城市內澇風險評估及應用

何振東

摘 要：本文基于災害風險分析理論，分析研究城市內澇發生的原因，以北京市為研究對象，分析極端天氣下內澇帶來的危害，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。

關鍵詞：城市內澇;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生，由極端降雨引起的城市內澇對我國各大城市人類安全和社會財產帶來嚴重損害。本文以洪澇災害風險評估為切入點，以北京市為研究對象，分析內澇誘發機制，著重研究因極端天氣引起的城市內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次數相比以往有著明顯增加，已成為社會關注的熱點問題。由極端降雨引起的城市內澇對我國各大城市人類安全和社會財產帶來嚴重損害。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生，無法確定其具體發生的位置以及嚴重程度，因此城市內澇災害需要更為適合的評估方式。本文基于災害風險理論開展北京城區內澇問題研究，通過搜索氣象數據、以往新聞數據、人口分布數據、地理高度數據，建立風險評估體系，綜合考慮雨量、地形、人口數量等因素，對北京市洪澇災害風險開展評估預測工作。為北京城市防汛工作提供科學參考，提高對城市內澇災害風險的防御能力，盡可能減少財產經濟損失。

2 北京城區內澇風險分析方法

2.1 城市內澇機制分析

城市內澇是城市內自然降雨但排水受阻引發的災害，是人類與自然共同作用的結果。其形成必須具備以下條件：（1）存在誘發內澇的因素（致災因子）;（2）形成內澇災害的環境（孕災環境）;（3）內澇發生范圍內有人類的活動（受災體）。城市內澇災害的致災因子為持續暴雨，它決定了城市內澇的危險性;孕災環境為城市自身排水環境，決定了城市內澇發生的難易度;受災體為市內居民，居民的密集程度決定了城市內澇的損害程度。三者相互作用、相互聯系，形成了一個具有一定結構、功能、特征的復雜體系。

2.2 城市內澇危險性分析

城市內澇的主要成因是自然極端天氣引發的極端降雨，降雨強度決定了單位時間內到達地表的水量，分析極端降雨的特點對城市內澇風險評估的必要步驟，因此要分析極端降雨持續的時間及強度。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，是內澇分析的重要指標，24小時最大降雨量在地區分布上具有代表性，能夠反映暴雨對各個區域的不同影響。

2.3 城市內澇敏感性分析

城市內澇的敏感性由城市本身環境所決定，即城市本身下墊面、地形、排水速率等指標構成。本文選取海平面高度作為主要判斷點，查看北京市內各下沉式立交橋的排水結構進行分析，于地圖進行標注具有高敏感性的區域。

2.4 城市內澇易損性分析

決定城市內澇易損性的是城市內的受災體，受災體不僅包含人口數量，同時包含區域內的交通、建筑、公共設施等內容，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范圍作為劃分依據。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、四環、五環主路最為繁忙，若產生內澇必然對早晚高峰交通造成影響。

3 城市內澇災害風險評估實例應用

3.1 北京市內澇危險性

根據2018年北京市各區平均降水量數據，分析評估城市內澇危險性，能夠得出北京懷柔、密云、通州、順義、平谷、房山等地區的暴雨危險性指數相對較高，出現暴雨的可能性大。但懷柔、密云、平谷等地下墊面硬化區較少，不易發生城市內澇，而降雨量較多且城鎮化較為發達的朝陽區，其地勢低洼處易引發城市內澇。

3.2 北京市內澇敏感性

根據北京市高程數據，北京市西、北、東三面環山，山區的地勢起伏大，這種地性特征一般不引起積水內澇。平原地區從地圖上看更容易引起內澇。北京市區及東南側的區縣因地勢較低，更易發生城市內澇現象。

3.3 北京市內澇易損性

人和經濟實體是自然災害的首要沖擊對象，因此北京市人口數量越密集的區域受到內澇影響越大，北京市五環內的區域人口占比較高，以二環到五環人口最為集中，在三環、四環、五環的主路是洪澇災害影響最為嚴重的區域。內澇對這些區域地勢較低的地區有著較強的后果嚴重性。

4 北京市內澇災害風險評估綜合分析結果

將城市內澇的危險性、敏感性以及受災易損性綜合分析后，得出風險較高的區域，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澇發生位置基本相同。

5 結論

此次評估能夠看出，城市內澇風險評估主要由降雨的可能性與降雨量、城市自身排水結構和受災人口密度和交通狀況等多個指標有關，從歷史記錄來看，城市內澇發生的位置與本文分析結果基本一致。因此預防減輕城市內澇帶來的損害可以從改進城市地下排水系統入手，開展地下排水系統升級、增建排水設施、下沉式立交橋改造及增設抽水泵等工作，降低內澇發生的可能性，減輕洪澇災害的危害程度。除此之外，還可利用地理信息系統平臺對各指標進行整合，對各項指標權重進行分析，進而定性進行分析，使得分析結果更為準確。在此基礎上，可用于城市應急管理系統，為城市防災減災系統增磚添瓦。

參考文獻：

[1]扈海波，熊亞軍，董鵬捷，等.北京奧運期間氣象災害風險評估.北京：氣象出版社，2009.

[2]張國才.氣象災害風險評估與區劃方法.北京：氣象出版社，2010.

[3]吳正華，褚鎖龍.北京暴雨與旱澇關系的分析.應用氣象學報，1998，9（4）：472-495.

[4]北京市氣象臺.關于下發北京地區短歷時暴雨標準的通知，2011.

[5]盧全中，彭建兵，趙法鎖.地質災害風險評估研究綜述，2003，18（4）：59-63.

[6]蔣衛國.基于遙感與GIS的洪水災害風險模糊評估及其延邊驅動機制研究.北京師范大學博士論文，2006.

[7]楊慧.北京城市化與經濟增長研究.經濟與管理，2005，19（4）：20-22.

[8]高吉喜，潘英姿，柳海鷹，等.區域洪水災害易損性評價.環境科學研究，2005，17（6）：30-34.

[9]趙思健，陳志遠，熊利亞.利用空間分析見李建華的城市內澇模型.自然災害學報，2005，13（6）：8-14.