A GIS-based analysis of constraints on pedestrian tsunami evacuation routes: Cascais case study (Portugal)

Tsunami hazard in coastal areas susceptible to flooding, although reduced (in terms of probability of occurrence), may pose a high risk. Therefore, in these areas, a detailed evacuation planning of the affected population is required as a risk mitigation measure. The knowledge and enforcement of evacuation routes may reduce the population vulnerability, making it more resilient and reducing risk. This paper presents a GIS approach for modelling evacuation routes based on the optimal path search problem, of the graph theory, which is implemented on ArcCasper tool. The methodology proposed considers the elements involved in the evacuation process, the worst credible tsunami inundation scenario (hazard extent and travel time), the number of people that needs to be evacuated in different time scenarios, the safe areas or destination points of the evacuation routes, the roads network characteristics and finally the time available to evacuate. The knowledge of those elements allows predicting some possible outcomes of the evacuation, such as the arrival time of the evacuees to a shelter and the identification of congestion hot spots resulting from the application of a flocking model which simulates the path to be used by evacuees avoiding obstacles. The municipality of Cascais was used to test the methodology proposed in this study. Cascais is one of the largest urban centres located about 25 km west of Lisbon, Portugal, with a high density of infrastructure along the coastline whereby most of the population and economic activities are exposed to a tsunami. The results, presented in the form of maps, allow identifying the optimal evacuation routes as well as the unfeasible routes. This crucial information could be used to the evacuation optimization regarding the location of meeting points and vertical shelters as well as to improve the accessibility of the areas to be evacuated.     

不同山体坡度初始地应力特点及对地下工程影响

在高山峡谷地区修建地下工程,山体坡度不同时会对初始地应力有十分重要的影响。通过数值分析研究了当山坡坡角分别为30°、45°和60° 时,在重力场条件下山体中在垂直向和水平向典型剖面中初始地应力分布的特点。经比较后认为,若在山体中取其直接埋深算出的垂直向地应力数值与实际值相差很大。山坡越陡,差值越大。随后,又在45°的山体中设定开挖2个不同位置的洞室,并采用了节理岩体的损伤-断裂模型做数值分析,比较二者的稳定性状况。结果发现,其围岩的损伤度十分不对称,而且离坡面（或坡脚）越近,则破损区越严重。并提出了相应的结论和建议     

浅谈城市地下空间开发中的地下水控制问题

随着我国经济建设的高速发展,城市土地资源日趋紧张,这种形势迫使越来越多的建筑物往深的方向发展,地下停车场、商业综合体等建、构筑如雨后春笋般出现。随之而来的是地下结构施工过程中受地下水影响也越来越严重,对地下水控制技术的要求也越来越高。本文探讨了城市地下空间中地下水控制的方面存在的主要问题,以复—八线降水工程、雍和宫站降水工程、东四站降水工程、大连地铁星医区间降水工程、李家屿村循环水务示范工程为例,重点介绍了降水—回灌技术,辐射井降水技术,大直径潜孔锤套管成井技术,水泥土咬合桩帷幕堵水技术,三维地质建模技术,地震波成像技术在地下水控制方面的应用情况,为今后城市地下空间开发中的地下水控制提供了有益的借鉴。     

基于数值模拟的再生水对地下水质影响实例

为了探讨在再生水地表回灌条件下,再生水对地下水中氨素和主要盐分浓度变化的影响,选取现实存在的清河再生水湿地公园为例,以氨氮、Cl-离子为主要研究对象,利用Hydrus-1D溶质运移模型和Modflow、MT3DMSD耦合地下水模型,模拟了再生水长期利用后的地下水氨氮和Cl-指标变化情况。研究结果显示,再生水到达包气带底部时,水中氮氨、Cl-离子含量高于研究区潜水地下水中的相应指标含量,氨氮超出地下水质量Ⅲ类标准。预测5~20年后,潜水中氨氮超标面积不断扩展,20年后将达14km2,氨氮超标垂向延伸至第一层弱透水层;Cl-离子在潜水中不超标,但在湿地公园周边浓度有所增加。湿地公园再生水的长期地表回灌将给当地地下水质量带来负面影响。     

我国城市地下空间安全问题探讨

随着我国城市地下空间大规模开发利用,地下空间施工、运营和管理过程中的安全事故不断发生,严重影响了城市的安全发展。本文总结了我国城市地下空间安全现状和不同地下空间设施类型的安全事故类型及产生原因,对地下空间施工、运营和管理中的安全问题进行了分析,重点分析了不同施工工艺诱发的各类地质灾害,不同类型的地质环境因素诱发的工程事故,地下空间运营期间结构老化、外部地质环境变化引起的安全问题,地下空间管理不到位导致的安全事故,并提出从管理和技术层面、监管层面、法律层面等多维度的防治建议,即：需要完善地下空间管理技术体系,建立完整的行政管理机构,健全城市地下空间法律法规。     

顺层岩质边坡渐进破坏及失稳机理的数值模拟研究

提出了利用Lagrangian乘子网格来模拟顺层边坡层间结构面接触行为的方法,并推导了考虑接触约束的Lagrangian控制方程的弱形式及其有限元离散方程。Lagrangian乘子网格容许界面出现较大的切向滑移,较好地解决了接触问题中的高度非线性和响应不平滑性。应用以上方法对沪－蓉－西高速公路某顺层岩质高边坡进行了数值模拟分析,得到了临滑状态下的位移场、应力应变场、结构面上的接触状态、层间滑移距离以及接触摩擦力的分布规律。数值模拟结果表明,顺层岩质边坡的破坏是一个渐进的过程,由最初的层间错动,发展为顺层蠕滑,最后在坡底剪出而破坏;其破坏型式由最初的顺层滑动逐步向溃曲破坏转化。     

站域地下公共空间的发展规律研究：以上海为例

随着城市轨道交通的快速发展,我国主要城市已开发较大规模的站域地下公共空间。然而,专门针对我国城市站域地下公共空间发展的理论研究较少,亦常缺乏时间维度的规律分析。本文以上海91处站域地下公共空间为例,深入剖析其时空发展规律与空间组织特征,为我国其他城市的地下空间开发提供借鉴。结果表明,潜在商业回报和TOD开发理念的推广是上海站域地下公共空间开发的重要动因,其时空分布规律与城镇化发展进程基本一致。城市区位、站点能级、站域空间开发水平是站域地下公共空间选址的重要影响因素。为保障地下空间连通规划的落地性,站域地下公共空间应避免采用站组域空间布局结构,应尽可能采用单级连通模式或以公共产权空间为连通媒介空间的多级连通Ⅰ类模式。     

城市地下空间开发效益研究综述

为了正确评价城市地下空间开发价值,进一步缓解城市综合病和促进城市持续健康发展,文章基于城市空间开发和经济学原理,从直接经济效益和间接经济效益两方面详细概括地下空间开发带给城市发展的各种效益。其中直接经济效益包括成本开发效益、能耗效益等两个子效益;间接经济效益包括环境效益、防灾减灾效益、社会效益等三个子效益。最后举例说明直接经济效益的计算要素,提出间接经济效益的评估方法。鉴于地下空间资源的宝贵性和不可逆性,须科学规划并合理开发地下空间的宝贵资源,促使其效益最大化。     

城市地下空间开发分层体系的研究

为统一城市地下空间在规划开发过程中的分层标准,文中统计了国内外主要城市的地下分层情况和相关规范要求,并分别就自然因素和社会因素对城市地下分层的影响进行分析。其中自然影响因素主要有地形地貌和工程地质分布,该因素决定了地下空间开发的难度和成本;社会影响因素主要有城市规模、区位条件和地方政策法规,城市人口规模和经济水平决定了地下空间的需求量。结果表明,区域的开发需求量和开发难度决定了城市地下空间的开发规模,进而影响到地下空间的分层。多数城市常以15 m、30 m为界将地下空间划分为浅层、次浅层、深层;浅层地下空间受地形地貌影响较大,宜分区域进行分层,陡坡处宜沿着与地面垂直方向进行分层。在此基础上建立了一套地下分层评价指标体系,对后续的城市地下空间规划工作具有指导和借鉴意义。     

斜坡地基附加应力分布规律模型试验及数值模拟

不少山区输电线路的铁塔基础都建在斜坡上,研究斜坡地基内附加应力的分布规律很有必要。采用室内模型试验和数值模拟相结合的方法,研究了临坡距对斜坡地基附加应力分布及扩散规律的影响。研究成果表明,当临坡距小于安全距离时,地基附加应力随临坡距的增大而增大,并在基础两侧具有显著的非对称性;当临坡距超过安全距离时,附加应力逐渐趋于稳定,基本接近平面地基状态。传统的平面地基附加应力计算方法不适用于斜坡地基,当临坡距在0.3 m时,地基浅层附加应力接近平面地基条件的50%,说明斜坡对地基附加应力的影响十分显著。在小临坡距条件下地基附加应力较小,但对应的地基变形却较大,也说明传统的分层总和法不适于计算斜坡地基变形,否则将影响工程安全。在地基稳定性满足要求的前提下,建议最小临坡距不小于安全距离。     

表层岩溶裂隙带土壤地表流失/地下漏失室内模拟实验

以表层岩溶裂隙带为研究对象,采用室内模拟降雨的方法,通过控制降雨强度、坡度、裂隙宽度、裂隙产状,研究其对土壤地表流失、地下漏失的影响。结果表明：（1）土壤地表流失主要受降雨强度和坡度的影响,土壤地表流失量随降雨强度的增大而增大、随坡度的增大而增大,30°坡面土壤地表流失量最高。（2）土壤地下漏失主要受裂隙宽度、产状和坡度的影响,对降雨强度的响应不明显;土壤地下漏失量与裂隙宽度大小呈正相关关系,裂隙走向与坡面走向呈30°时最容易发生土壤地下漏失;坡度与土壤地下漏失的发生呈负相关关系;伴随降雨,土壤地下漏失速率变化幅度较大,漏失速率先增加后减小直至停止。无落水洞、漏斗等管道的岩溶坡面土壤流失的主要形式是地表流失,而土壤地下漏失的主要通道是落水洞、漏斗等大型岩溶管道,土壤地下漏失对土壤流失的总贡献率小于5%。     

城市地下空间资源评价三维建模方法研究与实践:以上海市为例

城市地下空间开发利用是智慧城市发展的重要组成部分.构建城市地下空间三维地质模型和属性模型,能够立体直观地展示地下构筑物、河道、水系等,进一步与三维模型融合后,可以更好地展示地下空间资源质量.本文以上海市中心城区地下空间资源评价为示范,设计了三维地质结构和属性模型一体化建模方法,构建了上海市中心城区地下空间三维地质模型,...     

特大型城市地下空间资源承载能力评价方法探索——以上海市为例

“十二五”以来,特大型城市空间需求急剧膨胀与空间资源有限的矛盾逐渐凸显,地下空间的开发利用进入快速发展阶段。在此形势下,了解地下空间承载能力对地下空间科学规划和合理利用具有重要意义。从承载本底（反映地下空间资源禀赋与环境容量优劣程度）和承载状态（反映地下空间资源供容能力与经济社会发展的匹配程度）2个角度建立地下空间承载力评价指标体系,进行地下空间承载力评价的研究,为特大型城市地下空间的开发利用提供技术支撑。以上海中心城区为例进行评价,借助三维建模技术,立体展示地下空间资源承载能力。结果表明,上海中心城区地下空间资源承载能力总体较好,可进一步合理开发地下空间,提高空间利用率,缓解空间资源有限的压力。     

武汉城市地下空间工程地质研究

利用武汉市现有勘察资料,初步分析研究城市地下空间的物质载体及其空间组合关系,从空间岩土体工程地质性质和赋水条件入手,研究得出武汉城市地下空间的利用存在岩溶地面塌陷、地下水作用、软土变形三大工程地质问题。在此基础上进行地下空间利用区划,指出各区在地下工程建设中需要重点防范的工程地质问题和合理利用地下空间的方法。最后以武汉地铁首期工程为例,分析工程地质优势与问题,提出防范问题的措施建议。     

我国城市地下空间资源利用浅析

城市地下空间是城市建设的新型资源,它的合理开发与利用对城市的建设与发展有着重要的意义。探讨了我国地下空间资源利用的现状、已具备的条件,并阐述了我国地下空间资源发展的战略对策。     

不同龄期垃圾渗滤液对浅层地下水污染的实验研究

为了深入了解垃圾渗滤液对浅层地下水污染的机理,揭示不同龄期垃圾渗滤液在浅层地下水中多组分运移规律,文章以阜新市垃圾填埋场为研究对象,通过室内土柱对比实验,研究了不同龄期垃圾渗滤液在浅层地下水中多组分运移的机理和规律。结果表明不同龄期垃圾渗滤液在入渗过程中都会引起地下水不同程度的污染,且新鲜垃圾渗滤液较老龄垃圾渗滤液更易污染地下水,其污染机理主要为吸附、解析、溶解、沉淀和离子交换等水岩作用。研究结果为今后垃圾填埋场的治理和地下水的修复提供理论依据。     

论新时代我国城市地下空间高质量开发和可持续利用

开发利用城市地下空间,开辟城镇化发展新资源,是解决城市病、改善城市生态环境、优化城市空间结构、提高城市韧性的重要途径。本文深入分析了新时代中国城市地下空间开发利用的现状,认为存在冒进式开发与总体供给不足、碎片化利用与协同规划缺位、被动式应对与科技支撑薄弱、无序化管理与法律法规匮乏等若干紧迫问题,明确了“立法为本、规划引领、调查先行、管理智能、科研支撑”的开发利用原则,提出了全面开展城市地下空间调查评价、尽快建立地下空间协同规划体系、加速构建地下空间智慧管理体系、超前布局地下空间科技发展战略、尽早健全城市地下空间法律法规等五个方面的具体对策建议,充分利用中国体制上的优势,集成国际城市地下空间开发利用先进的理念和技术,从而推动我国新时代城市地下空间产业快速发展、科技水平不断提高和地下空间体系日趋完善,在全球树立城市地下空间资源可持续开发利用的典范。     

地下储气库地应力模拟研究与地质完整性评估——以相国寺为例

为保障国家调峰保供需求,目前相国寺地下储气库(以下简称储气库)提出并正在进行扩压增量工程,为有效指导储气库运行上限压力优化,同时确保储气库长期安全运行,亟需对相国寺储气库开展地质体完整性评估。综合地质、地震、测井、动态监测资料以及各类室内岩芯实验数据,建立相国寺储气库三维静态及四维地质力学模型,分析了储气库地质体地质力学特征,分别对不同气藏孔隙压力特征下的盖层、底托层、断层稳定性进行应力应变模拟及评估。结果表明：梁山组盖层以及韩家店组底托层在储气库运行过程中产生的地层形变量小;5条控藏断层在储气库前期运行及现今注采条件下没有断层活化风险;模拟储气库注入压力高于原始气藏压力6 MPa时,储气库地质体完整性存在失稳风险。研究成果精细定量化评估了储气库在动态应力场影响下的运行安全,对优化储气库运行方案具有重要的指导意义。     

露天矿坑岩质边坡浸润线及稳定性研究分析

浸润线是露天矿坑岩质边坡的生命线。针对山东三山岛露天矿坑尾矿库高陡岩质边坡非恒定渗流问题,依据同一条浸润线不同渗流截面的渗流量相等以及不同浸润线同一截面的渗流量差值为库水位的增量建立平衡方程,求解浸润线方程的解,运用Seep/W进行模拟,将理论计算结果与模拟值进行对比,验证浸润线方程的正确性;同时将浸润线方程应用到工程实际中,将库水位监测数据进行曲线拟合,与观测孔数据结合分析浸润线位置的变化,运用ABAQUS流固耦合模型对尾矿库边坡的塑性区和安全系数进行分析。研究结果表明:浸润线方程的解与模拟值最大误差为0.01%,满足实际要求;浸润线观测孔数据与理论计算数据基本吻合,误差最大为0.75m,进一步证明理论可靠性;尾矿库水位的上升增加了塑性区范围,安全系数与尾矿库水位变化曲线为"V"字形,库水位为100m时,安全系数最低为1.06,处于极限平衡状态,同时应将库水位设定在-45m以下,为后期库水位设计提供依据。