城市重大基礎設施抗震防災能力評價方法研究.pdf

1、地震歷來是嚴重危害人類社會發(fā)展的自然災害，每一次強烈地震的發(fā)生都會給人類社會帶來不可避免的巨大損失。隨著社會的發(fā)展，城市化進程的推進，當?shù)卣鸢l(fā)生在城市或城市周邊時，將會給城市帶來巨大的災害，造成不可估計的損失及人員傷亡，此外，地震更會破壞甚至摧毀一個城市的經(jīng)過多年發(fā)展建設的重大基礎設施、以及各類生命線工程。因此，研究城市重大基礎設施，包括生命線工程的抗震防災能力對城市的發(fā)展和人類的生存具有十分重要的意義，同時也可以為城市基礎設施防災減災

2、的規(guī)劃和設計提出重要指導和要求。
　　本文采用灰色關(guān)聯(lián)分析及專家咨詢等方法，基于眾多地震損失數(shù)據(jù)，建立了城市重大基礎設施抗震防災能力的評價體系，提出了城市重大基礎設施抗震防災能力的評價方法，為評估城市基礎設施抗震防災能力提供方法，也為指導城市基礎設施抗震防災提供幫助。
　　首先，本文對地震災害進行了簡單的介紹，以歷年發(fā)生的重大地震災害為背景，分析了地震對城市重大基礎設施造成的影響。然后闡述了建立城市重大基礎設施抗震防災能力評

3、價方法對評估城市基礎設施抗震防災能力的重要意義，并對國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進展進行了回顧，梳理出城市重大基礎設施抗震防災能力評估的發(fā)展過程。
　　本文第二章基于歷史地震數(shù)據(jù)，分析了地震對城市重大基礎設施地震造成的災害情況，同時對城市發(fā)生的地震災害的特點進行了總結(jié)，主要包括:地震災害的嚴重性、地震災害的復雜性、以及地震災害的連鎖性，分別表明地震災害對城市基礎設施具有非常強大的破壞力，地震災害可能會引發(fā)其他次生災害，對城市重大基礎設施造成二

4、次破壞。其次，本章對城市基礎設施災害情況進行了分析，通過回顧歷史上發(fā)生的幾次大地震，考慮六類不同的城市重大基礎設施，即電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和城市綜合管廊，總結(jié)了城市基礎設施不同系統(tǒng)發(fā)生破壞的具體情況。由于城市地下綜合管廊的興起和廣泛應用，本章最后部分對其發(fā)展歷程進行了介紹，并分析了其在地震下可能受到的災害情況。
　　第三章采用灰色關(guān)聯(lián)方法，基于歷次地震災害的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了不同影響因素對地震災害造成的基

5、礎設施損失及建筑物損失的影響?？紤]的影響因素包括:地震震級、地震震源深度、地震發(fā)震時間、烈度大于等于7度的面積、災區(qū)人口密度、受災人口總數(shù)、災區(qū)城市生產(chǎn)總值和災區(qū)人均生產(chǎn)總值，比較全面的涵蓋了地震自身的因素、地區(qū)震害情況、地區(qū)社會發(fā)展情況等。由灰色關(guān)聯(lián)序分析結(jié)果可以看出，受災人口總數(shù)對基礎設施損失影響最大，接著依次為災區(qū)人均生產(chǎn)總值、烈度大于等于7度的面積、發(fā)震時間、地震震級、震源深度、災區(qū)城市生產(chǎn)總值，對基礎設施損失影響最小的為災區(qū)人

6、口密度;與城市重大基礎設施損失相同，受災人口總數(shù)對建筑物損失的影響也是最大的，而排在受災人口總數(shù)之后的依次為烈度大于等于7度的面積、災區(qū)人均生產(chǎn)總值、地震震級、災區(qū)人口密度、震源深度、災區(qū)城市生產(chǎn)總值，對建筑物損失影響最小的為發(fā)震時間。
　　本文第四章基于灰色關(guān)聯(lián)分析得到的信息，通過選取合適的評價指標，建立起評價城市重大基礎設施抗震防災能力的體系。評價體系主要指標包括社會監(jiān)測預報能力、社會經(jīng)濟能力、應急救援與恢復能力，以及基礎設施

7、自身抗震防御能力。選取的評價指標既有震前預報能力，震時建筑抗震能力，也包括了震后救援、救災能力，涵蓋了地震發(fā)生前、發(fā)生時，以及發(fā)生后等諸方面因素。地震監(jiān)測與預報能力可以通過城市地震臺站的數(shù)量或者密度，以及地震前兆觀測手段的多少來評價;社會、經(jīng)濟能力是一個全面而復雜的能力指標，可以通過總體國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均的國內(nèi)生產(chǎn)總值來衡量一個城市的經(jīng)濟發(fā)展水平;應急救援與恢復能力則可以通過生存持續(xù)、政府區(qū)域管理能力等方面來定量體現(xiàn);而基礎設施自身抗震

8、防御能力反映了基礎設施自身在地震下的表現(xiàn)。根據(jù)基礎設施的不同子系統(tǒng)，基礎設施自身抗震防御能力可分為供電、供水、供氣、通信、交通和其他部分。這些子系統(tǒng)的抗震防災能力可以根據(jù)建筑物是否經(jīng)過抗震設計、線路是否冗余度較高等來定量評價
　　本文第五章基于上一章建立的評價體系，通過選取合適的系統(tǒng)層及狀態(tài)層指標，本文提出了評價城市重大基礎設施抗震防災能力的方法。通過專家咨詢等方式得到社會監(jiān)測預報能力、社會經(jīng)濟能力、應急救援與恢復能力、基礎設施自

9、身抗震防御能力四個系統(tǒng)層的相對權(quán)重分別為0.118、0.155、0.305、0.402，可以看出基礎設施自身抗震防御能力對城市基礎設施抗震防災能力影響最大。而在基礎設施各項子系統(tǒng)中，供電、供水、供氣、通信、交通、其他六項的相對權(quán)重分別為0.345、0.103、0.035、0.207、0.241和0.069，由此可以知道，供電系統(tǒng)對基礎設施自身抗震防御能力影響最大。本章最后以南京市和鹽城市為例，基于兩座城市基礎設施現(xiàn)狀，通知查閱數(shù)據(jù)、實地