任区面积平 均能达到6 kmz,取值为1,8 10 km为1.否则为0 抗震能力E 次生灾害防 御能力 B(0.1) 城市内化工厂、化肥厂和农 毒气泄露、爆炸、放射性污染 重大火灾、爆 厂的数目多()100),取定量分 炸、有毒、放射 为0;数目一般多(10—100), 源个数e 危险源分布图 定量分为05;很少或没有(< .10),取1 全部设防为1.80%以上设防荛 水库和堤坝的设防能力e 水库分布图 0.8,50%~80%设防为O.5,50 以下设防为0分 地震地质灾 在人口密集区是否有滑坡、 害防御能力 崩塌等地质灾害分布源e 崩塌、滑坡、泥 在人口密集区存在一个以上 石流危险区分 滑坡及崩塌灾害源的定量分 (0.1) 布图.居民点 取0.否则取l 分布图 2期 何萍等:基于应急基础数据库的城市相对防震减灾能力评价指标研究 4l (续上表) 总体 与此对应的应 层 系统层 状态层 变量层 急基础数据库 定量分的确定方法及标准 中的数据项 政治状况 C・城市行政级别c 。 按首都、直辖市、省会、地区级 城市般城市分为5级,定 一、(0.1) 量分取值分别为0、0.25、0.5、 0.75、1。 人文资源 (0.4) 人口密度。21 人口统计 以1000人,km2为标准.此时 取定量分O.5;以此类推,人口 密度每少100人.定量分加 城市政治、 人口经济资 源及对外辐 射能力C 经济状况 G(0.4) 城 市 0.1;每多100人,定量分减 0.1 人均GDPc 人均GDP为1万元.取值为 1.之后每增加l万元。定量分 国民经济统 减少0.1分 计表 以o9年广东省各市进出口贸 进出口贸易额c 易额的平均值为基准.大于此 值的定量分取O小于此值的 .定量分取1 防 震 减 城市是周围地区的经济中心对外辐射能 经济外部因素c4I 力G4(0.国民经济统 计表 灾 能 力 1) . 取定量分1;否则.取定量分 05 .交通外部因素c 交通 若城市是周围的交通枢纽.定 量分为0.否则为1 各级政府及重点企事业单位\ 政府职能 D-(0.7) 灾害管理 地震应急预案内容及相应工 地震应急预 学校医院等预案完备定量分 作体系建立的完备情况d。。 案表 为1.各级政府预案完备定量 分为O.5.否则为0 能力D 非政府组织 防震减灾助理员及地震救援 以防震减灾助理员及地震救 的防震减灾 灾情速报网 援志愿者占人口总数的百分 志愿者占人口总数的百分比 络人口统计 比为基数.大于此数定量分为 能力Dz(00) 如l 1小于此数定量分为0 、.生命线系统抗震能力r¨ 桥梁、隧道分 全部设防为1.80%以上设防 布图,港口、码 为0.8,50%-80%设防为05, .头分布 50%以下设防为O分 每l0万人享有的病床数 J应急救助与 应急救助能 恢复重建能 J (O.5):当每1O万居民的病床 数达到750张以上时.取定量 力R 力R。(0.5) 医院分布和救护能力 分为1当每10万居民的病 医院医疗力量 床数小于350张时.取定量分 。为0。其数量则以插值计算 每10万人享有的医生数(0.5): 若城市内平均每10万人享有 100名以上的医生时.取定量 42 华南地震 30卷 (续上表) 总体 层 系统层 状态层 变量层 与此对应的应 急基础数据库 定量分的确定方法及标准 中的数据项 分为1:若平均仅有100名 应急救助与 恢复重建能 力 下的医生时,取定量分为0 其中数量则以插值计算 物资储备库分 布图救灾物资 若区域内无物资储备.定量分 应急救助能 物资存储能力 力R (0.5) 城 市 仓库明细表 为O.有则为1 防 震 抢险救灾能力 减 灾 能 力 城市政治经济重要性r2。 军队与武警联 若存在军队与武警部队.专业 系专业救灾队 救灾队伍及各种行业抢险勃 伍伍,定量分为1,存在两种,定 行业抢险救 灾队伍 量分为0.7.若只存在其中一 种定量分为0.5 按首都直辖市、省会、地区级 城市政治经济 城市般城市分为5级.分 ..、一、重要性 恢复重建能 别取定量分为1、0.75、0.5、 0.25、0 国民经济统计 人均GDP为1万元力R:(0.5) 震区经济资源r22 表人口表 交通的可通达性 交通 取值为 0.5,之后每增加1万元,定量 分加01分,直至1,反之减0.1 ..若城市是周围的交通枢纽. 则给定量分为1.否则为0 4评价体系的计算方法 从变量层一状态层 2(6。+62) B M }( +ml ) 4 ∑p Ei 4 E C ∑ Ci i=t (1) D ∑ D =1 ∑ R =1 2期 何 萍等:基于应急基础数据库的城市相对防震减灾能力评价指标研究43 争(el。+e12) e2l Ei (2) }(e, 。+e,, ) e41 状态层 系统层 E=plEl+p2 +p3E3+p4 ; P为权重系数Pl=O.6,P2=0.2,P3--0.1,P4:o.1 C=plCl+p2C2+p3G+p4 P为权重系数Pl=0.1,P2=0.4,P3=0.4,P4:0.1 D=plDl+p2D2,P为权重系数,p1=0.5,p2=O.5 R=p1Rl+p2R2,P为权重系数,Pl=0.5,p2=0.5 权重系数p大多参考张风华,郑宇,熊国锋、李莉等人的研究。 系统层 目标层 A=p1B+P2M+p3E+p4C+p5D+P6R 张风华就地震危险性评价能力、地震监测预报能力、工程抗震能力、社会经济防灾能 力、非工程减灾能力及应急和恢复能力这六方面对于评估防震减灾能力的重要性程度调查 咨询了几位地震专家.通过这种专家调查法得到了一组贡献率值,也即权重。本文拟引用 这一调查数据。见下表。 表2各系统层的权重 Table 2 The system-level weights 5算例 现将上述建立的城市防震减灾能力评估模型,结合现有的广东省地震应急基础数据库 内的基础数据.应用于广州市进行相对防震减灾能力评价分析。 关于具体的指标取值过程在此不一一详述.下面将列出广州市的变量取值表及评价分析 结果。 最后.计算得出广州市的A=0.655 该评价结果表明,广州市的综合防震减灾能力在满分1的评价条件下得分约为0.66, 总体相对防震减灾能力一般。仍需注意防震减灾的投入,特别是加大农居房舍的抗震设防 力度.从而提高整体相对防震减灾能力。 华南地震 30卷 表3广州市防震减灾能力指标变量值 6结论 本文在已有的防震减灾能力评价体系研究 的基础上。利用现有的地震应急基础数据库里 Table 3 The index values of ability of reducing earthquake disasters of Guangzhou ciy t的数据项,提出了城市相对防震减灾能力的评 价方法,在实际应用中具体指标的设定及其评 价标准的建立上可能还不太严谨和细致.有待 于以后的进一步研究 参考文献 [1]http://news.sina.com.cn/w/10-01—26/09 16994615s. shtml 『2]http://news.sohu.com/s 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Keywords: Earthquake Disaster;The ability of reducing earthquake disasters; Eanhquake emergency database