城市內(nèi)澇風險評估及應(yīng)用

何振東

摘 要：本文基于災(zāi)害風險分析理論，分析研究城市內(nèi)澇發(fā)生的原因，以北京市為研究對象，分析極端天氣下內(nèi)澇帶來的危害，并對當前城市于洪研究所面臨的主要問題和未來需要重點研究的方向進行展望。

關(guān)鍵詞：城市內(nèi)澇;風險評估;風險分析

近十年來，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)澇對我國各大城市人類安全和社會財產(chǎn)帶來嚴重損害。本文以洪澇災(zāi)害風險評估為切入點，以北京市為研究對象，分析內(nèi)澇誘發(fā)機制，著重研究因極端天氣引起的城市內(nèi)澇其危險性和嚴重性。

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間的出現(xiàn)次數(shù)相比以往有著明顯增加，已成為社會關(guān)注的熱點問題。由極端降雨引起的城市內(nèi)澇對我國各大城市人類安全和社會財產(chǎn)帶來嚴重損害。風險評估方程“風險=可能性×嚴重性”的評估方式僅能夠大致確定風險的發(fā)生，無法確定其具體發(fā)生的位置以及嚴重程度，因此城市內(nèi)澇災(zāi)害需要更為適合的評估方式。本文基于災(zāi)害風險理論開展北京城區(qū)內(nèi)澇問題研究，通過搜索氣象數(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)，建立風險評估體系，綜合考慮雨量、地形、人口數(shù)量等因素，對北京市洪澇災(zāi)害風險開展評估預(yù)測工作。為北京城市防汛工作提供科學(xué)參考，提高對城市內(nèi)澇災(zāi)害風險的防御能力，盡可能減少財產(chǎn)經(jīng)濟損失。

2 北京城區(qū)內(nèi)澇風險分析方法

2.1 城市內(nèi)澇機制分析

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（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，降雨強度決定了單位時間內(nèi)到達地表的水量，分析極端降雨的特點對城市內(nèi)澇風險評估的必要步驟，因此要分析極端降雨持續(xù)的時間及強度。對兩者綜合分析考慮，選取1小時最大降雨量代表極端降雨的強度，是內(nèi)澇分析的重要指標，24小時最大降雨量在地區(qū)分布上具有代表性，能夠反映暴雨對各個區(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、排水速率等指標構(gòu)成。本文選取海平面高度作為主要判斷點，查看北京市內(nèi)各下沉式立交橋的排水結(jié)構(gòu)進行分析，于地圖進行標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，本次研究僅考慮人口密度和交通這兩個因素。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間、空間分布特點明顯，以早晚高峰時段空間三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)主路最為繁忙，若產(chǎn)生內(nèi)澇必然對早晚高峰交通造成影響。

3 城市內(nèi)澇災(zāi)害風險評估實例應(yīng)用

3.1 北京市內(nèi)澇危險性

根據(jù)2018年北京市各區(qū)平均降水量數(shù)據(jù)，分析評估城市內(nèi)澇危險性，能夠得出北京懷柔、密云、通州、順義、平谷、房山等地區(qū)的暴雨危險性指數(shù)相對較高，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)達的朝陽區(qū)，其地勢低洼處易引發(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)濟實體是自然災(zāi)害的首要沖擊對象，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)害影響最為嚴重的區(qū)域。內(nèi)澇對這些區(qū)域地勢較低的地區(qū)有著較強的后果嚴重性。

4 北京市內(nèi)澇災(zāi)害風險評估綜合分析結(jié)果

將城市內(nèi)澇的危險性、敏感性以及受災(zāi)易損性綜合分析后，得出風險較高的區(qū)域，主要集中在西直門橋、建國門橋，北京西站北廣場、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險等級相對較高。這些地點與北京市內(nèi)澇發(fā)生位置基本相同。

5 結(jié)論

此次評估能夠看出，城市內(nèi)澇風險評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指標有關(guān)，從歷史記錄來看，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)澇帶來的損害可以從改進城市地下排水系統(tǒng)入手，開展地下排水系統(tǒng)升級、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)平臺對各指標進行整合，對各項指標權(quán)重進行分析，進而定性進行分析，使得分析結(jié)果更為準確。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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