城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

王祚+盧璇+楊子琪+張雨馨+馬保成

摘 要：結(jié)合城市內(nèi)澇典型案例、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及內(nèi)澇成因分析，以城市排水系統(tǒng)作為承災(zāi)體，基于AHP建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，科學(xué)量化內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

關(guān)鍵詞：市政排水系統(tǒng)；內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)；層次分析法；指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）02-0035-03

Abstract： In view of typical cases of urban waterlogging， field investigation and analysis of the causes of waterlogging， this paper takes urban drainage system as disaster bearing body， and based on the establishment of risk assessment model， scientific quantification of internal waterlogging risk grade is conducted.

Keywords： municipal drainage system； waterlogging risk； analytic hierarchy process； indicators

引言

城市遭受洪災(zāi)往往會(huì)影響市民生產(chǎn)、生活質(zhì)量，甚至威脅人民生命、財(cái)產(chǎn)安全，特別是近幾年，受全球氣候變暖及極端天氣影響，我國(guó)不少城市頻頻發(fā)生暴雨積水、內(nèi)澇災(zāi)害事件，并造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)已成為研究熱點(diǎn)之一。

本文借助內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法建立數(shù)學(xué)模型，科學(xué)量化內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

1 城市內(nèi)澇災(zāi)害成因分析

2015年8月2日～3日，據(jù)統(tǒng)計(jì)，咸陽市區(qū)24小時(shí)平均降雨量達(dá)31.4mm，局地超過50mm，強(qiáng)降雨使城市部分路段嚴(yán)重積水內(nèi)澇，而西咸新區(qū)灃西新城海綿城市試點(diǎn)區(qū)卻沒有造成明顯積水。

城市內(nèi)澇發(fā)生在雨季，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)正常運(yùn)行，已成為制約城市發(fā)展的重要因素，其成因是多方面的。根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)理論：孕災(zāi)環(huán)境是指內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展與演變過程所處的空間條件；致災(zāi)因子指可能造成內(nèi)澇災(zāi)害的敏感因子；承災(zāi)體指內(nèi)澇災(zāi)害的承受者，包括排水系統(tǒng)在內(nèi)的城市基礎(chǔ)設(shè)施等；災(zāi)情是特定孕災(zāi)環(huán)境與致災(zāi)因子條件下，內(nèi)澇災(zāi)害所造成的受災(zāi)情況[1-3]。

2 城市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)

Maskrey（1989）認(rèn)為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是危險(xiǎn)性與易損性之代數(shù)和，即危險(xiǎn)性+易損性。本文根據(jù)該定義進(jìn)行城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并重點(diǎn)從致災(zāi)因子、承災(zāi)體等因素提出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)。

3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的研究

3.1 層次分析法及其基本原理

層次分析法（Analytic Hierarchy Process），是對(duì)一些較為復(fù)雜、較為模糊的問題作出決策的簡(jiǎn)易方法，特別適用于難于完全定量分析的問題。

3.2 結(jié)構(gòu)模型

經(jīng)綜合分析城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇形成原因，將城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系分為三層，如表2所示。

3.3 構(gòu)造判斷矩陣

（1）為了確保權(quán)威性和準(zhǔn)確性，在構(gòu)造判斷矩陣前，采用專家分析評(píng)分形式，得到層次結(jié)構(gòu)模型中的各指標(biāo)重要性單排序。

（2）在各個(gè)層次上對(duì)此層指標(biāo)逐個(gè)進(jìn)行比較，得出數(shù)值判斷矩陣如下：

在確定各層次、各因素之間的權(quán)重時(shí)，采用Saaty的建議引用1～6及其倒數(shù)作為標(biāo)度。判斷矩陣A具有基本一性，由各指標(biāo)的重要性構(gòu)建判斷矩陣，得到結(jié)果見表3～表5。

由上表得到各層的判斷矩陣為：

（3）計(jì)算單排序的權(quán)向量及一致性檢驗(yàn)。

a.求權(quán)向量

b.一致性檢驗(yàn)

計(jì)算判斷矩陣的最大值？姿max

將矩陣A-An的wi和（Aw）i代入（7）得：

（1）計(jì)算一致性指標(biāo)CI

（2）根據(jù)下表查出相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI

）

從上表中可查出檢驗(yàn)成對(duì)比較矩陣A一致性的標(biāo)準(zhǔn) RI=0.58

（3）計(jì)算一致性比例CR

CR= = =0.0258<0.1

同理可得

B-Bn的各項(xiàng)數(shù)值：

？姿max=3.013，CI=0.0065 CR=0.0112<0.1

R-Z的各項(xiàng)數(shù)值：

？姿max=2，CI=0 CR=0<0.1

由上可知，A、B、R的不一致程度處于容許范圍內(nèi)，具有滿意的一致性，可以通過一致性檢驗(yàn)。故用其歸一化特征向量為權(quán)向量。

（4）計(jì)算組合權(quán)向量（見表10）

3.4 影響風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的等級(jí)劃分（見表11）

3.5 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

式中：ai-根據(jù)各等級(jí)劃分所賦值（i=1，2…6）；wi-各指標(biāo)對(duì)應(yīng)所占權(quán)重（i=1，2…6）

為便于衡量洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度，將洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性劃分為四個(gè)等級(jí)，分別有：高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)、極低風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)上式求得R查下表，即可得出對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

4 結(jié)束語

本文以城市排水系統(tǒng)為研究對(duì)象，在資料收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，基于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)理論，結(jié)合城市內(nèi)澇的成因，提出了內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，通過層次分析法建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)學(xué)模型，為量化內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)提供了方法。

參考文獻(xiàn)：

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