“多灾作用下工程结构全寿命可靠性研究”专辑征稿函

正我国具有自然灾害种类多、强度大、区域广、易灾区高度重叠等特点。传统设计方法在进行结构设计时仅考虑单一灾害作用,忽略了多次、多种灾害间的耦合效应,这势必对基础设施安全性、区域城市韧性等带来极大隐患。因此,开展多种灾害间联合概率分布研究及结构抗多种灾害联合作用下的全寿命风险评估和设计方法研究,对提升我国工程结构的整体防灾减灾能力具有重要意义。     

地震与洪水作用下结构风险分析与设计研究进展∗

我国是世界上地震与洪水灾害最为严重的国家之一,两种灾害影响范围广泛,且很多地区为两种灾害的双易发地区,同时考虑地震与洪水作用的结构风险分析与设计是防灾减灾领域研究的重要问题。综述了国内外地震与洪水易发区结构性能分析与设计理论的研究进展,统计分析了地震与洪水的历史数据,根据洪水成因将地震?洪水灾害划分为地震伴随暴雨洪水、地震引发溃坝洪水两类,明确了地震与洪水的联合成灾机制和不同概率模型。总结归纳了地震?洪水灾害的不同表现形式,包括地震?洪水冲击接续作用、洪水冲刷?地震接续作用、洪水浸泡?地震接续作用,论述了地震与洪水作用下结构响应分析及易损性分析的研究现状,着重介绍了洪水冲刷?地震接续作用下结构全寿命风险评估和设计方法的研究进展,为进一步开展地震?洪水灾害的其他表现形式研究提供了新的思路。 总结分析表明,地震与洪水接续作用加重了致灾程度,增大了结构失效风险,基于全寿命周期的结构抗多灾设计方法,能够有效减少灾害影响和损失,对于工程防灾减灾具有重要意义。     

桥梁多灾害研究综述

多种极端灾害给桥梁带来的严重后果强调说明了桥梁多灾害设计研究的重要性和必要性,而目前国内外的桥梁设计规范并没有考虑多种极端灾害的共同作用。首先回顾了多灾害理论在桥梁设计中的提出和发展,以及存在的问题。很多学者进行了两个极端荷载下桥梁多灾害响应的尝试,包括用优化理论寻找设计最优解、用试验验证多灾害设计的桥梁构件、用实测数据进行易损性分析以及用分项失效概率理论进行多灾组合等。进而介绍了几种主要的荷载组合理论在多灾害组合中应用。基于全寿命理论的桥梁设计越来越受到研究者的重视,它能够在桥梁全生命周期中考虑多灾害等因素,是未来多灾害研究的重要方向。     

我国要援助者信息收集、保存与共享的可行性探析——基于区域防减灾信息管理的视角

灾害发生时,救灾乃首要任务。救灾又分为救人与救物,显然灾时救人相比救物更为重要。若能提前把握居民的相关信息,特别是其中需要援助的居民的特定信息,则救人工作能事半功倍。可见,探讨要援助者信息收集、保存与共享这一课题对于防减灾具有重要意义。因此,基于区域防减灾信息管理的视角,对我国开展灾害时要援助者存在信息与援助信息的收集、保存和共享等管理工作的必要性、现实性与合法性进行了探讨。基于已有研究与对我国现实灾害和法律等情况的分析,发现以范围囊括多个行政区划在内的区域为防减灾单元具有更高的运作效率,且在我国开展区域灾害时要援助者信息收集、保存与共享等信息管理事业具有现实的法律的可行性。     

洪水冲刷和地震联合作用下砌体结构的失效风险评估∗

基于风险理论,提出一种用概率方法来考虑洪水和地震作用下砌体结构的失效风险评估方法。根据村镇建筑结构在灾害作用下的性能要求,量化结构的性能指标,分析村镇建筑结构在洪水冲刷和地震联合作用下的易损性,综合考虑洪水冲刷、地震的灾害危险性和结构易损性,通过易损性函数与联合灾害概率密度函数在灾害域上积分,获得结构在不同破坏状态下的超越概率,引入损失比和结构累计失效概率,进而获得全性能状态下的可靠度指标,并与目标可靠度指标对比,进行结构性能评估。算例展示了本文方法的建立过程,结果表明：冲刷对结构轻微破坏和中度破坏的易损性影响较小,对严重破坏和倒塌状态的易损性影响较大;洪水冲刷对结构抗震性能具有较大的影响,相比于仅考虑地震作用下,同时考虑洪水冲刷和地震联合作用时,结构各种破坏状态下的失效概率均有所增加,且随着破坏程度的加剧,冲刷对结构失效概率的影响越来越大。     

四论灾害系统研究的理论与实践

作者曾分别于1991,1995和2001年发表了关于灾害研究理论与实践的3篇文章,对灾害系统的性质、动力学机制等进行了探讨.本文在前3篇文章的基础上,从综合灾害风险管理的角度,完善了灾害系统的结构与功能体系,论证了灾情形成过程中恢复力的作用机制,分析了区域开发与安全建设的互馈关系,构建了区域综合减灾的行政管理体系,提出了由政府、企业与社区构成的区域综合减灾范式.研究结果表明,区域灾情形成过程中,脆弱性与恢复力有着明显的区别,脆弱性是区域灾害系统中致灾因子、承灾体和孕灾环境综合作用过程的状态量,它主要取决于区域的经济发达程度与社区安全建设水平;恢复力则是灾害发生后,区域恢复、重建及安全建设与区域发展相互作用的动态量,它主要取决于区域综合灾害风险行政管理能力、政府与企业投入和社会援助水平.区域安全水平与土地利用的时空格局和产业结构关系密切,通过划定区域高风险“红线区“的办法,调整土地利用时空格局和产业结构,有利于建立区域可持续发展的综合减灾范式.针对区域自然灾害系统存在着相互作用、互为因果的灾害链规律,以及灾害系统所具有的结构与功能特征,完善由纵向、横向和政策协调共同组成的一个“三维矩阵式“的区域综合减灾行政管理体系,构建以政府为主导、企业为主体、社区全面参与的区域综合减灾范式.以此促进在发展中提高区域减灾能力,并在一定安全水平下,建设区域可持续发展模式.     

自然灾害风险评估与灾害易损性研究进展

自然灾害风险评估是区域减灾防灾重要的基础工作之一。从风险概念和风险度的表达入手,探讨了自然灾害风险评估的对象及其构建的指标体系,对主要自然灾害风险评估方法进行了综合比较,并对灾害易损性评估研究进行了总结,认为对灾害风险下的生态系统易损性关注不多。因此以区域为研究尺度,构建了生态系统灾害风险评估框架,选择危害风险性指数反映灾害危险程度,选择防灾能力指数、承灾能力指数、恢复力指数等构建了生态系统灾害易损性评估指标体系。在对自然灾害风险评估研究认真梳理的基础上,认为复杂性灾害系统的研究、灾害易损性基础理论及定量方法的探索、自然灾害风险研究体系的时空尺度的扩展、自然灾害风险评估精度和可信度的提高是未来灾害风险评估值得重视的趋势。     

中国技术灾害的时序变化与区域差异

近年来,由于生产的全球化、工业水平的迅速提高、技术系统的复杂化和规模化,以及社会结构急剧变化,我国技术灾害的发生频次增多,强度加剧,经济损失趋于上升.技术灾害继自然灾害之后,已逐渐发展为威胁我国人民生命安全和生存环境的主要灾种.基于技术灾害数据库,从致灾因子多度、风险频数、相对损失强度和综合风险指数等4个方面对中国技术灾害的时序变化和区域差异进行了分析与探讨,以期加深对中国技术灾害的系统认识,并为中国技术灾害的风险管理提供依据.     

城市区域风易损结构风灾损失分析研究

城市风易损结构在台风等强风灾害下的损坏及倒塌将严重影响城市社会的运行安全。以户外广告牌作为典型城市风易损结构物,提出基于结构参数的风易损结构抗风分析方法。针对城市广告牌分布具有的区域空间分布特征及局部风效应,以城市区域风灾为研究对象,结合区域数值风场模拟分析对城市区域风灾损失进行了分析研究。     

我国农业灾害统计中存在的问题

农业灾害统计作为认识和分析农业灾害问题的主要环节，对实现我国农业的可持续发展具有十分重要的作用。在分析我国农业灾害统计资料的基础上，指出当前我国农业灾害统计工作中主要存在的统计指标体系设置不合理、统计规范性差、统计方法落后和统计组织管理不完善等问题。     

基于洪水灾害快速评估的承灾体易损性信息管理系统

洪水灾害易损性信息管理系统是为了开展洪水灾害快速评估,对不同洪水灾害流域和同一洪水灾害流域中的不同地区、不同承灾体(财产分类)、不同致灾因子(水深和历时等)条件,以财产的损失率为核心的综合信息管理系统。本文介绍了洪水灾害易损性信息管理系统的开发与设计的基本原理,阐述了系统的总体结构框架和功能模块划分,并且在系统数据流程图的基础上,对损失率数据库等几个重要的模块进行了详细的分析与设计,给出了系统的部分运行结果。本系统在与GIS、遥感等空间技术结合后,能够高效地完成各种洪水灾害损失的快速评估与预测分析工作,同时,本系统亦可独立作为对区域洪水灾害易损性研究的数据基础和理论支撑。     

灾害经济前沿问题国外研究进展

随着人类活动的加剧,经济社会的快速发展,社会财富持续的积累和增加,自然灾害现象和影响也变得越发复杂,学术界对灾害经济问题的关注和研究不断加深。针对国外灾害经济理论研究成果和发展动态进行了梳理,首先从灾害对经济的影响出发,给出总体评价、长期与短期影响及区域差异;进而从灾害风险评估、企业、家庭和社区作用及灾害保险角度论述灾害风险识别与灾前风险防御;最后,重点论述了灾害损失评估及灾后经济恢复。总结了国外灾害经济研究的前沿成果及特点,这对我国现阶段灾害经济理论发展及实践应用具有重要的启发和借鉴意义。     

中国地震灾害损失评估系统研究

中国地震灾害损失评估系统(简称CEDLAS)是一款可以对单体建筑、城市区域、国家范围进行震前灾害风险评估、震中实时评估、震后境况模拟的灾害损失评估软件。通过对我国地震背景、国内外灾评软件研究现状和防震减灾工作需求等方面的综合分析,提出基于GIS平台构建CEDLAS系统的思路,并介绍该系统的理论基础、逻辑结构以及功能结构,最后将系统应用于西安市灞桥区,得到示范区经济损失、人员伤亡预测数据。该系统的建立综合考虑了地震危险性、多龄期建筑地震易损性以及社会经济损失三方面,为我国地震灾害风险评估和防震减灾规划提供了技术支撑。研究成果可为灞桥区政府震前防震减灾规划及震后应急管理提供重要依据。     

浙江省钱塘江流域“201106”洪涝灾害调查分析

典型场次洪涝灾害调查对于深入了解洪涝灾害的成灾机理和灾害过程的社会响应机制具有重要的理论和现实意义。对2011年6月浙江省钱塘江上中游地区的暴雨洪涝灾害进行了调查评估,发现灾害呈现出死亡人口少,受灾人口比重大;农业受灾比重大,损失严重;经济损失相对较小,水利损失比重大等特点。分析表明,地形地貌条件、区域社会经济水平和农业产业结构对区域洪涝灾害影响程度的放大与缩小作用至关重要;不合理的土地利用规划和农村水利设施规划设计会加剧区域洪涝灾害的严重程度。因此建议,基层行政主管应在洪水风险影响评价的基础上,重视规范土地利用方式和区域产业布局。此外,还需进一步规范涉水工程规划设计,提高社区居民意识,实现区域综合防灾减灾。     

沿海城市风暴潮灾害风险评估研究述评

对风暴潮灾害形成机理、风暴潮灾害风险评估方法、灾害风险区划与等级评估、灾害损失评估等方面进行了梳理和分析,认为:①风暴潮灾害风险评估指标体系目前多为主要社会因子和经济损失因子,而忽视主要气象水文指标(最大增水、中心风速等)对风暴潮灾害的影响,研究发现,最大增水和风暴潮灾害呈正相关关系;可通过主成分分析等相关数学模型提取指标因子,避免指标选取主观随意性,又能够客观的确定指标因子的权重;②应建立统一的风暴潮灾害风险评估综合指标;提出建立灾害熵综合风险评估方法,定量的反映所研究区域灾害损失整体水平,灾害熵值也可作为划分灾害等级的分级量度。     

自然灾害脆弱性研究进展

近年来,在国际上日益重视防灾减灾的背景下,脆弱性研究已成为灾害学研究的主题并逐渐融入社会可持续发展策略。在回顾国内外灾害脆弱性研究发展的基础上,阐述了脆弱性的基本内涵,探究了自然灾害脆弱性的基本构成,并对灾害研究领域中容易混淆的危险性、脆弱型、风险、易损性与恢复力等概念进行了辨析。研究归纳总结了开展脆弱性评估的5种经典模式,风险-灾害(RH)模式、压力释放(PAR)模式、政治经济模式、基于区域的综合脆弱性模式和恢复力模式。并且指出,自然灾害研究领域的脆弱性评估应主要基于历史数据、指标体系和实际调查的灾损率曲线。从发展趋势来看,脆弱性研究正日益着重多领域合作、多对象细化和除指标体系外多种方法的综合应用,旨在从人类社会本身找出灾难根源,为灾害保险和政府决策提供有效指导。     

防灾视角下基于MCR模型的山地生态安全格局优化研究——以京津冀山区为例

区域生态安全格局的优化对改善区域自然生态系统服务功能、减轻区域典型灾害负面影响等有重要作用。该文以京津冀山区为研究对象,在区域山洪灾害背景下运用灾害学、景观生态学等理论,将最小累积阻力模型(MCR)引入山区生态安全格局的构建过程。通过借助GIS技术平台分析了研究区基于MCR模型建立的生态网络,构建了由斑块、生态廊道、基质镶嵌的区域生态化网络格局。针对分析结果,重点从城乡规划视角提出生态安全格局优化的措施,主要包括生态约束条件下生态网络结构优化和区域尺度的山区生态修复,以期为维持山区生态安全、国土综合整治以及实现京津冀区域协同发展提供科学依据。     

基于灾害系统论的《中国自然灾害系统地图集》编制

基于区域灾害系统理论，编制出版了《中国自然灾害系统地图集》(2003年)。与《中国自然灾害地图集》(1993年)相比，该图集的内容设计是在多层面上体现孕灾环境、承灾体、致灾因子和灾情的系统结构特点。制图表示方法设计是基于自然灾害数据库，通过多种表示方法的组合和图面配置，充分表达灾害系统空间格局的时间变化过程特征和灾害过程的空间格局特征。探索用“灾害系统图谱法”实现灾害格局与过程的复合表达。在地图编制的色彩和符号系统、图组页、导航标志、图文配置等方面，都充分贯穿灾害系统的设计思想。     

面向台风事件与灾害影响评估的时空数据管理模式

准确掌握自然灾害致灾因子强度、影响范围以及持续时间等灾害事件与过程信息,是开展区域灾害预警预测、减灾救援以及灾后重建等工作的基础。目前还没有一种通用的时空数据模型,能够对台风等过程性自然灾害事件进行建模。以"201319"号"天兔"台风灾害事件为例,设计了一种基于元组时间标记法的台风灾害事件与过程的多尺度时空数据管理模式,并运用扩展SQL语言,将台风灾害影响区域等灾害事件的过程性信息按不同空间尺度同步存储,为台风灾害事件的历史回溯、数据共享与可视化以及风险区划等提供可靠、高效的过程数据管理方式。     

基于纤维模型的空间网架支承体系的优化设计与分析

近年来,民用航空制造业的快速发展给大柱距空间网架结构带来新的契机。本文针对某大柱距厂房设计了无柱间支撑、柱间钢支撑和柱间消能支撑3种抗侧力结构体系。在此基础上,分别建立了3种结构体系的三维整体有限元模型,通过优化设计确立了钢支撑和消能支撑的具体设计参数,并进行了多遇地震作用下的弹性时程对比分析。最后,建立了结构弹塑性分析的纤维模型,对3种结构体系进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比研究了3种结构体系在大震作用下的倒塌机制。结果表明:采用纤维模型能够较为精确地进行结构的弹塑性时程分析;相较于不加柱间支撑结构体系,柱间钢支撑和柱间消能支撑结构体系在多遇地震作用下的结构层间位移分别衰减约32%和64%,在罕遇地震作用下的结构层间位移分别衰减约12%和46%,且均具有更好的倒塌机制。本文可供大柱距空间结构的设计与分析参考和借鉴。