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多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型研究
多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型研究
郭红梅*1) 张莹1) 陈维锋1) 尹文刚2) 鲁长江1)
1)四川省地震局,成都 610041;
2)武警警官学院,成都 610213
 [收稿日期]: 2017-04-12
摘要

随着城镇化水平的快速提高,地震灾害高风险暴露城镇数量将不断增加,震后有效的应急处置尤为重要。而当前城镇的地震应急处置主要依据平时制定的地震应急预案开展,缺乏针对性与可操作性。本文以提升城镇地震灾害应急处置能力为目的,总结以往城镇地震应急处置案例,提炼城镇地震灾害应急处置流程,结合城镇特殊的社会经济、自然地理等特点,在分析影响地震灾害应急处置关键因素的基础上,按地震烈度的不同,研究构建了具有区域特征且操作性较强的城镇地震灾害应急处置模型,为城镇地震应急处置的科学化、规范化提供了参考。



引言

近年来,城镇化水平快速提高,从目前的城镇化布局规划来看,城镇数量和规模不断扩大,城镇化主体地区有向地震高风险区集中的态势。因此,震后有效的应急处置在人口高度集中的城镇中显得尤为重要。在城镇防震减灾工作管理体系中,县市防震减灾工作部门处于最基础和最关键的地位,它行使着防震减灾行政管理和公共服务的职能,既是政府面向社会、联系群众的桥梁和窗口,又是把地震科技成果转变成政府决策意识、协助政府组织协调社会各方面力量做好防震减灾工作的纽带(李平,2009)。但随着社会、经济和科技的快速发展,县市防震减灾工作部门在开展城镇地震灾害应急处置工作时却面临着较大困难。首先,当前城镇地震应急处置工作主要依据平时制定的地震应急预案开展,普遍存在各层级各地预案雷同、缺乏针对性与可操作性等问题。解决这一问题的关键除加强县市防震减灾工作部门的管理能力外,还应强化对城镇地震应急处置行为中共性规律的深入挖掘和研究(邓砚等,2013)。其次,相对于大中型城市的地震灾害,城镇地震灾害有其独有的特点,需从城镇地震应急工作的实际需求出发,研究建立具有区域特征且操作性较强的城镇地震灾害应急处置模型。

以提高城镇地震灾害应急处置能力为目的,本文总结以往城镇地震应急处置案例,提炼城镇地震灾害应急处置流程,结合城镇特殊的社会经济、自然地理等特点,在分析影响地震灾害应急处置关键因素的基础上,按地震烈度的不同,构建了多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型,为城镇地震应急处置的科学化、规范化提供了参考。

1 城镇地震灾害应急处置流程分析

正确和理性地把握城镇地震应急处置中各阶段的处置重点和内容,才能系统地理解和应对城镇地震应急处置中涉及到的各种问题,采用针对性的决策分析技术、模型和方法做出科学合理的地震应急决策,最终达到及时高效地进行应急处置的目的(徐敬海等,2014王海鹰等,2014)。

城镇作为一个地震灾害事件的局部地区,受灾程度不同,应急处置阶段的时间尺度不同,处置流程不同,各阶段处置要点也不同。通过对历史地震应急处置案例和应急预案的分解和分析,提炼出了城镇地震应急处置的基本流程,将城镇地震应急处置分为应急响应、应急救援、安置救助和恢复生产自救4个主要阶段,明确了不同灾害程度下的处置流程、处置阶段时间尺度,以及不同阶段处置的重点和内容。以城镇主体位于Ⅷ度区为例,应急处置各阶段时间尺度和主要应急处置行为如表 1所示。

表 1 城镇地震灾害应急处置主要阶段 Table 1 Main stages of urban earthquake disaster emergency disposal
2 城镇地震灾害应急处置关键影响因素分析

除全面、正确地把握不同灾害程度下城镇地震应急处置流程及内容外,另一个需要明确的是影响其应急处置科学性和效率的各种关键因素,清楚哪些信息有利于决策,以便主动地确定、贮备和收集有用和关键的数据和信息,为开展科学合理的地震应急决策分析方法、模型和技术研究决策提供数据支持(聂高众等,2011邓砚等,2005)。

2.1 城镇地震灾害应急处置的关键影响因素

由于灾情越重,应急处置过程中的新增影响因素就越多、复杂性就越高,因此,对一个假设遭受严重破坏性地震灾害的城镇,在地震灾害应急处置流程分析基础上,需提炼出影响各应急处置阶段的关键因素(表 2)。

表 2 城镇地震灾害应急处置关键影响因素 Table 2 Key influencing factors for urban earthquake emergency
2.2 城镇地震灾害应急处置的关键影响因素分类

根据上述分析可以看出影响城镇地震灾害应急处置的因素众多,以下按自然环境、社会经济、震情、灾情对提炼出的关键因素进行分类,并对各因素进行定量或定性的细化,为后续受多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型之构建奠定基础。

2.2.1 自然环境因素

影响城镇地震灾害应急处置的自然环境因素主要以地形地貌及极端天气情况为主。按照5类基本地形将地形地貌对应分为平原、盆地、高原、丘陵和山地;极端天气情况包括酷热(高温预警)、极寒(寒潮预警)、暴雨(暴雨预警)、大雾(大雾预警)等,可通过天气预报获取,如图 1所示。


图 1 自然环境因素 Fig. 1 The natural environment factors
2.2.2 社会经济因素

将人口密度、经济发展水平、少数民族情况、道路交通条件、通讯条件、重大危险源分布情况等归纳为影响城镇地震灾害应急处置的社会经济因素。

人口密度是城镇地震灾害应急处置过程中判断当地人员伤亡情况的重要依据,根据中国人口密度分级标准(葛美玲等,2009),将人口密度划分为密集(>100人/平方千米)、中等(25—100人/平方千米)、稀少(1—25人/平方千米)、极稀少(<1人/平方千米)4类;以人均GDP作为衡量地区经济发展情况的主要指标,根据国家统计局的规定分为发达(>30000元)、较发达(15000—30000元)、一般(6726—15000元)、落后(<6726元)4个等级(吴琼,2015);少数民族情况按当地实际分为有无少数民族聚居两类;根据公路等级划分标准中的高速公路、国道、省道、县道、乡村道等公路类型,将城镇交通条件分为发达(有高速公路)、一般(有国道或省道)、落后(县道、乡村道)3级;按照目前常用的有线、无线、卫星、网络通讯方式,将城镇的通讯条件分为较好(有有线、无线、卫星、网络通讯)、一般(有有线、无线和网络通讯)和较差(有有线通讯)3级;重大危险源包括大型水库、化工厂等,在平时的应急准备中,应明确重大危险源的分布、数量及类型等情况。如图 2所示。


图 2 社会经济因素 Fig. 2 The social and economic factors
2.2.3 震情因素

震情因素主要包括地震烈度、地震发生时间和余震情况。地震烈度作为地震破坏强度的综合度量,与地震震级、震源深度及震中距等密切相关,在震后可通过快速评估得出。结合实际经验,根据不同地震烈度造成的人员伤亡等受灾情况,将地震烈度分为Ⅵ度及以下、Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度、Ⅹ度及以上5类;地震发生时间的不同对应了不同的人员在室率,根据四川地区人员在室率相关研究结果(肖东升等,2009),将6:00—18:00划分为白天,18:00到次日6:00划分为晚上;震后余震发生的活跃与否是影响应急处置的又一关键因素,按照地震破坏强度,在此考虑4级及以上的余震对应急处置的影响。如图 3所示。


图 3 震情因素 Fig. 3 The earthquake factors
2.2.4 灾情因素

影响城镇地震灾害应急处置的灾情因素主要有人员伤亡数、直接经济损失、建筑物破坏情况、生命线工程破坏情况、无家可归人员数、次生灾害、居民生活影响等。在实际处置过程中,根据快速评估结果及通过灾情上报不断汇总的信息,应用辅助决策模型可计算救援力量、物资需求等用于应急处置。其中,次生灾害按类型分为地质灾害类(滑坡、泥石流)、化工类(毒气泄漏、爆炸)、水库类(堰塞湖、溃坝)3类;通过归纳历史震例中地震发生后对居民生活造成过的主要影响,将居民生活影响情况分为水电气中断、通讯中断和粮食饮用水中断3种。如图 4所示。


图 4 灾情因素 Fig. 4 The disaster-related factors
3 城镇地震灾害应急处置要点分析

对城镇地震灾害应急处置的关键影响因素的分析表明,应急响应、应急救援、安置救助、恢复重建各阶段的处置行动级别和规模、紧迫程度和持续时间、方式和方法以及保障条件等都与自然环境、社会经济、震情、灾情因素密切相关。多因素控制的城镇地震灾害应急处置流程如图 5所示。


图 5 多因素控制的城镇地震灾害应急处置流程 Fig. 5 Urban earthquake disaster emergency handling process with factors control

地震烈度作为地震破坏强度的综合度量,在震后可通过快速评估得出,不同于地震震级,震后不同地区对应不同的烈度,对于市县政府开展城镇应急处置更加适用。因此,在城镇地震灾害应急处置流程的基础上,围绕影响城镇地震灾害应急处置的关键因素,对城镇地震灾害应急处置各个阶段的目标、任务、需求等处置要点进行研究,建立不同烈度地震灾害破坏情景下的城镇地震灾害应急处置模型。

根据实际地震应急处置经验,地震应急响应阶段的时间一般为从地震发生开始到震后2小时左右结束。震后30分钟内政府及其各部门启动应急响应,成立县(市)抗震救灾指挥部,1小时到2小时内组织收集灾情信息,动员各种救灾抢险队伍,迅速开展以自救互救为主的人员搜救送医、社会秩序维稳、群众紧急疏散、医疗救治、次生灾害排查等应急处置。处置要点如表 3(部分):

表 3 城镇地震应急响应阶段处置要点 Table 3 Key points of urban earthquake emergency response phase handling

在应急救援阶段,烈度为Ⅷ度及以下城镇,通常在比较短(24小时)的时间内,依靠当地的公安、武警、消防等救援力量能基本完成人员搜救等应急救援任务;烈度为Ⅸ度及以上的城镇建筑物将普遍遭到破坏,整体受灾严重,城镇应急处置应重点围绕对人员的搜救展开,在此过程中除自身组织的自救互救外,需要外部救援力量的介入,应急救援时间将延长到震后72小时甚至更长。处置要点见表 4(部分)。

表 4 城镇地震应急救援阶段处置要点 Table 4 Rescue phase of urban emergency handling key points in earthquake emergency

处于不同烈度的城镇在安置救助阶段的处置内容和持续时间也有所差别,Ⅷ度及以下受灾较轻的城镇,主要应对受地震影响、在地震中房屋遭到破坏等仍需救助的受灾群众提供相对稳定的临时安置;对于Ⅸ度及以上受灾较重的城镇,主要应解决危房户的救济和大部分灾民物资供应的问题。处置要点见表 5(部分)。

表 5 城镇地震安置救助阶段处置要点 Table 5 Urban emergency handling key points in earthquake resettlement assistance phase

结合不同烈度城镇的受灾情况,恢复生产自救阶段的处置要点见表 6(部分)。

表 6 城镇地震恢复生产自救阶段处置要点 Table 6 Emergency handling key points in urban earthquake resume production phase
4 多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型

在城镇地震灾害应急处置流程分析、关键影响因素分析和应急处置要点分析的基础上,建立分阶段分因素的应急处置要点库,实现不同烈度条件下应急处置流程管理、应急处置阶段管理、关键影响因素管理、分因素的处置要点管理等,如图 6所示。


图 6 处置要点管理界面 Fig. 6 Management interface of disposal points

破坏性地震发生后,可按图 7所示的应急处置流程模型开展多因素控制的城镇地震灾害应急处置工作。


图 7 多因素控制的城镇地震灾害应急处置流程模型 Fig. 7 Flowchart of urban earthquake disaster emergency handling operation process with factors control

地震发生后立即启动地震灾情快速评估,通过灾情快速评估判定城镇所处烈度。基于不同烈度下的应急处置流程管理,触发相应烈度的应急处置流程。依次提取该流程下各阶段的关键影响因素,根据地震应急基础数据库、灾情评估结果、灾情信息和第三方信息(如天气预报等)提取各个关键影响因素的值,结合应急处置阶段管理和分因素处置要点,生成分阶段分因素处置要点,然后获取各阶段应急处置方案模板,将应急处置要点按照模板设定规则填入,合成分阶段处置方案,用于指导城镇地震灾害应急处置工作。

5 总结

以提升城镇地震灾害应急处置能力为目的,本文结合城镇地震应急处置的特点及影响因素,研究构建了多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型,根据模型生成的应急处置方案将更适用于城镇地震应急处置,为城镇抗震救灾科学决策提供有效参考。但除本文考虑的城镇地震灾害应急处置的关键影响因素外,城镇地震应急处置往往还受其他诸多因素的影响,各种因素的作用大小不一,且部分因素相互之间还存在复杂的关联,如何体现这些关联,并对不同的因素加以科学量化仍是后续模型构建中需要进一步研究的内容。此外,本文以城镇作为地震应急处置的研究对象,在其所处的环境和受灾程度等情景构建方面尚有待开展更深入的研究,为模型的不断完善奠定基础。

参考文献
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Research of Urban Earthquake Disaster Emergency Handling Model by Multi-factor Control
Guo Hongmei*1), Zhang Ying1), Chen Weifeng1), Yin Wengang2), Lu Changjiang1)
1) Earthquake Administration of Sichuan Province, Chengdu 610041, China;
2) Officers College of PAP, Chengdu 610213, China
Abstract

With the rapid development of urbanization, town quantity in earthquake disaster high-risk areas increase constantly, therefore, the effective emergency handling after earthquake is particularly important. However, the current urban earthquake emergency handling is mainly carried out according to making earthquake emergency plans at ordinary times, which is in lack of pertinence and operability. In order to enhance urban earthquake disaster emergency handling ability, we reviewed urban earthquake emergency handling cases and urban earthquake disaster emergency handling process. By combining with the urban special social economy and natural geographical features, we analyzed the key factors affecting the earthquake disaster emergency handling, according to different earthquake intensity, and built regional characteristics and operational stronger urban earthquake disaster emergency handling model. This model if helpful of providing the scientific and standardization of urban earthquake emergency handling for reference.



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多因素控制的城镇地震灾害应急处置模型研究
郭红梅*1) 张莹1) 陈维锋1) 尹文刚2) 鲁长江1)
《震灾防御技术》, DOI:10.11899/zzfy20170416