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城市暴雨积涝灾害居民避难研究

作者: 陈鹏著 , 张继权著

出版社: 科学出版社

出版时间: 2017-08

版次: 1

ISBN: 9787030540706

定价: 80.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 149页

字数: 209千字

正文语种: 简体中文

分类: 社会文化

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　　《城市暴雨积涝灾害居民避难研究》围绕城市暴雨积涝灾害居民避难迁安这一论题，利用多学科交叉的理论与方法，结合实测数据、先进的技术和缜密的逻辑研究了我国城市暴雨积涝灾害居民避难迁安技术，系统地分析了我国城市暴雨积涝灾害成因，实现暴雨积涝情景数值模拟、居民避难困难度评价，并在此基础上研究了应急避难所与物资库优化布局，提出了城市暴雨积涝灾害居民避难迁安概念、模型及算法。《城市暴雨积涝灾害居民避难研究》利用实地观测、室内试验与计算机模拟相互印证，城市暴雨积涝灾害动态模拟和居民应急避难迁安相结合，尽可能地反映城市暴雨积涝灾害居民避难迁安的**发展。尤其是将兵棋推演技术引入居民避难迁安中，实现了动态化、可视化及智能化的人与暴雨积涝灾害的博弈推演平台。　　陈鹏，男，博士，副教授，硕士生导师，吉林省遥感协会理事，1980年6月生，吉林镇赉人。
　　多年来，作者一直从事气象灾害风险评价、预警与应急管理方面的研究，积累了较丰富的经验。先后参加了国家科技部、中国水利水电科学研究院项目“国家重点基础研究发展计划‘973’计划专题——气候变化背景下黄淮海地区旱涝组合风险评估研究”、松辽水利委员会水文局（信息中心）项目“第二松花江丰满水库流域暴雨洪水资料加工”、哈尔滨市水务科学研究院项目“哈尔滨市城市暴雨内涝灾害风险评价与应急辅助决策支持系统研究”、水利部“948”项目技术协作“开发基于GIS平台的洪水预报调度系统”、科技部项目“村镇住宅洪水灾害危险性与损失评价的实验研究”、水利部松辽水利委员会项目“黑龙江干流松花江口段河道演变分析研究”等多项洪涝灾害课题。特别是对城市积涝灾害风险评价和应急管理进行了尝试性研究，并取得了一定数量的研究成果，以哈尔滨道里区为例提出了基于三层空间的城市暴雨积涝灾害风险评价的模型、数值模拟方法，并获得了城镇暴雨积涝数值模拟与可视化系统软件著作权。目前，作者就职于吉林师范大学旅游与地理科学学院。经过多年的积累，现主持国家自然科学基金项目1项、吉林省科技厅项目1项、吉林省社科项目1项、国家“十二五”科技支撑项目子课题2项；参与国家自然科学基金项目4项；参编著作2部；获得软件著作权5项；发表科研论文20余篇，其中SCI论文3篇，全部超学科平均影响因子；EI论文1篇；ISTP论文2篇；核心论文8篇；其余为省级论文。
　　
　　张继权，男，教授，博士生导师，吉林省“长白山学者”特聘教授，1965年2月生，吉林长春市人。日本鸟取大学联合农学研究科生物环境农学博士，日本学术振兴会外国人特别研究员、日本京都大学防灾研究所博士后。现任东北师范大学环境学院副院长、东北师范大学自然灾害研究所所长、东北师范大学综合灾害风险管理研究中心主任，兼任中国灾害防御协会风险分析专业委员会常务理事和副理事长、中国草学会草原火专业委员会常务副理事长和秘书长、中国农业资源与区划学会农业灾害风险专业委员会理事会常务理事和副理事长、吉林省气象学会副理事长、吉林省减灾委专家委员会副主任委员、吉林省气象标准化委员会副主任委员、吉林省气象学会气象灾害防灾减灾专业委员会理事长、“未来地球计划”中国国家委员会（CNC-FE）“变化环境下的灾害预警”工作组专家委员会委员、中国科协灾害风险综合研究计划工作协调委员会（IRDR-China）委员、中国自然资源学会资源持续利用与减灾专业委员会委员、农业部草原防火专家组专家等职务。前言
第1章绪论 1
1.1 背景与意义 2
1.1.1 研究背景 2
1.1.2 研究目的和意义 3
1.2 前沿与进展 3
1.2.1 国内外城市积涝模型研究进展及评述 3
1.2.2 国内外城市积涝灾害避难迁安研究进展及评述 6
1.2.3 国内外城市积涝灾害迁安支持系统进展及评述 12
1.2.4 存在的问题 13
参考文献 15
第2章城市暴雨积涝情景模拟 21
2.1 研究区概况 21
2.1.1 自然概况 21
2.1.2 研究区积涝灾害概况 22
2.1.3 数据来源 23
2.2 城市暴雨积涝数值模拟 23
2.2.1 研究区集水区确定 23
2.2.2 道里区降雨时程分析 23
2.2.3 排水分区及排水设施概化 24
2.2.4 城市下垫面概化与网格划分 26
2.2.5 城市暴雨积涝模型构建 28
2.3 情景设定 34
2.3.1 基于信息扩散理论的哈尔滨暴雨发生概率分析 34
2.3.2 情景分析及设定 37
2.4 城市暴雨积涝数值模型验证 38
2.4.1 暴雨过程测定 38
2.4.2 模型验证 39
参考文献 40
第3章城市暴雨积涝灾害居民避难困难度评价 41
3.1 居民水中行走实验 41
3.1.1 实验目的 41
3.1.2 实验场地、设备与人员选定 41
3.1.3 实验内容设计 43
3.1.4 实验方法 43
3.1.5 实验结果 45
3.2 居民避难行为调查问卷 47
3.2.1 问卷调查设计 47
3.2.2 问卷数据统计 49
3.3 城市暴雨积涝灾害居民避难外在影响因素分析 49
3.3.1 居民行走与水深、流速关系分析 49
3.3.2 居民水中行走安全性分析 50
3.4 城市暴雨积涝灾害居民避难内在影响因素分析 51
3.4.1 居民避难行为动机影响因素分析 51
3.4.2 避难影响因素与避难选择相关性分析 55
3.4.3 居民自身特性与避难行为之间相关性分析 56
3.5 城市暴雨积涝灾害居民避难行为研究 57
3.5.1 研究方法与数据来源 59
3.5.2 居民避难行为影响因素分析 60
3.5.3 结果分析 63
3.5.4 对策建议与结论 65
3.6 基于避难行为的城市暴雨积涝灾害居民避难困难度评价 66
3.6.1 居民避难困难度评价指标体系构建 66
3.6.2 评价模型构建 69
3.6.3 评价结果 69
参考文献 71
第4章城市暴雨积涝灾害应急避难所与物资库优化布局 72
4.1 城市暴雨积涝灾害应急避难所优化布局 72
4.1.1 应急避难所选址影响因素分析 72
4.1.2 应急避难所优化布局原则 73
4.1.3 道里区避难所现状 74
4.1.4 避难所选址适宜区确定 74
4.1.5 避难所优化布局模型构建及应用 78
4.2 基于TOPSIS评价法的城市应急避难所选址适宜性评价 80
4.2.1 研究思路与方法 82
4.2.2 指标选取 82
4.2.3 指标量化与权重计算 84
4.2.4 城市应急避难所选址适宜性评价模型构建 85
4.2.5 实证研究 87
4.3 城市暴雨积涝灾害救援物资库优化布局 89
4.3.1 应急物资库选址影响因素分析 90
4.3.2 应急物资库布局原则 91
4.3.3 救援物资库选址适宜区确定 91
4.3.4 城市暴雨积涝灾害救援物资库优化布局模型构建及应用 94
参考文献 97
第5章暴雨积涝灾害居民避难迁安决策分析与实例研究 99
5.1 居民迁安模型要素选取 99
5.1.1 研究区道路网提取 99
5.1.2 需求点信息获取方法 101
5.1.3 人口分布计算 102
5.1.4 需求点信息提取 103
5.2 城市暴雨积涝灾害迁安模型构建 104
5.2.1 **路径计算 104
5.2.2 基于模糊可变综合评价的避难所选择 105
5.3 实例应用 107
5.3.1 基于静态**路径的居民迁安决策 107
5.3.2 基于动态**路径的居民迁安决策 107
5.4 城市暴雨积涝灾害应急救援研究 112
5.4.1 城市暴雨积涝灾害应急救援约束条件 113
5.4.2 城市暴雨积涝灾害救援模型构建 113
5.4.3 实证研究 114
参考文献 117
第6章积涝灾害避难迁安决策支持系统集成 118
6.1 系统总体框架 118
6.1.1 系统设计原则 118
6.1.2 系统体系结构设计 119
6.1.3 系统功能实现 119
6.2 系统数据库设计 120
6.2.1 数据库设计流程 120
6.2.2 数据库设计原则 121
6.2.3 数据库设计方案 122
6.3 系统模型库设计 123
6.3.1 模型库设计原理 123
6.3.2 模型库设计方案 124
6.4 开发实例 125
参考文献 128
第7章基于兵棋推演的积涝灾害居民避难迁安 129
7.1 城市积涝灾害居民应急避难兵棋推演理论 130
7.1.1 相关概念界定 130
7.1.2 应急避难兵棋推演理论 131
7.1.3 积涝灾害居民应急避难兵棋推演原理 132
7.2 城市积涝灾害居民应急避难兵棋推演内涵和流程 132
7.3 城市积涝灾害居民应急避难兵棋推演规则及评价方法 132
7.3.1 推演规则 132
7.3.2 兵棋推演规则制定方法 134
7.3.3 评价方法 138
7.4 城市积涝灾害居民应急避难过程兵棋推演 139
7.5 城市积涝灾害居民应急避难推演结果评价 146
参考文献 147
彩图
Contents
Foreword
Chapter 1 Introduction 1
1.1 Background and significance 2
1.1.1 Research background 2
1.1.2 Research purpose and significance 3
1.2 Frontiers and progress 3
1.2.1 Current situation of research on the model of urban waterlogging disaster at home and abroad 3
1.2.2 Current situation of research on resident evacuation and retreating for urban waterlogging disaster at home and abroad 6
1.2.3 Current situation of research on the retreating support system of urban waterlogging disaster at home and abroad 12
1.2.4 Current issues 13
Reference 15
Chapter 2 Urban rainstorm waterlogging scenario simulation 21
2.1 Research area 21
2.1.1 Natural conditions 21
2.1.2 Overview of waterlogging disasters in the research area 22
2.1.3 Data collection 23
2.2 Numerical simulation of urban rainstorm waterlogging 23
2.2.1 Determination of catchment region in the research area 23
2.2.2 Time history analysis of rainfall in the Daoli region 23
2.2.3 Generalization of zoning and facilities of drainage 24
2.2.4 Generalization of underlying surface and grid division 26
2.2.5 Construction of the model of urban rainstorm waterlogging 28
2.3 Scenarios setting 34
2.3.1 Probability analysis of rainstorm based on the information diffusion theory in Haerbin 34
2.3.2 Analysis and setting of scenarios 37
2.4 Verification of the numerical model of urban rainstorm waterlogging 38
2.4.1 Measurement of rainstorm process 38
2.4.2 Model verification 39
Reference 40
Chapter 3 Evaluation on residents’evacuation difficulty of urban rainstorm waterlogging disaster 41
3.1 Resident walking experiment in water 41
3.1.1 Experimental purpose 41
3.1.2 Experimental site， equipment， and personnel selection 41
3.1.3 Experimental content design 43
3.1.4 Experimental method 43
3.1.5 Experimental result 45
3.2 Questionnaire of residents’evacuation behavior 47
3.2.1 Questionnaire design 47
3.2.2 Questionnaire data statistics 49
3.3 Analysis on the external factors of residents’evacuation of urban rainstorm waterlogging disaster 49
3.3.1 Analysis of relationship between residents’walking and water depth and velocity 49
3.3.2 Safety analysis of residents’walking in water 50
3.4 Anal
内容简介:
　　《城市暴雨积涝灾害居民避难研究》围绕城市暴雨积涝灾害居民避难迁安这一论题，利用多学科交叉的理论与方法，结合实测数据、先进的技术和缜密的逻辑研究了我国城市暴雨积涝灾害居民避难迁安技术，系统地分析了我国城市暴雨积涝灾害成因，实现暴雨积涝情景数值模拟、居民避难困难度评价，并在此基础上研究了应急避难所与物资库优化布局，提出了城市暴雨积涝灾害居民避难迁安概念、模型及算法。《城市暴雨积涝灾害居民避难研究》利用实地观测、室内试验与计算机模拟相互印证，城市暴雨积涝灾害动态模拟和居民应急避难迁安相结合，尽可能地反映城市暴雨积涝灾害居民避难迁安的**发展。尤其是将兵棋推演技术引入居民避难迁安中，实现了动态化、可视化及智能化的人与暴雨积涝灾害的博弈推演平台。
作者简介:
　　陈鹏，男，博士，副教授，硕士生导师，吉林省遥感协会理事，1980年6月生，吉林镇赉人。
　　多年来，作者一直从事气象灾害风险评价、预警与应急管理方面的研究，积累了较丰富的经验。先后参加了国家科技部、中国水利水电科学研究院项目“国家重点基础研究发展计划‘973’计划专题——气候变化背景下黄淮海地区旱涝组合风险评估研究”、松辽水利委员会水文局（信息中心）项目“第二松花江丰满水库流域暴雨洪水资料加工”、哈尔滨市水务科学研究院项目“哈尔滨市城市暴雨内涝灾害风险评价与应急辅助决策支持系统研究”、水利部“948”项目技术协作“开发基于GIS平台的洪水预报调度系统”、科技部项目“村镇住宅洪水灾害危险性与损失评价的实验研究”、水利部松辽水利委员会项目“黑龙江干流松花江口段河道演变分析研究”等多项洪涝灾害课题。特别是对城市积涝灾害风险评价和应急管理进行了尝试性研究，并取得了一定数量的研究成果，以哈尔滨道里区为例提出了基于三层空间的城市暴雨积涝灾害风险评价的模型、数值模拟方法，并获得了城镇暴雨积涝数值模拟与可视化系统软件著作权。目前，作者就职于吉林师范大学旅游与地理科学学院。经过多年的积累，现主持国家自然科学基金项目1项、吉林省科技厅项目1项、吉林省社科项目1项、国家“十二五”科技支撑项目子课题2项；参与国家自然科学基金项目4项；参编著作2部；获得软件著作权5项；发表科研论文20余篇，其中SCI论文3篇，全部超学科平均影响因子；EI论文1篇；ISTP论文2篇；核心论文8篇；其余为省级论文。
　　
　　张继权，男，教授，博士生导师，吉林省“长白山学者”特聘教授，1965年2月生，吉林长春市人。日本鸟取大学联合农学研究科生物环境农学博士，日本学术振兴会外国人特别研究员、日本京都大学防灾研究所博士后。现任东北师范大学环境学院副院长、东北师范大学自然灾害研究所所长、东北师范大学综合灾害风险管理研究中心主任，兼任中国灾害防御协会风险分析专业委员会常务理事和副理事长、中国草学会草原火专业委员会常务副理事长和秘书长、中国农业资源与区划学会农业灾害风险专业委员会理事会常务理事和副理事长、吉林省气象学会副理事长、吉林省减灾委专家委员会副主任委员、吉林省气象标准化委员会副主任委员、吉林省气象学会气象灾害防灾减灾专业委员会理事长、“未来地球计划”中国国家委员会（CNC-FE）“变化环境下的灾害预警”工作组专家委员会委员、中国科协灾害风险综合研究计划工作协调委员会（IRDR-China）委员、中国自然资源学会资源持续利用与减灾专业委员会委员、农业部草原防火专家组专家等职务。
目录:
前言
第1章绪论 1
1.1 背景与意义 2
1.1.1 研究背景 2
1.1.2 研究目的和意义 3
1.2 前沿与进展 3
1.2.1 国内外城市积涝模型研究进展及评述 3
1.2.2 国内外城市积涝灾害避难迁安研究进展及评述 6
1.2.3 国内外城市积涝灾害迁安支持系统进展及评述 12
1.2.4 存在的问题 13
参考文献 15
第2章城市暴雨积涝情景模拟 21
2.1 研究区概况 21
2.1.1 自然概况 21
2.1.2 研究区积涝灾害概况 22
2.1.3 数据来源 23
2.2 城市暴雨积涝数值模拟 23
2.2.1 研究区集水区确定 23
2.2.2 道里区降雨时程分析 23
2.2.3 排水分区及排水设施概化 24
2.2.4 城市下垫面概化与网格划分 26
2.2.5 城市暴雨积涝模型构建 28
2.3 情景设定 34
2.3.1 基于信息扩散理论的哈尔滨暴雨发生概率分析 34
2.3.2 情景分析及设定 37
2.4 城市暴雨积涝数值模型验证 38
2.4.1 暴雨过程测定 38
2.4.2 模型验证 39
参考文献 40
第3章城市暴雨积涝灾害居民避难困难度评价 41
3.1 居民水中行走实验 41
3.1.1 实验目的 41
3.1.2 实验场地、设备与人员选定 41
3.1.3 实验内容设计 43
3.1.4 实验方法 43
3.1.5 实验结果 45
3.2 居民避难行为调查问卷 47
3.2.1 问卷调查设计 47
3.2.2 问卷数据统计 49
3.3 城市暴雨积涝灾害居民避难外在影响因素分析 49
3.3.1 居民行走与水深、流速关系分析 49
3.3.2 居民水中行走安全性分析 50
3.4 城市暴雨积涝灾害居民避难内在影响因素分析 51
3.4.1 居民避难行为动机影响因素分析 51
3.4.2 避难影响因素与避难选择相关性分析 55
3.4.3 居民自身特性与避难行为之间相关性分析 56
3.5 城市暴雨积涝灾害居民避难行为研究 57
3.5.1 研究方法与数据来源 59
3.5.2 居民避难行为影响因素分析 60
3.5.3 结果分析 63
3.5.4 对策建议与结论 65
3.6 基于避难行为的城市暴雨积涝灾害居民避难困难度评价 66
3.6.1 居民避难困难度评价指标体系构建 66
3.6.2 评价模型构建 69
3.6.3 评价结果 69
参考文献 71
第4章城市暴雨积涝灾害应急避难所与物资库优化布局 72
4.1 城市暴雨积涝灾害应急避难所优化布局 72
4.1.1 应急避难所选址影响因素分析 72
4.1.2 应急避难所优化布局原则 73
4.1.3 道里区避难所现状 74
4.1.4 避难所选址适宜区确定 74
4.1.5 避难所优化布局模型构建及应用 78
4.2 基于TOPSIS评价法的城市应急避难所选址适宜性评价 80
4.2.1 研究思路与方法 82
4.2.2 指标选取 82
4.2.3 指标量化与权重计算 84
4.2.4 城市应急避难所选址适宜性评价模型构建 85
4.2.5 实证研究 87
4.3 城市暴雨积涝灾害救援物资库优化布局 89
4.3.1 应急物资库选址影响因素分析 90
4.3.2 应急物资库布局原则 91
4.3.3 救援物资库选址适宜区确定 91
4.3.4 城市暴雨积涝灾害救援物资库优化布局模型构建及应用 94
参考文献 97
第5章暴雨积涝灾害居民避难迁安决策分析与实例研究 99
5.1 居民迁安模型要素选取 99
5.1.1 研究区道路网提取 99
5.1.2 需求点信息获取方法 101
5.1.3 人口分布计算 102
5.1.4 需求点信息提取 103
5.2 城市暴雨积涝灾害迁安模型构建 104
5.2.1 **路径计算 104
5.2.2 基于模糊可变综合评价的避难所选择 105
5.3 实例应用 107
5.3.1 基于静态**路径的居民迁安决策 107
5.3.2 基于动态**路径的居民迁安决策 107
5.4 城市暴雨积涝灾害应急救援研究 112
5.4.1 城市暴雨积涝灾害应急救援约束条件 113
5.4.2 城市暴雨积涝灾害救援模型构建 113
5.4.3 实证研究 114
参考文献 117
第6章积涝灾害避难迁安决策支持系统集成 118
6.1 系统总体框架 118
6.1.1 系统设计原则 118
6.1.2 系统体系结构设计 119
6.1.3 系统功能实现 119
6.2 系统数据库设计 120
6.2.1 数据库设计流程 120
6.2.2 数据库设计原则 121
6.2.3 数据库设计方案 122
6.3 系统模型库设计 123
6.3.1 模型库设计原理 123
6.3.2 模型库设计方案 124
6.4 开发实例 125
参考文献 128
第7章基于兵棋推演的积涝灾害居民避难迁安 129
7.1 城市积涝灾害居民应急避难兵棋推演理论 130
7.1.1 相关概念界定 130
7.1.2 应急避难兵棋推演理论 131
7.1.3 积涝灾害居民应急避难兵棋推演原理 132
7.2 城市积涝灾害居民应急避难兵棋推演内涵和流程 132
7.3 城市积涝灾害居民应急避难兵棋推演规则及评价方法 132
7.3.1 推演规则 132
7.3.2 兵棋推演规则制定方法 134
7.3.3 评价方法 138
7.4 城市积涝灾害居民应急避难过程兵棋推演 139
7.5 城市积涝灾害居民应急避难推演结果评价 146
参考文献 147
彩图
Contents
Foreword
Chapter 1 Introduction 1
1.1 Background and significance 2
1.1.1 Research background 2
1.1.2 Research purpose and significance 3
1.2 Frontiers and progress 3
1.2.1 Current situation of research on the model of urban waterlogging disaster at home and abroad 3
1.2.2 Current situation of research on resident evacuation and retreating for urban waterlogging disaster at home and abroad 6
1.2.3 Current situation of research on the retreating support system of urban waterlogging disaster at home and abroad 12
1.2.4 Current issues 13
Reference 15
Chapter 2 Urban rainstorm waterlogging scenario simulation 21
2.1 Research area 21
2.1.1 Natural conditions 21
2.1.2 Overview of waterlogging disasters in the research area 22
2.1.3 Data collection 23
2.2 Numerical simulation of urban rainstorm waterlogging 23
2.2.1 Determination of catchment region in the research area 23
2.2.2 Time history analysis of rainfall in the Daoli region 23
2.2.3 Generalization of zoning and facilities of drainage 24
2.2.4 Generalization of underlying surface and grid division 26
2.2.5 Construction of the model of urban rainstorm waterlogging 28
2.3 Scenarios setting 34
2.3.1 Probability analysis of rainstorm based on the information diffusion theory in Haerbin 34
2.3.2 Analysis and setting of scenarios 37
2.4 Verification of the numerical model of urban rainstorm waterlogging 38
2.4.1 Measurement of rainstorm process 38
2.4.2 Model verification 39
Reference 40
Chapter 3 Evaluation on residents’evacuation difficulty of urban rainstorm waterlogging disaster 41
3.1 Resident walking experiment in water 41
3.1.1 Experimental purpose 41
3.1.2 Experimental site， equipment， and personnel selection 41
3.1.3 Experimental content design 43
3.1.4 Experimental method 43
3.1.5 Experimental result 45
3.2 Questionnaire of residents’evacuation behavior 47
3.2.1 Questionnaire design 47
3.2.2 Questionnaire data statistics 49
3.3 Analysis on the external factors of residents’evacuation of urban rainstorm waterlogging disaster 49
3.3.1 Analysis of relationship between residents’walking and water depth and velocity 49
3.3.2 Safety analysis of residents’walking in water 50
3.4 Anal

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城市暴雨积涝灾害居民避难研究

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