引言

地震应急避难场所作为城市防灾减灾体系建设的重要组成部分,在应对灾害事件和提高城市综合防灾能力、减轻灾害影响、增强政府应急管理工作能力等方面发挥着重大的作用(杨文斌等,2004昂玉洋,2013)。科学地规划、建设和管理应急避难场所,对于城市重大突发事件后的应急救援及恢复重建有着重要的意义(吴宗之等,2005沈勇,2013)。我国的地震应急避难场所最初选择以空旷的室外场地为主,近年来,随着地震应急避难场所体系的逐步建立健全,以及全国中小学建筑设计规范的修订,大部分中小学已具备成为Ⅱ类甚至Ⅰ类地震应急避难场所的条件,中小学校正逐步纳入到地震应急避难场所体系中,补充完善了原本以室外场地作为地震应急避难场所的应急避难体系建设(何力,2010吴辉辉,2011杨斌等,2014郑婷等,2015苏建锋等,2017曹彦波等,2019)。因此,非常有必要对中小学地震应急避难场所的减灾能力进行综合评价,并为提高城市应急避难水平提供定量依据。

本文以地震应急避难场所的评价因素为出发点,运用层次分析法,初步构建中小学地震应急避难场所减灾能力评价体系,并通过专家调查方式确立各因素的相关指标,通过宁夏南部高烈度区中小学实例数据检验后,得到宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力定量评价结果。

1 宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力评估体系建立

地震应急避难场所减灾能力评估体系是由多种因素构成的复杂系统。中小学一般设有活动操场,具有与居住人口分布较为对应的服务半径、规模以及本身容纳弱势群体的特征,这使中小学成为地震应急避难场所的综合因素更为复杂(张勤等,2009钱洪伟等,2013熊焰等,2014高娜等,2014)。为了能将这些因素有机联系起来进行评价,对因素的筛选环节必不可少。本文遵循科学性、优化性和完整性三个原则,力求以较少的指标,较全面系统地反映地震应急避难场所减灾能力的内容。

1.1 研究方法

AHP(Analytic Hicrarchy Process)层次分析法,是20世纪70年代由美国运筹学家Saaty提出的,可用于存在不确定情况及多种评价标准的决策问题,是一种解决多目标复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法(庄锁法,2000樊晓一,2004王霞等,2009Liang,2009陈志芬,2010钱洪伟,2010刘睿,2013刘军等,2016)。本文采用AHP法对地震应急避难场所减灾能力的诸多影响因素进行综合分析,建立判断矩阵,对各因素的重要性进行两两比较,采用1-9标度法对各指标之间的相对重要程度进行定量判断。判断矩阵标度及其含义见表 1

表 1 判断矩阵标度及其含义 Table 1 The scale of judgment matrix and its meaning

地震应急避难场所的减灾能力评价是一个涉及多因素的复杂问题,各环节难以用特定单一的指标对其进行准确地计算,采用AHP法来构建地震应急避难场所减灾能力评估体系,既保证了评估指标的全面性,同时考虑定性因素的影响,利用较少的定量信息实现评估指标的统一量化,从而达到科学合理的评价目的。

1.2 构建指标体系

影响地震应急避难场所减灾能力的因素很多,参照《地震应急避难场所运行管理指南》(GB/T 33744-2017)(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等,2017)中对地震应急避难场所的启用、运行和管理等方面的要求,本文将影响中小学地震应急避难场所减灾能力的因素划分为环境背景、场地安全保障能力、基础设施保障能力和综合保障能力4大类,即4个一级指标。其中,环境背景是用来判断是否具备地震应急避难场所的基本条件;场地安全保障能力是地震应急避难场所功能实现的基础,制约并体现了地震应急避难场所的可适性;基础设施保障能力既是安置灾民的基本保障,也是地震应急避难场所功能实现的关键;综合保障能力是地震应急避难场所的社会能力补充。这4大类因素,每一类又可划分为多个子因素,即24个二级指标,由此构成1个3层次的中小学地震应急避难场所减灾能力评价模型,如图 1所示。


图 1 宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力指标体系 Fig. 1 Index system of disaster reduction capacity of earthquake emergency shelter for middle and primary schools in southern Ningxia
1.3 评价体系的量化

本文根据《地震应急避难场所场址及配套设施》(GB/T 21734-2008)(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等,2008)中提出的各种定性和半定量建设指标,结合宁夏防震减灾工作的具体特点,对《地震应急避难场所运行管理指南》(GB/T 33744-2017)、(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等,2017)《救灾物资储备库管理规范》(CGB/T 24439-2009)(中华人民共和国民政部,2009)、《城市抗震防灾规划标准》(GB 50413-2007)(中华人民共和国建设部,2007)、《中小学校设计规范》(GB 50099-2011)(中华人民共和国住房和城乡建设部,2012)、《建筑物安全鉴定》(GB 18208.2-2001)(国家质量技术监督局,2001)、《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)(中华人民共和国卫生部等,2007)、《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)(国家质量技术监督局,2004)等一系列规范、标准进行了系统分析和归纳,给出了宁夏中小学地震应急避难场所减灾能力评估指标的量化标准(表 2)。

表 2 宁夏中小学地震应急避难场所减灾能力评估指标量化 Table 2 Quantifying indicators of disaster reduction ability in earthquake emergency shelters in primary and secondary schools in Ningxia
1.4 地震应急避难场所减灾能力计算

地震应急避难场所整体的减灾能力可用综合指数来表述。其算法如下:设各因素相对于总目标的权重为Xn(n=1,2,…,24);各因素的每项得分为An(n=1,2,…,24);地震应急避难场所减灾能力为P。则有:

$\mathrm{P}=\sum\limits_{\mathrm{i}=1}^{\mathrm{n}} \mathrm{Xn} \mathrm{An}(\mathrm{n}=1, 2, \cdots, 24) $ (1)

根据我国防震减灾工作的现状,按表 3进行地震应急避难场所减灾综合指数的等级评定。

表 3 地震应急避难场所减灾综合指数等级评定 Table 3 Evaluation of comprehensive index of disaster reduction in seismic emergency shelters
2 研究区域及数据源
2.1 研究区域

本文研究区域为宁夏南部高烈度区,根据《中国地震动参数区划图(GB 18306-2015)》附表C30-宁夏城镇Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度值和基本地震动加速度反应谱特征周期值,选取峰值加速度为0.4g的地区,即宁夏固原市西吉县沙沟乡和宁夏中卫市海原县李俊乡,共调查学校28所,其中有11所学校因生源调整,校舍空置,已不运行。

2.2 数据源

(1)评价指标相对权重数据

根据AHP法原则,本文采用专家打分法,即通过专家调查问卷的形式,由专家依据自己的知识和经验对各个评价指标的重要程度进行打分,再经过统计分析后得到指标权数。调查对象为地震科研工作者,调查方式有3种:一是采取现场发放现场回收的方式,该方式问卷回收率高,有效避免了空白卷;二是采取邮寄问卷的方式,该方式回收率较高,但回收时间较长;三是采取远程网络问卷的方式,通过QQ或邮件等电子传输方式和专家进行沟通,该方式简单快捷,但预约较难。本文调查共发放问卷90份,回收有效问卷77份,回收率为86%,符合调查的有效性。计算得到24个指标对于总目标中小学地震应急避难场所减灾能力的相对排序权重值,见表 4

表 4 C层24个指标对中小学地震应急避难场所减灾能力的相对总排序权重值 Table 4 Relative total ranking weights of 24 indicators in C-layer for disaster reduction ability of earthquake emergency shelters in primary and secondary schools

图 2图 3分析宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力的影响因素,可以看出,在一级指标因素中,按影响程度排序依次为场地安全保障能力、基础设施保障能力、环境背景和综合保障能力。二级指标因素中比较突出的影响因素(超出均值线)有10个,分别为C8地势平坦空旷、C9交通便利、C10高层建筑垮塌范围之外、C11避开地震断裂带等自然灾害易发地、C12有方向不同的两条以上疏散道路、C14建筑物抗震能力、C15供水设施、C22宣传教育、C23应急预案和C24定期检查维护。这10个指标的累计贡献率达到了58.8%,在一定程度上能反映出宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力的主要需求。


图 2 一级指标影响权重 Fig. 2 Influence weight of first-class index

图 3 二级指标影响权重(红线为均值线) Fig. 3 Secondary indicator impact weight(mean line in red)

(2)学校调查数据

据宁夏地震局2018年应急基础数据库收集结果:研究区域学校总数为30所,本文调查28所,占学校总数的93%,样本具有代表性。根据学校运营状况,将调查学校划分为在运行与不运行两类进行计算与分析,得出各个学校地震应急避难场所减灾能力指数和减灾能力等级,如表 5表 6所示。

表 5 在运行学校地震应急避难场所减灾能力计算结果 Table 5 Calculated results of disaster reduction ability in earthquake emergency shelter in running school
表 6 不运行学校地震应急避难场所减灾能力计算结果 Table 6 Calculated results of disaster reduction ability of school earthquake emergency shelter
3 宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力评估

根据表 5表 6图 4图 5结果分析可以看出:宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力相对较弱,优秀率仅为3%,有61%的学校不能满足地震应急避难场所的条件;在运行学校中,优秀率也仅有6%,有35%的学校仍不能达到地震应急避难场所的标准要求。


图 4 学校地震应急避难场所减灾能力等级分布 Fig. 4 Percentage of disaster reduction ability rate in school earthquake emergency shelters

图 5 在运行学校地震应急避难场所减灾能力等级分布 Fig. 5 Percentage of disaster mitigation capabilities rate in schools operating earthquake emergency shelters

本文研究区域为宁夏南部高烈度区域,属于土石山地,受地理环境条件制约,学校场地选址不合理,大部分学校依山而建,建设场地选址未能避开地震断裂带、滑坡等自然灾害易发地,且受当地经济不发达和人口稀少等因素影响,学校在地理分布上不集中,建设规模较小,调查学校有接近一半为教学点,无操场或空地,仅能满足教学要求;因当地水利资源匮乏,调查学校的饮水大多为机井抽水或水窖存水,厕所均为旱厕,规模较小的中小学无化粪池、消防设施未配齐全。除上述客观因素以外,研究区域内中小学对于地震应急避难场所的宣传教育工作仍有待加强。

4 结论

我国中小学作为地震应急避难场所的建设刚刚起步,本文采用层次分析法,评估了多种复杂因素对中小学作为地震应急避难场所的复杂影响程度,同时,通过专家调查法能够相对合理地确定各因素对总目标的相对权重,通过计算综合减灾能力指数,较为全面地反映出中小学地震应急避难场所的减灾能力情况,对于加强宁夏高烈度区中小学地震应急避难场所的建设、提升防范和应对地震灾害能力具有科学化的指导意义。

参考文献
昂玉洋, 2013. 基于灾害风险评估的城市应急避难场所建设研究-以南京市为例[M]. 南京: 南京邮电大学.
曹彦波, 张原硕, 邓树荣, 等, 2019. 云南省县(市)区应急备震能力评估方法研究及应用[J]. 震灾防御技术, 14(2): 387-400.
陈志芬, 李强, 陈晋, 2010. 城市应急避难场所层次布局研究(Ⅱ)-三级层次选址模型[J]. 自然灾害学报, 19(5): 13-19.
樊晓一, 乔建平, 陈永波, 2004. 层次分析法在典型滑坡危险度评价中的应用[J]. 自然灾害学报, 13(1): 72-76. DOI:10.3969/j.issn.1004-4574.2004.01.012
高娜, 苏桂武, 邓砚, 等, 2014. 3类人群对地震应急救援影响因素重要性认知的调查与分析-以唐山市为例[J]. 地震地质, 36(2): 536-546. DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2014.02.021
国家质量技术监督局, 2001. GB 18208.2-2001地震现场工作第二部分:建筑物安全鉴定[M]. 北京: 中国标准出版社.
国家质量技术监督局, 2004. GB 18306-2001中国地震动参数区划图[M]. 北京: 中国标准出版社.
何力, 2010. 中小学防灾避难设计策略初探[M]. 重庆: 重庆大学.
刘军, 苏桂武, 孙甲宁, 等, 2016. 新疆地区县(市)地震应急能力指标体系的建立与区域差异初探[J]. 震灾防御技术, 11(4): 814-822.
刘睿, 苏伟, 张晓东, 等, 2013. 芦山地震震后次生滑坡灾害风险评价研究[J]. 震灾防御技术, 8(4): 423-433. DOI:10.3969/j.issn.1673-5722.2013.04.010
钱洪伟, 2010. 应急避难场所规划环境影响评价体系初探[J]. 防灾科技学院学报, 12(3): 1-5. DOI:10.3969/j.issn.1673-8047.2010.03.001
钱洪伟, 尹香菊, 佟艳, 2013. 基于制约因素的城市应急避难场所运行能力评价指标体系构建-以汶川地震时某城市应急避难场所为例[J]. 中国安全科学学报, 23(6): 158-164. DOI:10.3969/j.issn.1003-3033.2013.06.027
沈勇, 2013. 浅谈莆田市地震应急避难场所建设[J]. 城市建设, (12): 82-83.
苏建锋, 薄万举, 2017. 城市地震应急避难场所展示系统的设计与实现[J]. 震灾防御技术, 12(2): 392-398.
王霞, 吴沈辉, TawanaM. M., 等, 2009. 基于AHP法的城市灾害应急能力评价[J]. 山西能源与节能, (1): 42-46. DOI:10.3969/j.issn.2095-0802.2009.01.016
吴辉辉, 2011. 中小学校抗震能力分析与评价[M]. 西安: 西安建筑科技大学.
吴宗之, 黄典剑, 蔡嗣经, 等, 2005. 基于模糊集值理论的城市应急避难所应急适应能力评价方法研究[J]. 安全与环境学报, 5(6): 100-103. DOI:10.3969/j.issn.1009-6094.2005.06.028
熊焰, 梁芳, 乔永军, 等, 2014. 北京市地震应急避难场所减灾能力评价体系的研究[J]. 震灾防御技术, 9(4): 921-931.
杨斌, 马朝晖, 2014. 基于地震应急基础数据的山西地震应急能力评价指标体系建设[J]. 震灾防御技术, 9(1): 118-125. DOI:10.3969/j.issn.1673-5722.2014.01.012
杨文斌, 韩世文, 张敬军, 等, 2004. 地震应急避难场所的规划建设与城市防灾[J]. 自然灾害学报, 13(1): 126-131.
张勤, 高亦飞, 高娜, 等, 2009. 城镇社区地震应急能力评价指标体系的构建[J]. 灾害学, 24(3): 133-136.
郑婷, 周园, 梁海娟, 2015. 作为地震应急避难场所的中小学规划设计[J]. 河北建筑工程学院学报, 33(3): 44-47.
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会, 2008. GB 21734-2008地震应急避难场所场址及配套设施[M]. 北京: 中国标准出版社.
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会, 2017. GB/T 33744-2017地震应急避难场所运行管理指南[M]. 北京: 中国标准出版社.
中华人民共和国建设部, 2007. GB 50413-2007城市抗震防灾规划标准(附条文说明)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社.
中华人民共和国民政部, 2009. GB/T 24439-2009救灾物资储备库管理规范[M]. 北京: 中国标准出版社.
中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会, 2007. GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[M]. 北京: 中国标准出版社.
中华人民共和国住房和城乡建设部, 2012. GB 50099-2011中小学校设计规范[M]. 北京: 中国建筑工业出版社.
庄锁法, 2000. 基于层次分析法的综合评价模型[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版), 23(4): 582-585, 590. DOI:10.3969/j.issn.1003-5060.2000.04.029
Liang S. Y., Wang Y., Zhou Z. Q., et al., 2009. Geological hazard assessment of small towns based on EAHP. In: Proceedings of 2009 International Conference on Management and Service Science. Wuhan, China: IEEE.