1.城市綜合防災研究進展
城市綜合防災是一個較新的研究方向,它研究范圍廣,具有明顯的多學科交叉特征。城市防災減災研究經歷了一個從典型單體工程防災到系統(tǒng)、區(qū)域和城市總體、甚至全社會防災減災研究與實踐的發(fā)展過程。
在涉及的范圍被明顯拓寬的同時,研究的內容也在迅速擴展,大體上經歷了一個由單體工程結構單純使用階段的安全設計到工程系統(tǒng)全“生命周期”、整個城市的現狀評價到未來可能遭遇的多種災害的抗災綜合研究和宏觀決策的發(fā)展過程。在研究技術手段方面,必然需要將單純依靠某一專門學科深化到依靠多學科的有機結合與交叉。對于我國大多數城市來說,威脅最為嚴重的是地震、洪水、颶風和火災,某些重要城市還面臨著如爆炸、毒氣擴散等恐怖襲擊類的人為災害的威脅。
在城市防震減災方面,從工程角度出發(fā),研究了地震危險性分析、地震動特征、工程結構抗震、耗能減震技術,研究單體建筑(構筑物)的工程抗震到基礎設施、重大工程系統(tǒng)、城市整體和區(qū)域乃至全社會的防震減災;從災害機理角度出發(fā),涉及震災要素、成災機理、成災條件、災害類型劃分標準等課題;從災害對策角度出發(fā),則主要研究減災投人效益、防震減災規(guī)劃等。
在城市防風減災方面,主要研究內容包括:近地風特性,建筑鈍體空氣動力學和氣動彈性力學、大型結構和低矮建筑風荷載和響應特性,建筑結構的強風破壞機理、響應控制和結構設計方法等。涉及的工程對象為:大跨橋梁、大跨空間結構、高層、超高層建筑、高聳結構、大型工業(yè)結構、低矮民居等。研究的主要方法包括:現場實測、風洞試驗、理論分析和數值模擬。
在城市防洪減災方面,在洪水的預測預報、工程防洪設防標準、洪水發(fā)生的時空分布規(guī)劃、洪水經濟損失預測、洪水淹沒過程的數值模擬、防洪應急對策等方面都取得了不少研究成果。
在城市防火減災方面,在研究火災危險性評估和撲救設備的同時,重視城市火災發(fā)生、蔓延和防治的機理和規(guī)律、火災過程的數值模擬研究,及現代高新技術在火災防治方面的應用研究等。
在防恐怖襲擊及城市安全方面,美國學者研究了恐怖爆炸環(huán)境和相應的荷載,復雜建筑群的爆炸波傳播,結構在爆炸荷載作用下的漸進坍塌過程,抗爆結構、爆炸飛散物危害、加固改造方法、人員傷亡預測等。我國學者在“911”事件后在這方面也進行了初步研究。
城市防災減災研究還包括具有重要意義的城市減災實踐和示范。如洛杉磯、拉巴斯、莫斯科、東京等城市為“國際減災十年”綜合防災的示范城市;我國也選擇了鞍山、唐山、鎮(zhèn)江、汕頭、烏魯木齊、泉州、廈門、漳州、合肥、自貢、東營、泰安、天津開發(fā)區(qū)等作為防災示范城市。
2.城市綜合防災研究方向
(1)多種災害下的減災機理。在多種災害作用下,我國大多數城市都面臨著較高的災害危險性背景,為了深人研究城市災害中面臨的各種研究領域和研究課題,迫切需要研究的是作用于各種災害載體的災害荷載輸人的確定方法、多種災害的減災機理。為此,需要進一步研究多種災害的災源機制、多種災害的組合理論、多種災害能量傳播與分布規(guī)律及災害荷載作用于工程結構的抗災理論。
(2)城市綜合易損性。城市災害的危險性,除了決定于可能遭到的多種災害發(fā)生的危險性背景條件外,還決定于城市的綜合易損性,也就是決定于城市所具備的抗災能力的強弱。在同等強度的災害發(fā)生條件下,某個城市綜合抗災能力強,其減災的規(guī)模和損失的程度都較;反之,則會造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。重點研究領域將包括下列幾個方面:多災種作用下單體工程結構的易損性;多災種作用下基礎設施的易損性;城市綜合易損性的科學評價體系;城市系統(tǒng)的易損性。
(3)城市綜合防災的決策理論。針對城市多種災害的危險性背景和城市綜合災害易損性分析結果,研究城市綜合防御多種災害的決策理論和方法,研究城市系統(tǒng)在多災種作用下的總體損失評價方法,城市系統(tǒng)單體結構間的相互作用,減少城市系統(tǒng)災害總體損失的優(yōu)化方案,災害發(fā)生時緊急救援的最佳調度理論和基于地理信息系統(tǒng)的防災決策理論。