綜合防災(zāi)規(guī)劃中多災(zāi)種風險評估技術(shù)研究*

夏陳紅 王 威 馬東輝 蘇經(jīng)宇 XIA Chenhong, WANG Wei, MA Donghui, SU Jingyu

綜合防災(zāi)規(guī)劃是城市安全與可持續(xù)發(fā)展的藍圖，在國土空間規(guī)劃體系下屬于專項規(guī)劃的范疇，是一項具有綜合性、系統(tǒng)性、復(fù)雜性的工作，是指導(dǎo)安全領(lǐng)域發(fā)展、合理配置應(yīng)急資源、布局重大防災(zāi)設(shè)施工程項目、制定相關(guān)政策的重要依據(jù)，具有很強的約束性、綜合性、系統(tǒng)性、導(dǎo)向性和可操作性。在全球氣候變化、快速城鎮(zhèn)化的大背景下，各類自然災(zāi)害事件頻發(fā)，對綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃的開展提出了更高的要求。常態(tài)化和非常態(tài)化相結(jié)合的風險防范能力不足、城市抵御災(zāi)害能力不足、規(guī)劃意識缺乏等問題成為我國綜合防災(zāi)減災(zāi)工作存在的短板。如何實現(xiàn)安全發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展目標，強化城市風險防范水平，積極應(yīng)對未來發(fā)展的不確定性和提高規(guī)劃韌性等都是新時代亟需解決的關(guān)鍵問題[1-4]。

多災(zāi)種研究作為防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃編制、政策制定和相關(guān)災(zāi)害管理工作的必要步驟和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其形成機制及演變規(guī)律一直是國內(nèi)外社會研究的熱點問題。在國際方面，典型的多災(zāi)種綜合風險評估技術(shù)有國際科學(xué)聯(lián)盟（ICSU）啟動的災(zāi)害風險綜合研究計劃（IRDR）、歐洲觀測空間網(wǎng)絡(luò)（ESPON）在歐洲開展的多重風險評估技術(shù)、哥倫比亞大學(xué)與世界銀行共同開發(fā)的美洲計劃等，在多災(zāi)種綜合風險評估方面取得了一系列優(yōu)秀成果[5-6]。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對綜合災(zāi)害風險的研究也逐漸將關(guān)注點由“多因素綜合”向“多災(zāi)種綜合”的研究方向轉(zhuǎn)變，如黃崇福等[7]應(yīng)用模糊信息優(yōu)化處理技術(shù)建立的不完備信息情況下的自然災(zāi)害風險評估理論體系；任魯川[8]基于極值風險模型、概率風險模型、可能性風險模型，利用模糊集理論進行的多災(zāi)種綜合風險評估技術(shù)；盧穎等[9]基于災(zāi)害相互觸發(fā)關(guān)系構(gòu)建的多災(zāi)種耦合綜合評估模型；蓋程程等[10]基于災(zāi)害觸發(fā)關(guān)系運用GIS對多危險源進行的空間風險疊加技術(shù)；薛曄等[11]基于災(zāi)害風險系統(tǒng)理論，利用模糊近似推理理論和方法建立的多災(zāi)種綜合風險評估軟層次評估模型?？梢姡斍皣鴥?nèi)外對于多災(zāi)種風險的評估已經(jīng)取得了一系列成果。雖然這些方法都具備一定的科學(xué)性，但都未考慮災(zāi)害與規(guī)劃用地的內(nèi)在聯(lián)系，缺乏對各災(zāi)種之間的關(guān)聯(lián)性、觸發(fā)關(guān)系的研究，難以反映出多災(zāi)種在空間上的分布格局及系統(tǒng)特征，難以為用地規(guī)劃提供具體的規(guī)范性和指導(dǎo)性建議；且無法將風險評估結(jié)果轉(zhuǎn)化為有效的規(guī)劃策略和管理措施，特別是在應(yīng)對多層次規(guī)劃、多尺度評價單元的多災(zāi)種風險綜合問題方面。

因此，亟需針對現(xiàn)有多災(zāi)種綜合風險評估存在的方法選用不合理、災(zāi)種之間相互關(guān)系考慮不充分、絕對值風險測度功能弱、對城市用地規(guī)劃指導(dǎo)缺乏等問題，開展綜合防災(zāi)規(guī)劃中多災(zāi)種風險評估技術(shù)的研究。通過科學(xué)分析自然災(zāi)害的形成機制及其演變規(guī)律，探討適用于城市綜合防災(zāi)規(guī)劃的多災(zāi)種風險評估技術(shù)，構(gòu)建出能夠真實反映多災(zāi)種空間關(guān)系的評估技術(shù)，為綜合防災(zāi)規(guī)劃的編制與實施管理、空間不確定性風險的應(yīng)對，以及城市的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)決策依據(jù)。

1 綜合防災(zāi)規(guī)劃視角下多災(zāi)種風險評估的內(nèi)涵

城市綜合防災(zāi)規(guī)劃作為應(yīng)對多災(zāi)種風險的關(guān)鍵領(lǐng)域，對統(tǒng)籌城市建設(shè)、調(diào)度和分配空間資源具有重要的意義。而多災(zāi)種風險評估作為綜合防災(zāi)規(guī)劃編制和實施的依據(jù)，也為城市防災(zāi)空間和設(shè)施布局提供了現(xiàn)狀依據(jù)。揭示多災(zāi)種之間存在的發(fā)生時間、影響范圍、影響效果等耦合而呈現(xiàn)的復(fù)雜機制，明確區(qū)域多災(zāi)種綜合風險評估中忽略的相互作用關(guān)系，可有效解決多災(zāi)種風險評估結(jié)果缺乏對城市用地規(guī)劃指導(dǎo)的問題。因此，需要深入研究多災(zāi)種的形成機制以及對城市用地規(guī)劃指導(dǎo)的功能作用，為城市用地規(guī)劃和綜合防災(zāi)控規(guī)編制提供有力的技術(shù)支撐[12-14]。

1.1 綜合防災(zāi)規(guī)劃中多災(zāi)種風險評估的作用與地位

1.1.1 綜合防災(zāi)規(guī)劃的特點

城市綜合防災(zāi)是為應(yīng)對地震、火災(zāi)、地質(zhì)、洪澇、極端天氣等各種自然和人為災(zāi)害，增強事故災(zāi)難和重大危險源防范能力，并考慮人民防空、地下空間安全、公共安全、公共衛(wèi)生安全等要求而開展的城市防災(zāi)空間布局、防災(zāi)資源統(tǒng)籌、防災(zāi)體系優(yōu)化和防災(zāi)設(shè)施整治的綜合防御部署計劃和行動[15]2,[16]。

城市綜合防災(zāi)規(guī)劃依據(jù)多災(zāi)種風險評估的結(jié)果，指導(dǎo)城市用地建設(shè)，具有多災(zāi)種、多層次、全過程的特點[17]。在實施多災(zāi)種風險評估指導(dǎo)時，應(yīng)結(jié)合“宏觀”“微觀”等各個層面的規(guī)劃特點，靈活貫徹安全防災(zāi)理念。在總規(guī)層面，總體規(guī)劃具有地域范圍廣、協(xié)調(diào)力度大、用地可選擇性大的特點，其多災(zāi)種風險評估多是以宏觀調(diào)查為主，評估精度和技術(shù)深度較粗略；在詳規(guī)層面，詳規(guī)具有地塊范圍小、協(xié)調(diào)力度小、用地控制性強的特點，多災(zāi)種風險評估則是以微觀詳勘為主，評估精度和技術(shù)深度更加詳盡，需精確標定各災(zāi)種的危害范圍、空間分布狀態(tài)和風險邊界，并提出具體的控制指標和劃定相應(yīng)控制界線。因此，在研究不同層級綜合防災(zāi)規(guī)劃時，應(yīng)結(jié)合各層級規(guī)劃需求，合理進行多災(zāi)種風險的勘察和評估。

1.1.2 多災(zāi)種風險評估的地位

多災(zāi)種風險評估不僅是綜合防災(zāi)規(guī)劃的基礎(chǔ)一環(huán)，也是綜合防災(zāi)規(guī)劃的核心組成部分和根本前提，能夠為城市用地規(guī)劃建設(shè)的開展提供科學(xué)決策依據(jù)。因此，多災(zāi)種風險在綜合防災(zāi)規(guī)劃中占據(jù)重要的基礎(chǔ)性支撐地位。在進行空間布局及設(shè)施安排時，必須遵循綜合防災(zāi)控規(guī)階段的需求和項目側(cè)重點，以多災(zāi)種綜合風險評估結(jié)論及有針對性的專項工程勘察結(jié)論為規(guī)劃依據(jù)，分析城市的空間適宜性、建設(shè)適宜性、生態(tài)保護適宜性、文物保護適宜性、經(jīng)濟適宜性等條件，論證多災(zāi)種風險減緩或控制的可行性，最終提出規(guī)劃建設(shè)依據(jù)與對策。通過多災(zāi)種風險的評估結(jié)果，精確標定災(zāi)害危害的范圍，分析規(guī)劃區(qū)內(nèi)的城市控規(guī)分區(qū)的合理性，并據(jù)此在建設(shè)用地總量不變、用地結(jié)構(gòu)不變的前提下，適度調(diào)整、修正城市規(guī)劃已經(jīng)確定的各類設(shè)施的用地性質(zhì)、規(guī)模及用地邊界，形成防災(zāi)空間保障、應(yīng)急設(shè)施支撐、片區(qū)防災(zāi)設(shè)計共同防御的多災(zāi)種風險長效管控機制。

1.2 多災(zāi)種風險評估的作用解析

多災(zāi)種風險評估作為城市綜合防災(zāi)規(guī)劃編制和實施的重要基礎(chǔ)和前提，能夠為城市綜合防災(zāi)空間布局提供現(xiàn)狀基底。根據(jù)《城市綜合防災(zāi)規(guī)劃標準（GB/T51327-2018）》規(guī)定[15]8，城市綜合防災(zāi)規(guī)劃是基于多災(zāi)種風險評估的城市規(guī)劃內(nèi)容。即通過分析各類災(zāi)害可能發(fā)生的頻度與規(guī)模，確定需預(yù)防的重點災(zāi)害類型，分析災(zāi)害的成因、影響程度、空間分布及特征、與次生災(zāi)害疊加時的耦合效應(yīng)，評估城市防災(zāi)體系效能，分析確定災(zāi)害防御重點內(nèi)容、設(shè)定防御標準和最大災(zāi)害效應(yīng)，為合理設(shè)定城市災(zāi)害綜合防御目標和防御標準，分析城市防災(zāi)需求及安全防護和應(yīng)急保障服務(wù)要求，統(tǒng)籌完善城市防災(zāi)安全布局、劃定防災(zāi)分區(qū)、系統(tǒng)規(guī)劃防災(zāi)設(shè)施提供決策支持（見表1）。

表1 城市綜合防災(zāi)空間布局影響要素Tab.1 Factors affecting urban comprehensive disaster prevention spatial layout

1.3 多災(zāi)種風險的綜合特性解析

1.3.1 成因綜合性和多樣性

災(zāi)害是由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體共同組成的復(fù)雜性地層變異系統(tǒng)。孕災(zāi)環(huán)境是指由巖石圈、大氣層、水圈、物質(zhì)環(huán)境圈共同組成的地表空間環(huán)境。致災(zāi)因子是指可能造成人員傷亡、財產(chǎn)損失、承災(zāi)體受損、社會混亂等異變因子。承災(zāi)體是指致災(zāi)因子作用的各類對象，包括城市中的人、物等。我國常見的災(zāi)害有多種，典型的有臺風、地震、地質(zhì)、火災(zāi)等，以及一些偶爾會產(chǎn)生的旱災(zāi)、森林火災(zāi)、爆炸等。災(zāi)害事件的產(chǎn)生通常是自然系統(tǒng)自發(fā)產(chǎn)生與人為活動干預(yù)雙重作用下的結(jié)果，即因環(huán)境的不良刺激、人或物的不安全狀態(tài)等多重因素之間相互影響、相互作用、相互轉(zhuǎn)化、相互牽制所導(dǎo)致。這種不確定事件內(nèi)部的復(fù)雜性韻律關(guān)系，也間接加速了災(zāi)害事件的頻繁發(fā)生。歸結(jié)到根本成因上，都有一個綜合性的促成因素，即全球城鎮(zhèn)化加快導(dǎo)致的環(huán)境惡化和全球氣候變暖導(dǎo)致的自然生態(tài)系統(tǒng)失衡現(xiàn)象。

1.3.2 災(zāi)害的鏈性和群發(fā)性

當區(qū)域內(nèi)多種災(zāi)害并存時，多災(zāi)種鏈發(fā)和群發(fā)的現(xiàn)象較多，尤其是威脅強度大、影響范圍廣的自然災(zāi)害。這類災(zāi)害在形成過程中往往容易誘發(fā)出一系列的鏈式復(fù)合性災(zāi)害和次生災(zāi)害，對城市空間及設(shè)施產(chǎn)生影響，這也成為目前所有國家、社會，包括聯(lián)合國在內(nèi)關(guān)注的重點問題[18]。而且，災(zāi)害系統(tǒng)中各災(zāi)種的性質(zhì)各異，不同性質(zhì)的災(zāi)種之間往往存在相互觸發(fā)的關(guān)系，如洪澇、地震災(zāi)害之間雖然各自成因不同，但陸地下的異常能量如重力、地溫、地傾斜等的異常會使旱災(zāi)、洪災(zāi)、震災(zāi)之間存在時間、空間上的相互觸發(fā)關(guān)系。隨著全球氣候的變化，世界各國所經(jīng)歷的災(zāi)害也越來越頻繁和嚴重，災(zāi)害事件不僅對城市造成損失和破壞，其潛在的風險因素也往往會誘發(fā)二次災(zāi)害，更易加重城市的防災(zāi)御災(zāi)壓力，且遭受災(zāi)害破壞后的城市承災(zāi)體，由于短期內(nèi)難以恢復(fù)到正常狀態(tài)，更容易加劇災(zāi)害事件的潛在風險誘因。

2 綜合防災(zāi)規(guī)劃中多災(zāi)種風險評估的關(guān)鍵性問題

安全與風險防范不僅是當前國家可持續(xù)發(fā)展中面臨的突出問題，也是事關(guān)人民群眾生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定和諧的關(guān)鍵問題。因此，在開展多災(zāi)種風險評估時，應(yīng)結(jié)合城市綜合防災(zāi)規(guī)劃的特點和災(zāi)害特征深入分析多災(zāi)種風險評估存在的關(guān)鍵性難題，從而構(gòu)建出面向綜合防災(zāi)規(guī)劃的多災(zāi)種風險評估模型與評估流程，識別出災(zāi)害高風險區(qū)、用地有條件適宜地段及不適宜地段、可能發(fā)生特大災(zāi)難性事故影響的設(shè)施與地區(qū)、應(yīng)急保障服務(wù)能力薄弱的片區(qū)，以高效服務(wù)于城市綜合防災(zāi)規(guī)劃的開展。

2.1 評估尺度的差異性

多災(zāi)種風險評估結(jié)果具有時空表達性，能夠直接為城市用地規(guī)劃提供現(xiàn)實依據(jù)。從評價空間的尺度來看，目前國內(nèi)城市多災(zāi)種綜合風險評估的結(jié)果可以劃分為4種類型[19]。第1種是宏觀尺度的國家級或市域級風險評估，用來比較國家與國家之間、城市與城市之間的綜合災(zāi)害風險對比。第2、第3種是按照一定的城市行政單元為統(tǒng)計邊界進行的中觀尺度或小尺度評估，主要針對城市市域范圍內(nèi)分縣市或各分區(qū)綜合風險評估結(jié)果的表達，或者尺度較小的三級防災(zāi)社區(qū)或街道的風險表達。第4種是微觀精細化無明顯行政單元邊界界限，以地理信息柵格網(wǎng)為基本評價單元的微觀尺度風險評估。由于災(zāi)害風險具有空間分布的差異性，所以在評估時選擇一個合適的空間尺度是極其重要的，如果研究的尺度精度太大，就會導(dǎo)致評估結(jié)果的可信度和準確度下降，而研究的尺度精度太小，則會導(dǎo)致工作量變得繁重、復(fù)雜。不同評估尺度下的評估目標與手段各不相同，如表2所示。

2.2 多災(zāi)種風險的統(tǒng)一化度量

城市綜合防災(zāi)規(guī)劃中多災(zāi)種風險的評估是以地震、地質(zhì)等災(zāi)害風險專業(yè)性評估結(jié)果為依據(jù)的，但由于災(zāi)害系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性，常常會存在不同災(zāi)種之間的風險值難以統(tǒng)一化度量的問題。如由于不同災(zāi)種在風險評估時所選取數(shù)據(jù)的危險性因子、敏感性因子及脆弱性因子不同，導(dǎo)致各災(zāi)種的評價指標和度量標準各有差異。因此，在對多災(zāi)種綜合評估之前，必須歸一化處理基礎(chǔ)災(zāi)害數(shù)據(jù)、統(tǒng)一災(zāi)害區(qū)劃模式，保證評價體系中地理實體災(zāi)害數(shù)據(jù)特征表達的可比擬性、可操作性。

2.3 多災(zāi)種之間的相關(guān)關(guān)系

城市災(zāi)種之間存在發(fā)生時間先后、影響效果彼此消漲、影響范圍交叉、觸動機制復(fù)雜等的關(guān)系，使得多災(zāi)種風險評估工作的開展非常困難[20]。如何辨析多災(zāi)種之間的內(nèi)在關(guān)系以及時空作用效果，不僅是綜合防災(zāi)規(guī)劃工作開展的重要前提，也是多災(zāi)種風險評估研究的難點和熱點問題。因此，只有正確梳理多災(zāi)種風險綜合測度的研究脈絡(luò)、科學(xué)揭示各災(zāi)種之間的觸發(fā)關(guān)系及耦合激勵效應(yīng)才能有效為研究工作的開展提供決策支持。目前，關(guān)于多災(zāi)種之間相互作用關(guān)系尚未有統(tǒng)一定性的描述，常見的表述有災(zāi)害鏈、多米諾效應(yīng)、耦合關(guān)系、激勵關(guān)系、觸發(fā)關(guān)系等。參考目前學(xué)者所研究的相關(guān)成果可知，從相互觸發(fā)關(guān)系及耦合關(guān)系角度分析多災(zāi)種具有較強的可行性，但具體關(guān)系機制的建立還需根據(jù)具體問題進行具體分析，如對各災(zāi)種之間相互作用和相互影響過程的描述等。

2.4 多災(zāi)種風險的空間可視化

地理空間數(shù)據(jù)通常是用來描述城市自然界現(xiàn)象、社會事件現(xiàn)象及演變趨勢的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，可視化表達則是在數(shù)據(jù)挖掘模型和有效融合可視化信息的基礎(chǔ)上，借助圖像模式呈現(xiàn)出一種直觀表達方式。

將災(zāi)害風險數(shù)據(jù)的空間分析結(jié)果用可視化技術(shù)直觀展現(xiàn)出來，是研究災(zāi)害時空區(qū)劃規(guī)律的有效途徑。目前，應(yīng)用最廣泛的是基于空間數(shù)據(jù)建模的可視化，即充分利用計算機處理技術(shù)、人的思維想象及視覺感官認知來實現(xiàn)區(qū)域災(zāi)害事件的時空區(qū)劃。在進行可視化表達時，由于宏觀大尺度和中觀中尺度的行政區(qū)劃模式常常難以滿足多維屬性的復(fù)雜地理空間數(shù)據(jù)表達的需求，所以基于柵格GIS的空間數(shù)據(jù)表達形式應(yīng)運而生[21]，它通過借助GIS強大的空間數(shù)據(jù)處理、分析的功能，能夠有效匹配地面災(zāi)害數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的精確度、科學(xué)性、可操作性和實用性，為城市綜合防災(zāi)規(guī)劃中的空間設(shè)施布局提供技術(shù)支撐。

表2 不同尺度下的多災(zāi)種風險評估目標及手段Tab.2 Targets and methods of multi-hazard risk assessment under different scales

3 綜合防災(zāi)規(guī)劃中多災(zāi)種風險評估方法體系構(gòu)建策略

3.1 明確多災(zāi)種風險評估的目標

全面了解多災(zāi)種災(zāi)害對城市經(jīng)濟、社會、環(huán)境所造成的潛在影響，并指出其對城市內(nèi)部用地規(guī)劃指導(dǎo)不足的問題，從而為綜合防災(zāi)規(guī)劃提供參考依據(jù)，為整體性的防災(zāi)空間設(shè)施布局奠定建設(shè)基礎(chǔ)。多災(zāi)種風險評估結(jié)果的核心包括兩部分：一是基于定量化模型評估的災(zāi)害風險等級排序圖，即確定各災(zāi)種產(chǎn)生危害的可能性及后果，用以確定優(yōu)先防御的災(zāi)害類型；二是基于耦合激勵評估的多災(zāi)種風險影響程度與空間分布情況的綜合風險區(qū)劃圖，用來明確城市規(guī)劃空間各個區(qū)域的土地利用安全性，修正城市規(guī)劃中已經(jīng)確定的各類設(shè)施的用地性質(zhì)、規(guī)模及用地邊界，最終形成防災(zāi)空間安全保障、應(yīng)急設(shè)施全支撐的綜合防御體系。

3.2 分析多災(zāi)種風險的形成機理

3.2.1 構(gòu)建觸發(fā)規(guī)則

觸發(fā)關(guān)系是指系統(tǒng)中某些災(zāi)害風險達到自身閾值后，會刺激到相關(guān)災(zāi)害觸發(fā)或突變產(chǎn)生新脈沖，而導(dǎo)致系統(tǒng)失去線性平衡的現(xiàn)象。對于多災(zāi)種而言，它們之間的觸發(fā)關(guān)系可以劃分為“零耦合”“弱耦合”“強耦合”3種狀態(tài)[22]。在一個完整的城市災(zāi)害系統(tǒng)中，完善的自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)、自防御等性能可以阻斷風險因素達到觸發(fā)閾值，使系統(tǒng)處于相互獨立、互不干擾或靜止狀態(tài)的情形，即為“零耦合”或“弱耦合”狀態(tài)；當城市災(zāi)害系統(tǒng)中風險因素逐漸加劇或堆積，導(dǎo)致風險因素間相互作用和影響程度增加而沖破觸發(fā)閾值的情形，即為“強耦合”狀態(tài)。為了削弱和減緩“強耦合”效應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)當從源頭上摸清各災(zāi)種之間的觸發(fā)機制和作用機理。完善的城市監(jiān)測預(yù)警機制和設(shè)防水準可以有效降低災(zāi)害風險的發(fā)生（見圖1）。

圖1 多災(zāi)種之間的觸發(fā)機理Fig.1 Trigger mechanism among multiple disasters

3.2.2 分析耦合激勵效應(yīng)

耦合激勵效應(yīng)是指系統(tǒng)中因各風險因素之間的相互作用和相互影響而改變風險大小的現(xiàn)象。通常表現(xiàn)為一種聯(lián)動現(xiàn)象，如地震災(zāi)害發(fā)生后可引發(fā)山體滑坡、泥石流、爆炸、水災(zāi)、火災(zāi)等一系列復(fù)雜性災(zāi)害事件。在進行耦合效應(yīng)分析時，考慮到并非所有災(zāi)害都會在同一時間、空間上突破防御系統(tǒng)達到城市能夠承受的最大閾值，只有與局部耦合點發(fā)生耦合的風險才能在系統(tǒng)中進一步壯大或縮小。一個城市災(zāi)害系統(tǒng)中可以包含多層耦合形式，如單災(zāi)種耦合、雙災(zāi)種耦合、三災(zāi)種耦合以及多災(zāi)種耦合等。如何識別災(zāi)種與災(zāi)種之間的復(fù)雜耦合效應(yīng)，可根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H災(zāi)種之間的觸發(fā)規(guī)則來判定。風險矩陣[23-24]作為風險管理的一種有效工具，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的關(guān)鍵風險要素進行提取，并針對各風險要素發(fā)生的可能性和造成后果的影響程度進行量化分析，最后提出風險管控措施，以達到風險減緩的目的（見圖2）。

3.3 構(gòu)建多災(zāi)種風險綜合評估模型

為實現(xiàn)快速、靈活化的城市綜合災(zāi)害風險評估，揭示多災(zāi)種之間存在的發(fā)生時間、影響范圍、影響效果等耦合而呈現(xiàn)的復(fù)雜機制，本文在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上[25]，構(gòu)建耦合激勵機制下的多災(zāi)種風險綜合評估模型。該模型在建立多災(zāi)種間耦合激勵機制的基礎(chǔ)上，運用有序加權(quán)集結(jié)算子研究多災(zāi)種之間的耦合激勵關(guān)系，按照耦合激勵模型構(gòu)建步驟：①依據(jù)綜合風險的激勵目標，給定各激勵分位點，依據(jù)分布分位數(shù)公式計算災(zāi)害風險集結(jié)數(shù)據(jù)的相對發(fā)展水平；②確定激勵子區(qū)間，構(gòu)建激勵系數(shù)及分位權(quán)重的表達式；③給定激勵偏好系數(shù)，求解調(diào)整參數(shù)；④求解分位權(quán)重值，最終得出耦合激勵后的多災(zāi)種風險綜合結(jié)果。具體評估流程如圖3所示。

基于耦合激勵機制下多災(zāi)種風險綜合評估模型的構(gòu)建步驟，以河北省石家莊市中心城區(qū)多災(zāi)種災(zāi)害風險的研究為例，重點針對中心城區(qū)中影響范圍大、發(fā)生頻率高、造成損失嚴重、風險程度高或者潛在危險高的地震、地質(zhì)、洪水、火災(zāi)和內(nèi)澇災(zāi)害，建立多災(zāi)種之間的相互觸發(fā)關(guān)系。在綜合考慮災(zāi)害數(shù)據(jù)的客觀信息和決策者主觀意愿的基礎(chǔ)上，通過靈活性參數(shù)調(diào)整的方式，對不同發(fā)展水平上的災(zāi)害進行耦合激勵，獲得相應(yīng)的綜合風險耦合激勵值，最終按照多災(zāi)種風險評估流程得到中心城區(qū)的綜合風險區(qū)劃圖（見圖4）。結(jié)果表明：石家莊市中心城區(qū)綜合災(zāi)害危險性高的區(qū)域主要集中在滹沱河沿岸、重大危險源周邊及石家莊斷裂帶區(qū)域。所得研究結(jié)果與實際情況高度吻合，有效驗證了激勵模型能精確融合各災(zāi)種信息并克服眾多不確定性問題，可為綜合防災(zāi)規(guī)劃工作的開展提供有效的技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

多災(zāi)種的研究不僅僅是安全領(lǐng)域應(yīng)當研究的重點問題，它更是未來城市安全與防災(zāi)領(lǐng)域、城市規(guī)劃領(lǐng)域的重點研究方向，只有準確、科學(xué)、合理地評估城市多災(zāi)種的客觀災(zāi)害水平，才能真正解決區(qū)域發(fā)展中的實際問題，構(gòu)建和諧、穩(wěn)定、可持續(xù)的人居環(huán)境空間。但由于目前大多數(shù)多災(zāi)種風險的研究成果主要集中于半定量和城市大尺度的研究上，而對于需要大量數(shù)據(jù)支撐的中小尺度精細化的單元研究卻很少，且多數(shù)研究在對多災(zāi)種風險進行綜合時缺乏對多災(zāi)種之間的觸發(fā)機制、耦合激勵效應(yīng)的研究，常采用簡單的疊加形式從而導(dǎo)致信息冗余量過大，與實際情況不符，難以反映多災(zāi)種的空間分布格局及有效指導(dǎo)用地規(guī)劃建設(shè)。因此，聚焦城市典型災(zāi)害并厘清各災(zāi)種之間的相互作用關(guān)系，客觀、科學(xué)、合理地將多災(zāi)種風險評估結(jié)果反映到城市用地布局上，才能更加真實合理地為城市規(guī)劃建設(shè)提供安全發(fā)展指引，構(gòu)建出完善的城市防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體系。

圖2 風險矩陣直觀反映災(zāi)害風險的耦合激勵效應(yīng)Fig.2 The risk matrix directly reflects the coupling incentive effect of disaster risk

圖3 多災(zāi)種風險評估流程Fig.3 Multi-hazard risk assessment process

圖4 石家莊市中心城區(qū)多災(zāi)種風險的綜合評估結(jié)果Fig.4 Comprehensive assessment results of multi-hazard risks in Shijiazhuang downtown

本文綜合考慮了目前多災(zāi)種風險評估過程中的現(xiàn)實難題，通過分析多災(zāi)種風險評估在綜合防災(zāi)規(guī)劃中的作用、地位和內(nèi)涵，確定多災(zāi)種風險的評估目標、形成機理，梳理多災(zāi)種風險評估的關(guān)鍵問題，制定應(yīng)對策略和工作路徑，構(gòu)建耦合激勵機制下的多災(zāi)種風險評估模型。為有效實現(xiàn)多災(zāi)種風險評估提供了新途徑，也為城市綜合防災(zāi)空間布局提供了科學(xué)依據(jù)，在一定程度上對城市控制和減緩城市災(zāi)害、編制城市綜合防災(zāi)規(guī)劃具有一定的現(xiàn)實意義和理論價值。