河流洪涝对城市公共安全应急响应能力的影响研究——以上海市外环以内中心城区为例

以上海市外环以内中心城区作为研究区域,采用洪涝情景模拟与GIS网络分析相结合的研究方法,评估了当前以及未来不同重现期河流洪涝情景下城市公共安全（110）应急响应能力。研究结果表明：在洪涝情景下,部分城市路网瘫痪、交通中断,应急车辆无法通行,公安应急服务空间可达性范围较正常情况明显变小,应急响应能力降低;由于高脆弱性区域（棚户区）主要位于黄浦江沿岸地区,江水漫溢导致淹没路段较多,因此部分棚户区的救援时间会出现延迟甚至失去应急救援服务。通过对河流洪涝情景下城市公共安全（110）应急响应能力的评估研究,可为城市洪涝灾害应急响应部门制定预防与应对措施提供理论和科学依据,具有重要的现实意义。     

基于高精度地形表面模型的城市雨洪情景模拟与应急响应能力评价

在气候变化和城市化背景下,日益频发的暴雨洪涝对城市人员、财产及功能造成了严重的灾害影响,突出表现为城市路网被淹导致的交通与公共服务中断。因此,城市暴雨洪涝灾害的应急管理与风险防范已经成为当前自然灾害研究的热点问题之一。选取受暴雨洪涝灾害影响严重的上海市中心城区(南京东路CBD)为研究区,采用高精度暴雨洪涝数值模拟与GIS空间分析相结合的研究方法,评估了不同降水强度情景和积水深度条件下,城市路网的可通行性与城市关键公共服务部门(医疗和公安)的应急响应能力。研究表明,基于高精度地形表面模型的城市雨洪模拟与应急响应能力评估方法,具有较高的实用性和有效性,可为城市洪灾应对与精细化应急管理提供科学支撑。     

特大城市医疗公共服务可达性的空间格局及其影响因素分析——以上海市为例

大城市通常是医疗资源最为丰富的地区,但普遍存在配置不均的问题。精准地衡量城市医疗公共服务的空间异质性、合理规划医疗公共空间,是实现城市稳定健康发展的重要保障。以上海市为例,运用改进两步移动搜索法,从乡镇（街道）尺度测算医疗服务设施的空间可达性,并结合基尼系数和空间自相关分析探究上海市医疗服务设施可达性的空间分异特征,探讨了影响上海市医疗服务资源可达性空间格局的主要因素。研究表明：上海市医疗公共服务可达性自中心城区向郊区逐渐递减;可达性高值区集中在外环线以内及其沿线地区,可达性低值区集中在远郊区。医疗资源呈现向心化集聚,满足了中心城区高密度的人口和体量庞大的老年人口就医需求;中心城区医疗服务资源配置相对均衡,可达性差异较小,而郊区医疗服务的可达性差异较大;上海市医疗服务可达性空间格局受人口密度和经济发展显著影响,上海市政府医疗财政支付对街道尺度的医疗服务设施空间可达性作用较小。在未来,在城市医疗卫生服务资源配置中注重人口集聚导向,建立医疗卫生人员双向流动的常态化机制是提升上海市医疗公共服务能力,优化城市医疗公共设施可达性的重要方向。     

暴雨内涝情景下城市消防服务可达性的精细化评估

为了揭示城市暴雨内涝灾害对应急响应服务功能的影响,论文基于高精度城市洪涝模型(FloodMap)和增强型两步移动搜寻法(E2SFCA),对暴雨内涝灾害影响下上海市中心城区消防服务可达性进行精细化评估。研究结果表明：① 百年一遇暴雨内涝情景下,内涝最严重时积水深度超过50 cm的淹没范围整体呈现“西高东低”分布态势,淹没总面积约1.5 km²,可导致471条路段(约占路网全长5.11%)通行受阻。② 上海市中心城区消防服务可达性的空间差异比较显著,大体呈现出由黄浦江两岸向西北和东南方向递减态势,但在一天中的不同时段,可达性空间格局变化并不明显。③ 与正常天气条件相比,暴雨内涝情景下不可达单元(250 m×250 m)数量显著增多,夜间低峰、早高峰、白天平峰和晚高峰时段分别增加36.32%、35.89%、39.07%和32.01%;从暴雨内涝的过程(全程120 min)上看,在雨峰后半段((30, 45] min)不可达单元数量最多,消防服务可达性的空间差异程度最大。④ 消防服务可达性表现出一定程度的空间集聚特征,其中高值聚集区(“高—高”型)主要位于黄浦江两岸以及浦西边缘地区,低值聚集区(“低—低”型)主要位于西北和西南区域,这2类聚集区呈“团块状”分布,而“高—低”型和“低—高”型集聚均不显著。⑤ 研究区内消防服务可达性与需求的空间失配现象(“低需求—高可达”或“高需求—低可达”)较为明显,而暴雨内涝会加剧空间失配问题。研究结果可为提升城市洪涝灾害管理与应急响应服务的精细化水平提供科学依据。     

交通拥堵对急救医疗服务时空可达性的影响——以广州市为例

时间是急救服务的敏感因素,急救服务设施可达性的时空差异对于评估急救设施的选址及急救服务调度的效率,解决公众急救医疗需求与供给之间的矛盾,辅助政府部门的决策都至关重要。交通拥堵是常见的城市问题,尤其是在城市中心区域更为明显,由于交通拥堵带来的时间滞后对急救服务产生的影响不容忽视。本文通过浮动车GPS大数据,分析交通拥堵对广州市中心城区急救医疗设施时空可达性的影响。结果表明：①在考虑道路实际通行状况的情况下,在交通高峰期,社区的急救医疗服务平均可达时间和最长可达时间分别比采用设计时速计算增加20%和25%。②可达性存在明显的时空差异。急救医疗服务可达性以急救医院为中心,沿着路网向四周呈现衰减趋势。急救医院布局较多、路网密集区域的可达性高,反之则低。交通拥堵对路网密集、行车规则设计复杂以及存在通过性交通流的地区影响显著。③对不同阻抗系数下可达性变化的敏感性分析,发现随着阻抗系数的增大,可达性变化的趋势有所放缓,紧急医疗服务可达性的分异变小;这一变化趋势在交通平峰期表现更为明显。因此,在研究城市中心区域急救医疗服务时,考虑交通拥堵对可达性的影响,需要构建基于实时交通状况的可达性评估模型,合理选择模型参数,优化实时急救医疗服务调度,提升急救服务的效率和质量。     

新冠疫情下城市应急医疗设施空间配置评价研究——以武汉市为例

通过数据实证分析COVID-19期间武汉市应急医疗设施的空间配置特征,构建武汉市疫情暴发期间的应急医疗设施空间配置评价体系,运用两步移动搜寻法等方法对武汉市应急医疗资源配置进行评价,提出其空间配置中的不足。研究发现,COVID-19暴发期间武汉的应急医疗设施的空间分布以核心城区为主,开放床位多集中在传统城市中心地区,周边地区的应急医疗设施空间配置上仍有不足;应急医疗设施的配置存在较大的缺口,空间分布不均衡,且综合可达性较差,可服务的研究单元较为局限,应急设施的就医可达性由城市中心从内向外依次降低。     

城市文化遗产洪涝灾害风险评估模型构建——以广州市为例

洪涝灾害危害面广大,为预见城市文化遗产的洪涝风险,从致灾因子、孕灾环境、承灾体、抗灾力4个方面构建城市文化遗产洪涝灾害风险评估模型,并以广州市文化遗产为例进行评估。结果表明:不同类型文化遗产对灾害因子的响应程度存在差异,遗产级别与综合风险系数成正相关,且以越秀、海珠中心城区及白云区遗产综合洪涝风险最大,花都区和白云区遗产致灾风险最高,越秀区、黄浦区和从化区遗产抗灾力最差。构建文化遗产洪涝灾害风险评估模型,能够增加对未来遗产风险的掌握,提高对遗产的应急防范。     

基于GIS的上海中心城区公园避难可达性研究

绿地公园对于城市防灾减灾发挥着重要应急避难作用,其空间布局的合理性直接影响到城市综合减灾效益。基于空间可达性理论和防灾避难要求,采用2SFCA模型和ArcGIS集成技术,定量研究上海中心城区公园的应急避难服务与居民避难需求之间的平衡关系。结果表明:当避难可达距离d0为500~2 000 m时,公园避难可达性呈现"中心地区弱、边缘地区强"的趋势;当d0为1 500 m时,现有城市公园避难服务范围达最大,服务人口比重达22.9%;城市公园空间布局及规模与人口分布格局不匹配是影响避难可达性空间分布差异的主要因素;适当增设学校、广场等作为避难空间以及合理设置公园的避难服务半径和规划专门的避难道路等有利于改善上海中心城区居民避难的可达性。     

1950-2016年印度洪涝灾害时空分异特征

洪涝是影响印度社会经济发展的首要自然灾害。本文基于全球紧急事件数据库（Emergency Events Database，简称EM-DAT），通过识别洪涝事件，利用频次分析方法，分析了1950-2016年印度洪涝灾害事件频次的时空变化，揭示了印度洪涝灾害的时间和空间分异特征和因灾致死人口的变化特征。结果发现：（1）印度洪涝灾害呈现鲜明的季节变化特征，7-9月为高发季节，占总频次的65.704%，峰值出现在7月，占24.549%；1950-2016年洪涝频次总体呈增加趋势。（2）印度北部，特别是东北部，是洪涝灾害的高发区。（3）1950-2016年洪涝灾害致死人口随洪涝频次增加而增加，但单次死亡人口最大值和年最大死亡人口值均明显降低。由此表明，20世纪中叶以来印度抵御洪涝灾害的能力逐渐增强。本研究为进一步分析印度社会的脆弱性和未来气候变化情景下的洪涝灾害风险奠定了基础。     

基于最优供需分配的公共设施空间可达性分析

空间可达性是衡量公共服务设施公平性的重要指标,在医疗、教育、休闲等公共服务的布局规划中得到广泛应用。然而已有设施服务可达性模型难以充分反映服务供需关系,计算指标也缺乏物理意义。本文提出新的最优供需分配的公共设施空间可达性计算方法（OSD）取代现有方法。该方法基于最优供需分配模型,将设施服务分配给需求者,根据分配结果计算空间可达性指标。给定服务设施与需求的空间分布,以最小化旅行成本为目标,顾及设施服务能力,采用经典的运输问题模型确定最优的服务供需分配方案,进而度量服务的空间可达性。以郑州市金水区社区卫生服务为例,求解25个中心与1333个居住小区的最优服务配置。使用最优配置结果确定每个设施的服务范围、每个居住小区使用服务的旅行时间,以及特定时间阈值的服务覆盖比率。与流行的两步移动搜索法相比,新方法的计算指标具有明确的物理意义。本文提出的可达性评价方法无需参数,计算高效,结果易于解释,在公共服务评价及设施布局规划方面具有应用潜力。     

海平面上升背景下黄浦江极端风暴洪水危险性分析

黄浦江流域是典型的风暴洪水脆弱区。随着气候变化和海平面上升,未来该区域可能遭受更为严重的灾害影响。从海平面绝对上升、构造沉降和压实沉降三个方面预测了2030 年和2050 年该区域海平面相对上升值为170 mm和390 mm。在此基础上,结合最大天文潮位值和最大风暴增水值,估算了2030 年和2050 年极端风暴洪水位将分别达到7.17 m和7.39 m。基于高精度洪水数值模型开展了2030 和2050 年两种极端风暴洪水情景模拟,结果显示黄浦江两岸地区均可能被淹没,上游地区较中下游地区受淹将更为严重。进而提出未来研究中需重点关注不确定性分析、防汛墙溃堤淹没情景分析和风暴频率—强度变化等领域。     

Using LiDAR-DEM based rapid flood inundation modelling framework to map floodplain inundation extent and depth

Mapping floods is important for policy makers to make timely decisions in regards to emergency responses and future planning. It is therefore crucial to develop a rapid inundation modelling framework to map flood inundation. This study develops an airborne scanning laser altimetry(Li DAR) digital elevation model(DEM) based Rapid flood Inundation Modelling framework(Li DAR-RIM) for assessment of inundation extent, depth, volume and duration for flood events. The modelling framework has been applied to the mid-Murrumbidgee region in the southeast Murray-Darling Basin, Australia for two flood events occurred in December 2010 and March 2012. The inundation extents estimated using this methodology compared well to those obtained from two Landsat ETM+ images, demonstrating suitability and applicability of this method. For testing possibility of larger area application, the framework also uses 30-m resolution shuttle radar topography mission(SRTM)-DEM to replace Li DAR-DEM for the same modelling. The inundation extents obtained by using the SRTM-DEM are smaller than those obtained using the Li DAR-DEM, especially for large flood events. A possible reason is that the river cross sections obtained from the SRTM-DEM are not accurate enough for inundation modelling. The Li DAR-RIM has an advantage for process modelling and scenario modelling under future climatic conditions.     

暴雨内涝影响下的城市道路交通拥挤特征识别

近年来,暴雨内涝频繁发生,常引发严重的城市交通拥堵问题。本文利用自主开发的宏观交通模拟工具,模拟了上海市中心城区50年一遇和100年一遇暴雨强度情景下每条路段的小时交通量,通过计算道路饱和度,研究了不同强度暴雨内涝对中心城区高架出入口和重要道路拥挤程度的影响。结果表明：①100年一遇暴雨内涝对上海市中心城区道路交通服务能力影响显著,可导致7个高架道路出入口关闭,部分出入口严重拥堵;②暴雨内涝对道路拥堵状况影响的差异性明显,变拥挤路段占道路总里程的13.35%,其中一级道路的拥挤程度变化最为明显,如：大连路、武宁路,周家嘴路和长寿路等主要路段服务水平下降。     

平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响

平原河网地区是河流高度发育并受到城市化深刻影响的区域。本文以上海为例,基于上海及周边城市普遍采用的河流分类和水利片管理系统,分析不同城市化水平地区河流结构的共同特征及其差异性,探讨河流结构对河网调蓄能力的可能影响,提出估算河网调蓄能力的方法。研究表明,平原河网地区河流结构指标反映了该地区河流数量、长度以及低等级河流高度发育的自然地理特征,城市化在达到一定程度后即会干扰河流结构的自身发育规律,并表现为河流发育能力的下降;河流结构在城市化影响下表现出由复杂到简单、由多元到单一的变化趋势;河网调蓄能力受低等级河流数量及结构的影响更大,并随着城市化水平的提高而下降;就整体而言,城市化对河网调蓄能力的影响大于对河流结构的影响;以水面数量和河流结构两项指标作为参数能够更准确地估算河网调蓄能力。     

上海城市地貌形变与防汛墙地理工程透析

从城市地貌学角度分析了上海城市地貌形变的阶段性、致灾性,探讨了防汛墙与地貌形变的相互关系、工程特点及存在问题,提出了阶段性地貌形变对市区河流沉积控制的概念模式。同时认为,上海高强度人类活动对自然地理系统的最大影响莫过于自然地貌面相对于周边地区的阶段性沉降变形(即地貌形变),并由此造成其他自然地理要素的相应变化;地貌形变发生后很难修复并具有明显的致灾性,使地势本来低平的上海受到来自洪水的更大威胁;作为地貌形变后的防汛墙治理工程其设计标高在近期是有效的,但从长期看存在局限性。上海城市地貌环境问题只有从宏观和长远的城市规划层面上去认识才能从根本上得以缓解。     

基于PGIS的社区洪涝灾害概率风险评估——以福建省泰宁县城区为例

以福建泰宁县城区为例,基于PGIS 和概率（情景）风险分析方法,开展社区尺度的洪涝灾害风险研究。利用1949-2011年13 次历史洪灾资料,计算了洪水的强度-超越概率,得出大于洪峰流量2929.18 m³/s 和洪峰水位281.50 m的年超越概率为1.6%。在此情景下,县城淹没面积达1.3 km²（占总面积31.0%）,最大淹没深度超过3.5 m,最长淹没时间超过10小时,共有1846 幢建筑物（占全部建筑的42.2%）受影响。分别针对受灾区域房屋建筑、住宅室内财产和商户室内财产,建立灾损方程,评估损失价值,并绘制灾损地图。结果表明,洪涝灾害对社区造成的影响显著,有必要制定应急预案,建立早期预警等进行防灾降险。     

Reconceptualising coarse sediment delivery problems in rivers as catchment-scale and diffuse

This paper assesses river channel management activities in the context of the interaction between coarse sediment delivery, climate change, river channel response and flood risk. It uses two main sources of evidence: (1) an intensive instrumentation of an upland river catchment using both traditional hydrometric and novel sediment sensing methods; and (2) a sediment delivery model that combines a treatment of sediment generation from mass failure with a treatment of the connectivity of this failed material to the drainage network. The field instrumentation suggests that the precipitation events that deliver sediment from hillslopes to the drainage network are different to those that transfer sediment within the network itself. Extreme events, that could occur at any time in the year (i.e. they are not dependent on wet antecedent conditions), were crucial for sediment delivery. However, sustained high river flows were responsible for the majority of transfer within the river itself. Application of three downscaling methods to climate model predictions for the 2050s and 2080s suggested a significant increase in the number and potential volume of delivery events by the 2050s, regardless of the climate downscaling scenario used. First approximations suggested that this would translate into annual bed level aggradation rates of between 0.10 and 0.20 m per year in the downstream main channel reaches. Second, the importance of this delivery for flood risk studies was confirmed by simulating the effects of 16 months of measured in-channel simulation with river flows scaled for climate change to the 2050s and 2080s. Short-term sedimentation could result in similar magnitude increases in inundated area for 1 in 0.5 and 1 in 2 year floods to those predicted for the 2050s in relation to increases in flow magnitude. Finally, we were able to develop an alternative approach to river management in relation to coarse sediment delivery, based upon reducing the rates of coarse sediment delivery through highly localised woodland planting, under the assumption that reducing delivery rates should reduce the rate of channel migration and hence the magnitude of the bank erosion problem. Thus, the paper demonstrates the need to conceptualise local river management problems in upland river environments as point scale manifestations of a diffuse sediment delivery process, with a much more explicit focus on the catchment scale, if our river systems are to become more insulated from the impacts of future climate changes.     

中国村镇居民跨区域出行与乡村地域系统调查研究

村镇居民出行特征是反映乡村生活质量的关键指标,是乡村地域系统的主要组成要素,也是乡村交通规划的重要依据。采用2016年住建部全国小城镇调查的村镇居民调查数据,分析中国31个省（自治区、直辖市）（未含港澳台地区数据）119个建制镇的村镇居民的跨区域出行规律,揭示村、镇、县、市之间相互联系特征,并应用多水平有序逻辑斯蒂回归模型（Meologit）,分析个体社会经济属性、小城镇服务设施供给、区位和对外交通便利性对村镇居民跨区域出行频率的影响。分析结果表明,乡村地区传统地域系统正在发生变化,虽然“村-镇-县”等级结构模式依然是主体,但“村-县”和“镇-市”的联系在增强;对村庄居民来说,县城一级服务地的服务和商品的重要性凸显;乡村居民跨区域出行特征存在地区差异,东部沿海和西部大城市周边的村镇居民的出行频率高于中部地区,平原和丘陵地区居民出行频率高于山地、高原地区,地区间差异随出行目的地等级提高而更加明显;随着“村村通公路”的基本全覆盖,地理区位和交通设施条件不再是影响居民城乡联系的主要因素,居民的高品质生活出行需求、收入增加和小汽车拥有率提升等因素对居民跨区域出行的影响在增强,通过“大修大建”乡村公路来促进城乡联系的传统做法需要进一步深思。