城市综合防灾减灾规划 刘茂.ppt
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1、基于风险分析的城市防灾减灾规划的研究 以淮南市为例,南开大学城市公共安全研究中心 刘 茂,安全规划,风险管理,应急管理,定量风 险分析,风险分析,制定规划,事故灾害后果计算,暴露分析,脆弱性分析,规划目标确定,规划指标减缓,规划对策措施,1 淮南市重大危险源风险分析,在重大危险源风险分析中,借鉴国外的区域风险指标,以个人风险值作为城市的风险指标; 在个人风险的计算过程中,将研究区域进行网格化处理,用等步长划分为50m50m的正方形网格。分别计算单个危险源各种事故场景下,网格中心点的暴露剂量值; 然后计算得到在此危险源作用下,其影响区域内网格中心点的个人风险值;再应用美国Golden公司研究开发
2、的制作等高线和三维地形立体图的Surfer软件得到该危险源作用下的个人风险等值线。,1.1 重大危险源的现状分布,重大危险源企业:发电厂3家,化工企业9家,加油站和油库39家。,1.2 重大危险源风险分析,应用美国EPA化学制品突发事件和预备办公室推荐的ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres)模拟软件计算各风险因素可能的事故后果。 利用ALOHA软件可以计算得到化学物质泄漏导致的毒气扩散,火灾和爆炸事故中涉及的毒性物质的浓度、热辐射和冲击波超压值。, GIS和ALOHA可通过插件Aloha_9.dll动态连接结合在一起。首先应用ALOHA
3、模拟生成事故后果图,然后在ArcGIS具体显示气体扩散图,实现事故后果在地理信息系统中的应用。 选取全市范围内后果比较严重、影响范围比较大的中毒、火灾和爆炸事故,对其进行分析。得到中毒事故后果图、火灾事故后果图、蒸气云爆炸事故后果图。,1.2.1 中毒事故后果图,甲胺、 液氨、甲醛储罐泄漏造成中毒的事故后果图,1.2.2 火灾事故后果图,甲胺和液氨储罐及各加油站火球事故的后果图,1.2.3 蒸气云爆炸事故后果图,淮化公司精甲醇生产单元的蒸气云爆炸事故,1.2.4 重大危险源的个人风险等值线,图中蓝色区域的个人风险处于10-810-6之间,绿色区域的个人风险处于10-610-5之间,红色区域的个
4、人风险处于10-510-4之间。,借鉴英国HSE确定的个人风险的可接受水平(如下图)对淮南市的个人风险进行分析,确定风险的可接受程度。 淮南市大部分地区的个人风险处于10-810-5之间,少部分处于10-510-4之间,应用ALARP准则可判定淮南市的风险水平合理可接受,但还需对危险装置进行实时监控和定期更新维护,保障安全运行。,1.3 重大危险源规划建议,(1)根据对淮南市重大事故风险源的风险分析可知,由于淮化地区液氨和甲醇储罐等的事故后果影响范围广、周围区域风险值较高,所以其周围区域内不宜规划风险性高的装置及人口密度较大的办公场所;对于容量较大的储罐,应大罐变小罐或减少储存的危险物质量。
5、(2)在化工区的规划中要对危险源优化布局、合理分散。在保证风险水平可接受的前提下,充分利用土地资源,将不同等级的风险源交叉分布,避免高风险装置的密集,使风险分布均匀。,(3)重大事故风险源的风险控制工作,需要从企业和政府两个层面着手执行。采用合理多米诺效应的预防技术,实现企业内部及企业间的信息互通、跨厂联防措施,做好重大事故的风险管理。 (4)可根据各重大事故风险源的后果预测,对淮南市内的应急队伍及应急设施进行合理分配;同时在事故发生后,可依据预测事故后果的不同分区,在实施现场采取不同的应急救援行动,及时疏散群众,减少人员伤亡。,2 火灾风险分析,根据美国消防协会(NFPA)在NFPA1144
6、和NFPA299中制定的野火危险等级表 (Wildfire Hazard Rating Form),以及亚洲灾害预防中心的“亚洲城市减灾计划”中的城市火灾风险评价部分,并结合淮南市的实际情况制定火灾风险评价标准,对淮南市的火灾危险进行等级区划。 选取相应的评价指标,并对各指标人为赋予权重值,最后在GIS中对各影响因素进行叠加,得到淮南市的火灾风险等级图。 评价指标包括:建筑密度;建筑防火等级;人口密度;城市功能区划;与危险建筑的距离;与水源的距离值;与消防站的距离值。,2.1 评价流程图,2.2 评价过程,所有过程均在GIS中实现。建筑和人口密度、土地利用情况使用GIS中的kernel smo
7、othing实现;与危险建筑的距离、与水源的距离和与消防站的距离使用GIS中的Euclidean Distance实现。,2.2.1 建筑密度,根据图例所示,颜色越深的区域,分值越大,建筑密度越大。可以看出,深红色区域所代表的棚户区建筑密度最大。,2.2.2人口密度,根据淮南市的城市功能区划,对其人口密度进行假设,淮南市的人口密度如上图所示。颜色越深的区域,分值越大,人口密度越大。,2.2.3 城市功能区划,依图例所示,颜色越深的区域,分值越大。各区域依分值从大到小分别为商业区、居住区、工业区、教育、体育区和其它用途的区域。,2.2.4 与危险建筑的距离,依图例所示,颜色越深的区域分值越大,与
8、区域离危险建筑的距离越近,其火灾危险也越大。,2.2.5 与消防站的距离,颜色越深的区域分值越大,离消防站的距离越远,其火灾危险也越大。,2.2.6 与水源的距离图,颜色越深的区域分值越大,离水源的距离越远,火灾危险越大。,2.3 淮南市火灾风险等级图,颜色越深的区域分值越大,其火灾风险等级也越高。可以看出,建筑和人口密度大、危险源附近、离消防站和水源远的地方的火灾风险较大。,2.4 城市火灾规划建议,(1)调整、完善城市总体布局 对于布局不合理的旧城区,对严重影响城市消防安全的工厂、仓库,应纳入近期改造规划,有计划、有步骤地采取限期迁移或改变生产使用性质等措施,消除不安全因素。 (2)加大对
9、重大危险源的监督管理力度 通过加大对易发生火灾的城市重大危险源的监管,降低火灾发生的概率及其造成的危害。 (3)加强消防宣传和培训,提高全民消防意识,(4)加快旧城改造步伐 对城市中原有耐火等级低、相互毗连的建筑密集区或大面积棚户区,应纳入城市近期改造规划,积极采取防火分隔、提高耐火性能、开辟防火间距和消防车通道等措施,逐步改善消防安全条件。 (5)加强消防安全重点单位的监管力度,提高消防安全重点单位自身消防管理水平 (6)加强城市消防站建设步伐,提高消防装备水平,3 地震风险分析,本研究使用地震整体风险评价方法,参考以下几方面: 国际减灾策略组织(ISDR)在灾害风险、脆弱性和灾害影响的评价
10、等方面的研究。 泛美开发银行和哥伦比亚国立大学提出的一套运用指标进行地震风险评价的方法。 美国联邦应急管理中心(FEMA),地震、洪水、台风造成潜在损失的评估软件HAZUS的技术手册。,3.1 地震风险评价,通常地震风险是指所研究的地区内发生某种程度的地震灾害和社会后果的概率,或综合评价。它与本地区的地震危险性、承灾体暴露和承灾体易损性有关,是由这三个因素共同决定的。,地震整体风险评价方法,地震风险可以表示为直接影响(或物理风险)和非直接影响(影响因子)共同作用的结果的结果: 其中,R为地震风险,RF为物理风险,F为影响因子。,整体风险评价所涉及的指数的获得是通过评价物理风险和影响因子,从研究
11、对象中获得,通过预测建筑物的破坏和基础设施的损失,获得未来的损失来确定地震的物理风险; 通过研究社会的脆弱性和恢复能力的缺乏来获得加剧物理风险的影响因子,最终通过这些信息可以获得地震风险指数。 该方法的理论框架如下图所示:,物理风险,物理风险,可以通过将物理风险评价的相关指标的取值进行统一的转换,使之成为可以进行相互比较计算的指数,并乘以相应的权重,最后相加得到相应的物理风险。 其中,RF为物理风险指数,FRFi为相关指标转换后的值,WFRi为第i项指标相对应权重。,物理风险的相关指标,影响因子,影响因子包括社会脆弱性和缺乏恢复能力。社会经济脆弱性和缺乏恢复能力作为影响因子(间接或无形的影响)
12、会加剧物理风险(潜在的直接影响)。 影响因子F取决于一系列与社会脆弱性与灾后恢复能力相关指标,这些指标进过转换并赋予相应权重之后的相加和,即最终的影响因子值。 其中FFSi和FFSj为社会脆弱性和灾后恢复能力相关指标转换后的值。 WFRi和WFRi为相对应指标的权重,m和n分别为描述社会脆弱性和灾后恢复能力的指标的数量。,社会脆弱性与灾后恢复能力相关指标,3.1.1 淮南市主要断裂带和震中,3.1.2 建筑物分区图,淮南市建筑物主要以多层钢筋混凝土框架房屋C1和多层砌体房屋RM2为主,其中92之前建造的建筑物按照7度地震设防,92-01年间建造的建筑物按6度地震设防,01年8月之后新建建筑物按
13、照7度设防。 按照淮南市建筑物的类型、抗震设防标准和建筑物高度,将淮南市的建筑物进行大概的分区 。 根据淮南市的建筑物类型与年代的分布情况,将淮南市区划分为26个区域,计算每一个区域的地震风险。 场地类型的区域为:8、17、18、19 场地类型的区域为:3、5、6、7、11、12、13、14、25 场地类型的区域为: 1、4、16、20、21、22、23、24 场地类型的区域为:2、9、10、15、26假设淮南市发生8度 罕遇地震,3.1.3 淮南抗震设防不足建筑物分布,3.1.4 淮南市地震敏感单位,3.1.5 淮南市主要燃气管网,3.1.6 淮南市主要给水管网,3.1.7 淮南市建筑物抗震
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