关键词:
多灾种
地震-滑坡灾害链
物理脆弱性
指标模型
耦合物理脆弱性
摘要:
我国孕灾环境复杂,自然灾害频发,各类灾害发生往往伴随一系列次生灾害,造成损失重大。在此多灾种特征突出的背景下,新时期国家防灾减灾救灾业务需求从应对单一灾种向综合减灾转变,多灾种灾害风险防范成为前沿问题,亟待提高多灾种综合风险评估与防范能力。风险评估涉及危险性和脆弱性两个方面,现有的脆弱性评估多从经济、社会和生态三个维度上来选择评价指标,较少触及承灾体的物理维度,导致多灾种承灾体物理脆弱性研究投入不足,尤其缺乏土木工程专业领域的研究视角。多灾种物理脆弱性研究多依赖专家意见建立指标体系,极少在模型中考虑灾害间关系及其对脆弱性的影响,使得模型尚存在指标选取及赋值依据不明确、多灾种对脆弱性耦合作用未厘清等问题,难以恰当地纳入风险评估体系中,为多灾种风险评估服务。本文以国家重点研发计划为依托,选择房屋建筑承灾体为研究对象,针对地震-滑坡灾害链,采用灾情资料分析、文献理论分析、专家调查法、层次分析法等研究手段,探索地震-滑坡灾害链作用下房屋建筑物理脆弱性指标模型的构建方法。主要内容及成果如下:(1)地震、滑坡单灾种物理脆弱性影响因素分析。根据房屋抗灾特征,选取结构类型、建造年代、设防烈度等影响因素定性分析其对抗灾能力的影响规律。根据灾情数据统计,计算震害指数量化各因素分类下的房屋破坏程度。以结构类型为例,基于不同结构的受力、抗震特点,研究普遍认为钢筋混凝土框架结构的抗震性能优于砖混结构,进而优于砖木结构与其他结构。四类结构的平均震害指数在0.26-0.60之间,且依次增大,与定性分析结果具有一致性,可以为指标选取及赋值提供理论依据。(2)地震-滑坡灾害链耦合物理脆弱性分析。通过探究灾害链作用下物理脆弱性的变化过程,明确了灾害链耦合物理脆弱性呈放大效应,即物理脆弱性在灾害链作用过程中不断增大,大于单灾种叠加。通过分析链式连锁反应公式的应用对象和范围,提出了耦合物理脆弱性计算公式,建立了耦合脆弱性与单灾种脆弱性之间的数学关系。与单灾种叠加对比分析表明,耦合物理脆弱性计算公式合理表征了放大效应,可以用于耦合物理脆弱性指数计算。(3)地震-滑坡灾害链物理脆弱性指标模型构建。基于专家调查,建立了结构类型、建造年代、设防烈度、建筑层数、设计建造水平、地形坡度、距河流距离共七个指标作为指标体系,首次在模型中纳入了设计建造水平这一指标考虑其对抗震能力的重要影响。采用层次分析法对地震、滑坡作用下的指标分别赋予了权重。对地震而言,设计建造水平、设防烈度对物理脆弱性作用更大,对滑坡而言,地形坡度、距河流距离对物理脆弱性影响显著。(4)地震-滑坡灾害链物理脆弱性指标模型示范研究。基于Arc GIS平台,通过遥感解译、实地调研、GIS分析形成地震-滑坡灾害链建筑物理脆弱性等级评价图。评价结果为研究区内地震物理脆弱性整体呈低脆弱性,滑坡、地震-滑坡灾害链物理脆弱性呈中等脆弱性,符合震害经验及理论分析。