艾合麥提·那麥提，曾 堅，蔣飛陽

(天津大學(xué) 建筑學(xué)院，天津300072)

關(guān)于應(yīng)急避難場所的研究可以概括為應(yīng)急避難場所的規(guī)劃運營[1]、選址適宜性評價[2-4]、位置優(yōu)化[5-7]、服務(wù)范圍劃定[8]和應(yīng)急物資分配[9]等方面。災(zāi)害風(fēng)險程度在城市空間分布上的差異性[10-11]導(dǎo)致對應(yīng)急避難場所的需求存在空間異質(zhì)性，這種災(zāi)害風(fēng)險與應(yīng)急避難能力的匹配問題也是城市綜合防災(zāi)工作的關(guān)鍵之一[12]。利用應(yīng)急避難能力和災(zāi)害風(fēng)險的供需空間匹配[13]研究方法能夠通過供需方的空間關(guān)系評估城市現(xiàn)狀應(yīng)急避難供需匹配程度，對應(yīng)急避難場所布局優(yōu)化具有重要意義。

以往應(yīng)急避難場所供需關(guān)系研究視角主要為面積供需的服務(wù)區(qū)劃分[8]、人口供需的可達性[14]、應(yīng)急能力(或安全性、適宜性等)供需的選址[15]以及單一災(zāi)害風(fēng)險供需的布局適宜性[16]等，但多災(zāi)種耦合風(fēng)險與應(yīng)急避難場所服務(wù)能力視角下的供需關(guān)系研究較少，而且針對不同災(zāi)害的應(yīng)急避難場所建設(shè)需求各有不同，需要重視應(yīng)急避難能力與多災(zāi)種風(fēng)險的供需匹配問題。科學(xué)客觀地評估災(zāi)害綜合風(fēng)險一直是應(yīng)急避難場所供需分析研究的重點和難點，其能夠較為系統(tǒng)的反映應(yīng)急避難場所需求位的空間差異性。早期的災(zāi)害風(fēng)險評估研究框架多基于致災(zāi)因子的危險性、承災(zāi)因子的脆弱性以及城市的綜合防災(zāi)減災(zāi)能力進行評估[17]。也有研究依據(jù)災(zāi)害危險性、暴露性和易損性框架對災(zāi)害進行風(fēng)險評估[18]。災(zāi)害危險性特征和脆弱性特征分類研究框架[19]則能夠較為完整的從自然產(chǎn)生和人為主導(dǎo)角度評估災(zāi)害風(fēng)險。災(zāi)害綜合風(fēng)險評估方法也呈現(xiàn)多元化，多以定性與定量相結(jié)合分析為主，包括綜合災(zāi)害多準(zhǔn)則評價[18]、綜合災(zāi)害仿真模型模擬[20-21]、綜合災(zāi)害數(shù)理統(tǒng)計分析[22-23]等。其中，多準(zhǔn)則評價是在城市安全風(fēng)險評估中應(yīng)用最為廣泛的一種分析方法[24]。關(guān)于多災(zāi)種之間相互關(guān)系的研究可概括為多災(zāi)種疊加法和多災(zāi)種耦合法兩大類。多災(zāi)種疊加法通常是以單災(zāi)種風(fēng)險權(quán)重疊加得出綜合值[18,25]，忽視了災(zāi)種之間可能存在的因果關(guān)系。多災(zāi)種耦合法包括風(fēng)險矩陣耦合[26]、災(zāi)害觸發(fā)關(guān)系耦合[27]，灰色理論系數(shù)耦合[28]等，能夠注重各災(zāi)種之間的關(guān)聯(lián)性，涉及到各災(zāi)種在空間范圍內(nèi)是否存在耦合的問題，但選擇的耦合觸發(fā)規(guī)則存在綜合集成能力不高、主觀局限性太強和無法客觀反映風(fēng)險等問題。而基于耦合激勵機制[29-30]的多災(zāi)種耦合方法能夠客觀考慮多災(zāi)種之間的模糊關(guān)聯(lián)，是一種較為合適的多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估方法。另外，應(yīng)急避場所的研究區(qū)域多為高密度中心城區(qū)[4,31-32]、核心區(qū)[33]、較發(fā)達市轄區(qū)[34-36]、微觀的城市社區(qū)尺度[37-38]或者邊緣村鎮(zhèn)地區(qū)[39]，同時考慮鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)區(qū)域的研究較少。鄉(xiāng)村防災(zāi)減災(zāi)意識和規(guī)劃比較薄弱，忽略鄉(xiāng)村應(yīng)急避難需求將加劇城鄉(xiāng)韌性發(fā)展建設(shè)的二元差距，應(yīng)當(dāng)從市域角度統(tǒng)籌研究城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村避難場所的整體布局。

基于此，本文選取自然災(zāi)害種類較多、影響較為嚴(yán)重的天津市[4,33,40]為研究區(qū)，考慮城市災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在機制，從災(zāi)害危險性和脆弱性兩個角度出發(fā)，根據(jù)區(qū)域特征合理選取評價指標(biāo)，利用AHP-熵權(quán)組合法計算各指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險評估體系，運用耦合激勵模型測度分析研究區(qū)域的多災(zāi)害耦合危險性，與承災(zāi)體脆弱性結(jié)果疊加得到“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險評價結(jié)果，以反映應(yīng)急避難服務(wù)需求水平。然后，以應(yīng)急避難場所容量密度表征應(yīng)急避難服務(wù)供給能力。最后，從供需空間匹配的角度利用優(yōu)先級指數(shù)進行供需程度評估與規(guī)劃干預(yù)優(yōu)先級劃分。以期為開展針對性的城市應(yīng)急避難場所布局提供新的科學(xué)依據(jù)，同時給天津市在應(yīng)對多災(zāi)害風(fēng)險的韌性能力提升、城市的災(zāi)害管理和防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略制定等方面提供參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域

天津市地處華北地震帶和高烈度區(qū)，轄區(qū)活斷層分布復(fù)雜，地震地質(zhì)災(zāi)害威脅較為嚴(yán)重[40]，同時天津市地處華北平原溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季受東南季風(fēng)暖濕氣流和西風(fēng)帶系統(tǒng)影響，常常出現(xiàn)暴雨天氣，易引發(fā)洪澇[41]。天津市作為首都圈地震重點監(jiān)視防御區(qū)[40]，非常重視防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。依據(jù)天津市應(yīng)急管理局提供的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年8月前天津市全域已建成配套設(shè)施并投入使用的應(yīng)急避難場所共2 613處，總占地面積約6 359.8萬m2，總有效避難面積約2 196.3萬m2，可容納避難人口約1 690.7萬人。天津市“七普”人口數(shù)據(jù)顯示天津市總?cè)丝跒? 386.6萬人，應(yīng)急避難人口總量已經(jīng)達到需求，但是從分區(qū)的角度來看，南開區(qū)、河?xùn)|區(qū)、紅橋區(qū)、津南區(qū)、武清區(qū)和薊州區(qū)仍處于應(yīng)急避難能力不足狀態(tài)(圖1)。因此，需要從更精細(xì)尺度單元分析應(yīng)急避難供需空間不匹配問題，探索如何進行區(qū)域協(xié)調(diào)適應(yīng)的應(yīng)急避難場所規(guī)劃干預(yù)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

天津市水系和道路矢量數(shù)據(jù)來自1∶25萬全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫2019公眾版[42]；天津市地震地質(zhì)災(zāi)害點、活動斷裂分布、地面沉降數(shù)據(jù)來自中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)云平臺(http://geocloud.cgs.gov.cn/#/portal/home)；天津市土壤數(shù)據(jù)來自國家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心的基于世界土壤數(shù)據(jù)庫(HWSD) 的中國土壤數(shù)據(jù)集(v1.1)[43]；天津市2009—2017年1 km分辨率逐月降水量數(shù)據(jù)來自國家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心[44]；2018年130 m分辨率的夜間燈光數(shù)據(jù)獲取于珞珈一號數(shù)據(jù)(http://59.175.109.173:8888/app/login.html)；天津市30 m精度的DEM數(shù)據(jù)和2018年Landsat 8遙感影像數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云(https://www.gscloud.cn/)；2020年100 m精度的人口密度數(shù)據(jù)來自worldpop[45]；2019年10 m精度的全球居民足跡數(shù)據(jù)來自World Settlement Footprint[46]；2020年30 m精度的土地利用數(shù)據(jù)來自GlobeLand30[47]；應(yīng)急避難場所的基本信息數(shù)據(jù)來自于天津市應(yīng)急管理局(http://yjgl.tj.gov.cn/)，數(shù)據(jù)包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、面積、有效避難面積和有效避難人數(shù)等信息。

2 研究方法

2.1 基于綜合災(zāi)害風(fēng)險的應(yīng)急避難服務(wù)供需研究框架

地震地質(zhì)災(zāi)害和洪澇災(zāi)害危害城市人口安全及社會經(jīng)濟穩(wěn)定，應(yīng)急避難場所可以提高城市預(yù)防和抵御此類災(zāi)害的能力。因此，本研究將天津應(yīng)急避難服務(wù)供給能力和“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險下應(yīng)急避難服務(wù)需求水平統(tǒng)籌到一個研究框架內(nèi)，構(gòu)建了供需研究框架(圖 2)。

研究框架主要包括3個步驟：①構(gòu)建“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險評價體系，利用多災(zāi)害耦合激勵機制方法評估“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)種耦合危險性，疊加承災(zāi)脆弱性得到多災(zāi)種綜合風(fēng)險，以反映應(yīng)急避難服務(wù)需求水平；②利用核密度分析方法評估應(yīng)急避難場所服務(wù)供給能力；③引入優(yōu)先級指數(shù)Priority Index(PRI)對研究區(qū)域進行應(yīng)急避難服務(wù)供需程度評估及規(guī)劃干預(yù)優(yōu)先級劃分。

圖1 研究區(qū)概況(該圖基于中國標(biāo)準(zhǔn)地圖(GS(2019)1697號)和天津市標(biāo)準(zhǔn)地圖(津S(2017)007號)繪制，底圖無修改，下同；天津市應(yīng)急避難場所基本情況圖基于天津市應(yīng)急管理局提供的2021年應(yīng)急避難場所數(shù)據(jù)繪制)

圖2 研究框架

2.2 “地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險應(yīng)急避難服務(wù)需求水平測度

(1)綜合災(zāi)害風(fēng)險評價體系構(gòu)建。結(jié)合天津市現(xiàn)狀特征，并參考已有研究評價體系[15,18-19,24,26,48]，構(gòu)建“地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險“3種災(zāi)害系統(tǒng)要素-2類特征-22項指標(biāo)”的評價體系(表1)。三種災(zāi)害系統(tǒng)要素是指致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體，兩種特征分別是自然因素主導(dǎo)的危險性特征和人為因素主導(dǎo)的脆弱性特征。其中危險性特征指標(biāo)包括地震地質(zhì)和洪澇兩類災(zāi)害的17項指標(biāo)；脆弱性特征指標(biāo)包含與經(jīng)濟、人口、環(huán)境密切聯(lián)系的5項指標(biāo)。

表1 “地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險評價指標(biāo)體系

表2 “地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險組合權(quán)重指數(shù)

由于數(shù)據(jù)的分辨率各有不同，因此研究采用規(guī)則的正方網(wǎng)格覆蓋研究范圍，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一計算分析[19]，網(wǎng)格邊長為1 000 m，研究范圍共計網(wǎng)格單元11 235個。相關(guān)數(shù)據(jù)的預(yù)處理：借助ArcGIS10.5中的表面分析工具處理天津高程數(shù)據(jù)，獲取天津坡度、表面曲率數(shù)據(jù)；借助ArcGIS10.5的歐氏距離分析工具處理道路、水系、災(zāi)害點、活動斷層數(shù)據(jù)得到對應(yīng)的距離數(shù)據(jù)；在ENVI 5.3平臺中對遙感數(shù)據(jù)進行大氣校正和輻射定標(biāo)[49]，并進行拼合處理，然后利用公式計算出歸一化植被指數(shù)[50]；利用飽和導(dǎo)水率經(jīng)驗公式[51]計算出天津土壤下滲率；徑流系數(shù)由土地利用類型確定[48]；借助ArcGIS10.5線密度分析工具處理水系和道路數(shù)據(jù)得到天津市河網(wǎng)密度和路網(wǎng)密度；夜間燈光數(shù)據(jù)和城市社會經(jīng)濟發(fā)展具有空間上的一致性[52]，因此將天津市的夜間燈光數(shù)據(jù)代指各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平；從天津市土地利用數(shù)據(jù)中提取出建設(shè)用地數(shù)據(jù)，利用ArcGIS10.5中的以表格顯示分區(qū)統(tǒng)計工具計算出每個網(wǎng)格單元的建設(shè)用地占比。最后將所有數(shù)據(jù)連接到格網(wǎng)數(shù)據(jù)中構(gòu)建“地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險評價數(shù)據(jù)集。

對指標(biāo)預(yù)處理后，采用AHP-熵權(quán)組合法[18]計算各單災(zāi)種風(fēng)險指數(shù)(表2)，主要步驟：①為了除去指標(biāo)量綱的影響，對正、負(fù)向指標(biāo)進行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理[52]。②將客觀和主觀賦權(quán)相結(jié)合，利用AHP方法得出主觀權(quán)重，熵權(quán)法得出客觀權(quán)重，然后引入距離函數(shù)[53]的概念，采用線性組合法[18]得出“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險評價中的組合權(quán)重。確定組合權(quán)重的表達式：

(1)

(2)

α與β的差值D是分配系數(shù)間的差異為：

D=|α-β|。

(3)

依據(jù)上文構(gòu)造方程組如下：

(4)

③在通過遙感和GIS 的方法對各指標(biāo)進行預(yù)處理后，按照確定的指標(biāo)權(quán)重值計算地震地質(zhì)和洪澇災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)。

(2)“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)種危險性耦合激勵機制的綜合風(fēng)險評估。各單災(zāi)種由于發(fā)生時間、相互作用以及級聯(lián)效應(yīng)等耦合關(guān)系，存在復(fù)雜的內(nèi)在作用機制差異。以往的簡單指標(biāo)權(quán)重疊加難以判斷災(zāi)害風(fēng)險應(yīng)對優(yōu)先級，在綜合風(fēng)險評估過程中表現(xiàn)出顯著的不確定性。本文引入多災(zāi)種耦合激勵模型[29-30]，通過確定各災(zāi)種的空間耦合激勵關(guān)系，評估分析研究區(qū)內(nèi)“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)種危險性。主要步驟如下。

①區(qū)分不同風(fēng)險等級間的耦合激勵系數(shù)：利用自然斷點法將標(biāo)準(zhǔn)化后的各單災(zāi)種風(fēng)險分成五級，采用冪函數(shù)求解風(fēng)險等級區(qū)間的激勵程度，確定不同風(fēng)險等級的激勵分位權(quán)重系數(shù)。公式[30]如下：

(5)

式中：Iij為第i(i=1,2,…m)類災(zāi)害的j級風(fēng)險所對應(yīng)激勵分布權(quán)重系數(shù)；k為劃分風(fēng)險等級數(shù)；εj為第j個分位點值，其中ε0=0、εk=1;α為調(diào)整參數(shù)。當(dāng)α>0時，災(zāi)種間為正激勵關(guān)系，Iij>Iij-1，表示風(fēng)險等級值越大，其激勵程度越大；當(dāng)α=0時，無激勵關(guān)系，Iij=Iij-1；當(dāng)α<0時，為負(fù)激勵關(guān)系，Iij

②復(fù)合形成多災(zāi)種風(fēng)險：設(shè)各災(zāi)種的綜合風(fēng)險取值集為f(A1,A2,…,Am)，則各網(wǎng)格單元內(nèi)的綜合風(fēng)險值與分布權(quán)重系數(shù)的公式[30]如下：

(6)

(7)

(8)

(9)

③“地震地質(zhì)-洪澇”害綜合風(fēng)險評估：根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)理論，危險性特征反映了災(zāi)害發(fā)生的原始風(fēng)險，多源于自然環(huán)境因素；脆弱性特征由承災(zāi)體組成，包括經(jīng)濟社會因素，多體現(xiàn)人為因素及災(zāi)損效應(yīng)。兩項特征共同決定了災(zāi)害風(fēng)險，即反映了研究區(qū)域“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險應(yīng)急避難需求。計算公式[54-55]如下：

R=H×V。

(10)

式中：R為綜合災(zāi)害風(fēng)險應(yīng)急避難需求；H為多災(zāi)害耦合危險性；V為脆弱性。

2.3 應(yīng)急避難場所供給服務(wù)能力評估

應(yīng)急避難場所是城市應(yīng)急防災(zāi)的保障設(shè)施，在地震地質(zhì)或洪澇災(zāi)害發(fā)生時能夠給城市居民提供避難場所和有效的救護條件。本文采用ArcGIS10.5核密度分析方法，選擇可容納人口作為核密度分析的Population 字段計算供給核密度，以表征應(yīng)急避難場所服務(wù)供給能力。

2.4 應(yīng)急避難服務(wù)供需測度與規(guī)劃干預(yù)優(yōu)先級劃分

為了指導(dǎo)城市應(yīng)急避難場所布局優(yōu)化，引入優(yōu)先級指數(shù)Priority Index(PRI)[55-56]，對需要進行干預(yù)的關(guān)鍵區(qū)域進行優(yōu)先級排序。計算公式如下：

(11)

式中：R為綜合災(zāi)害風(fēng)險應(yīng)急避難需求；C為應(yīng)急避難服務(wù)供給能力。當(dāng)綜合災(zāi)害風(fēng)險避難需求大，應(yīng)急避難場所供給能力越小時PRI越大,該地區(qū)越需要優(yōu)先干預(yù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 綜合風(fēng)險避難需求水平及空間特征

(1)單災(zāi)種危險性空間分布特征。地震地質(zhì)災(zāi)害：按照自然斷點法對評價結(jié)果進行重分類，將災(zāi)害危險性等級劃分為極高危險區(qū)(0.62～1.00)、高危險區(qū)(0.50～0.61)、中危險區(qū)(0.41～0.49)、低危險區(qū)(0.30～0.40)和極低危險區(qū)(0.00～0.29)等5個區(qū)。如圖3所示，整體上風(fēng)險分布比較集中，極高風(fēng)險區(qū)主要集中在薊州區(qū)、東部寧河區(qū)和濱海新區(qū)的交界處以及中心城區(qū)向東延伸的橢型范圍內(nèi)。

洪澇災(zāi)害：按照同上的分類方法對評價結(jié)果進行重分類，將災(zāi)害危險性重分類為極高危險區(qū)(0.59～1.00)、高危險區(qū)(0.47～0.58)、中危險區(qū)(0.37～0.46)、低危險區(qū)(0.26～0.36)、極低危險區(qū)(0.00～0.25)等5個區(qū)。結(jié)果顯示(圖4)，洪澇災(zāi)害危險性具有東南高西北低的空間分布特征，可以看到極高、高危險區(qū)大部分集中在濱海新區(qū)，在濱海新區(qū)北部付莊村和中部中央大道形成兩個高值聚集區(qū)；中心城區(qū)雖然面積較小，但是也基本覆蓋在極高和高危險區(qū)內(nèi)。

(2)“地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害耦合危險性特征。按照自然斷點法將耦合激勵后的結(jié)果評價結(jié)果進行重分類，分為極高危險區(qū)(0.69～1.00)、高危險區(qū)(0.29～0.68)、中危險區(qū)(0.12～0.28)、低危險區(qū)(0.05～0.11)和極低危險區(qū)(0.00～0.04)等5個區(qū)。結(jié)果顯示(圖5)，整體上分布規(guī)律與地震地質(zhì)災(zāi)害類似，但是耦合后的濱海新區(qū)南部區(qū)域危險性有所提高。極高、高風(fēng)險區(qū)集中在天津市中部偏東南區(qū)域，包括天津市中心城區(qū)和濱海新區(qū)中部，是天津市主要的建設(shè)用地聚集區(qū)，人類工程活動密集，地表改造程度高。

圖3 地震地質(zhì)災(zāi)害危險性圖4 洪澇災(zāi)害危險性

(3)承災(zāi)體脆弱性特征。結(jié)合人口、經(jīng)濟、建筑密度和道路密度等要素，根據(jù)權(quán)重疊加得到承災(zāi)體脆弱性結(jié)果，并將其按照自然斷點法對結(jié)果進行重分類，分為極高脆弱區(qū)(0.52～1.00)、高脆弱區(qū)(0.35～0.51)、中脆弱區(qū)(0.20～0.34)、低脆弱區(qū)(0.10～0.19)、極低脆弱區(qū)(0.00～0.09)等5個區(qū)。結(jié)果顯示(圖6)，承災(zāi)體極高和高脆弱性區(qū)域整體上分布比較集中，大部分分布在中心城區(qū)、濱海新區(qū)以及其它區(qū)中心區(qū)等人類活動密集區(qū)。

(4)“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險的應(yīng)急避難服務(wù)需求。將耦合危險性和脆弱性評估結(jié)果疊加得出“地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險結(jié)果，同樣用自然斷點法分成極高風(fēng)險區(qū)(0.58～1.00)、高風(fēng)險區(qū)(0.37～0.57)、中風(fēng)險區(qū)(0.20～0.36)、低風(fēng)險區(qū)(0.07～0.19)、極低風(fēng)險區(qū)(0.00～0.06)。結(jié)果可以看出(圖7)，極高、高風(fēng)險區(qū)分布在天津居民聚集區(qū)，主要集中在中心城區(qū)，其次是濱海新區(qū)泰達大街周圍，同時在兩者的連線也有零星分布。此外，其他高風(fēng)險區(qū)出現(xiàn)在薊州區(qū)中醫(yī)醫(yī)院、寶坻區(qū)寶平街道、武清區(qū)人民醫(yī)院和靜海區(qū)靜海站等片區(qū)。

3.2 應(yīng)急避難場所供給能力及空間特征

將應(yīng)急避難場所核密度計算結(jié)果用自然斷點法分成極高供給水平區(qū)(0.45～0.98)、高供給水平區(qū)(0.22～0.44)、中供給水平區(qū)(0.09～0.21)、低供給水平區(qū)(0.02～0.08)、極低供給水平區(qū)(0.00～0.01)。結(jié)果顯示(圖8)，整體上與居民點的分布現(xiàn)狀吻合。其中，高供給水平區(qū)主要集中在中心城區(qū)和濱海新區(qū)的泰豐公園片區(qū)；中供給水平主要分布在各區(qū)縣居民點聚集的區(qū)域，水平比較均勻。另外，由于西青郊野公園等應(yīng)急避難場所具有較高的容納人口數(shù)量，在局部地區(qū)出現(xiàn)幾處極高的供給水平現(xiàn)象。

圖5 “地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害危險性圖6 承災(zāi)體脆弱性圖7 應(yīng)急避難服務(wù)需求圖8 應(yīng)急避難服務(wù)供給

3.3 應(yīng)急避難服務(wù)供需空間匹配及規(guī)劃干預(yù)優(yōu)先級劃分

利用應(yīng)急避難服務(wù)需求和供給能力數(shù)值，采用優(yōu)先級指數(shù)(PRI)公式計算可得 “地震地質(zhì)-洪澇”多災(zāi)害綜合風(fēng)險下的應(yīng)急避難服務(wù)空間供需匹配程度，從而準(zhǔn)確劃分優(yōu)先干預(yù)次序。利用自然斷點法將優(yōu)先干預(yù)區(qū)劃分成5個等級，級別越高，越需要優(yōu)先干預(yù)。結(jié)果顯示(圖 9)，整體上Ⅴ級規(guī)劃干預(yù)呈現(xiàn)聚集分布特征，主要集中在天津市中部區(qū)域。從各區(qū)分布情況來看，中心城區(qū)仍是優(yōu)先級較高的區(qū)域，多為Ⅴ級；濱海新區(qū)優(yōu)先級較高的區(qū)域相對分散，分布在新北街道、塞上街道和大港街道三大片區(qū)；東麗區(qū)的高優(yōu)先級區(qū)分布在新麗街道和無暇街道片區(qū)；津南區(qū)高優(yōu)先級區(qū)分布在咸水沽鎮(zhèn)片區(qū)；西青區(qū)的高優(yōu)先級區(qū)分布在華莊子村、王蘭莊村、大寺鎮(zhèn)片區(qū)；靜海區(qū)的高優(yōu)先級區(qū)位于靜海站區(qū)域；北辰區(qū)的高優(yōu)先級區(qū)分布在南部靠近中心城區(qū)的區(qū)域；武清區(qū)的高優(yōu)先級區(qū)分布在楊村街道片區(qū)；寶坻區(qū)的高優(yōu)先級區(qū)分布在寶平街道片區(qū)；寧河區(qū)高優(yōu)先級區(qū)分布在南崔莊村；薊州區(qū)高優(yōu)先級區(qū)分布在薊州區(qū)中醫(yī)醫(yī)院片區(qū)。

圖9 應(yīng)急避難服的規(guī)劃干預(yù)優(yōu)先級劃分

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

在城市安全韌性發(fā)展時代背景下，本文從綜合災(zāi)害風(fēng)險的應(yīng)急避難服務(wù)供需關(guān)系的視角出發(fā)，選取超大城市天津為案例區(qū)域，基于城市災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)在機制和城市自然社會經(jīng)濟本底要素，通過災(zāi)害危險性特征和脆弱性特征理論框架構(gòu)建城市單災(zāi)害評價指標(biāo)體系，引入耦合激勵模型復(fù)合出天津“地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險下應(yīng)急避難服務(wù)需求水平，定量評估天津市的應(yīng)急避難服務(wù)供給能力，并運用優(yōu)先級指數(shù)方法評估天津市應(yīng)急避難服務(wù)供需空間匹配程度，并將研究區(qū)劃分為5個規(guī)劃干預(yù)優(yōu)先級，明確了應(yīng)急避難規(guī)劃建設(shè)優(yōu)先次序。主要結(jié)論如下：

(1)“地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害極高危險區(qū)在整體上出現(xiàn)集中分布特征，主要集中在中心城區(qū)向東延伸的較大區(qū)域、薊州區(qū)以及東部寧河區(qū)與濱海新區(qū)的交界處等區(qū)域。

(2)綜合考慮承災(zāi)體脆弱性的“地震地質(zhì)-洪澇”災(zāi)害綜合風(fēng)險的極高、高風(fēng)險主要聚集在中心城區(qū)，其次是濱海新區(qū)泰達大街片區(qū)，同時在兩者的連線周圍也有零星分布。此外，其他高風(fēng)險區(qū)出現(xiàn)在薊州區(qū)中醫(yī)醫(yī)院、寶坻區(qū)寶平街道、武清區(qū)人民醫(yī)院和靜海區(qū)靜海站等片區(qū)，這些區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)等級較低，住民防災(zāi)意識較弱，需要引起重視。

(3)針對應(yīng)急避難場所規(guī)劃布局的高等級優(yōu)先干預(yù)區(qū)主要聚焦在中心城區(qū)和濱海新區(qū)。其中，中心城區(qū)整體優(yōu)先干預(yù)等級顯著偏高，濱海新區(qū)的高等級優(yōu)先干預(yù)區(qū)分布相對分散。另外，東麗區(qū)、津南區(qū)、北辰區(qū)和西青區(qū)優(yōu)先干預(yù)Ⅳ、Ⅴ等級占比較高，其余區(qū)僅有少面積高等級優(yōu)先干預(yù)區(qū)出現(xiàn)。

4.2 討論

本文在總結(jié)相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，探索了城市應(yīng)急避難服務(wù)空間供需匹配關(guān)系。首先提出了基于綜合災(zāi)害風(fēng)險的應(yīng)急避難服務(wù)供需研究視角。由于不同災(zāi)害下的應(yīng)急避難場所的建設(shè)要求存在差異性，客觀評價應(yīng)急避難能力與多災(zāi)種風(fēng)險的供需匹配程度識別應(yīng)急避難服務(wù)薄弱區(qū)域。同時，從市域角度統(tǒng)籌研究城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的避難場所，能夠避免相關(guān)研究中忽視防災(zāi)減災(zāi)意識和規(guī)劃比較薄弱的村鎮(zhèn)地區(qū)問題[39]。其次，利用耦合激勵模型量化多災(zāi)種之間的模糊關(guān)系，該方法能夠客觀分析多災(zāi)害下的耦合危險性，有效削弱了相關(guān)研究[25-27]中多災(zāi)害耦合方法綜合集成能力不高、主觀局限性太強、不能反映風(fēng)險真實情況等問題。最后利用優(yōu)先級指數(shù)對供需匹配結(jié)果進行5級劃分，能夠在應(yīng)急避難場所規(guī)劃實施中的優(yōu)化重點、建設(shè)時序以及資金投入等方面提供精準(zhǔn)的建設(shè)指導(dǎo)，尤為是土地資源非常短缺、人口密度高的超大型城市。提高應(yīng)急避難服務(wù)能力，發(fā)揮規(guī)劃的前瞻性，能夠極大的降低多災(zāi)害下城市受災(zāi)損害程度。精細(xì)化的安全韌性提升路徑和管理政策，是順應(yīng)新時代下城市安全發(fā)展理念的重要舉措。

供需匹配結(jié)果表明，雖然中心城區(qū)的應(yīng)急避難設(shè)施多于其他區(qū)，但從供需匹配的角度看，仍是未來應(yīng)急避難場所能力提升的重點區(qū)域；濱海新區(qū)南北向條形的區(qū)域形狀以及經(jīng)濟發(fā)展的時序性決定了應(yīng)急避難設(shè)施的分散性，高等級優(yōu)先干預(yù)區(qū)需要在經(jīng)濟社會發(fā)展的同時引起政府的重視。根據(jù)本文結(jié)果，應(yīng)急避難場所建設(shè)建設(shè)建議包括：①優(yōu)先考慮高優(yōu)先級區(qū)域的建設(shè)需求，目前城區(qū)內(nèi)的應(yīng)急避難場所以公園綠地、廣場、學(xué)校操場等為主，建議合理利用地面停車場或其他未納入考慮的開敞空間或適當(dāng)改擴建已有的避難場所，提高有效應(yīng)急避難面積，以達到應(yīng)急避難的總量要求。②對于優(yōu)先級相對較低的區(qū)域，可以通過優(yōu)化區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)空間結(jié)構(gòu)、進一步構(gòu)建三級避難場所體系、打造應(yīng)急避難救援體系等方面來強化災(zāi)害安全韌性空間保障體系。③對于人口密度較高，土地資源緊缺的中心區(qū)域適當(dāng)進行人口疏解或遷移，減少區(qū)域人口，從而緩解應(yīng)急避難壓力。

本文雖已盡可能全面地選取評價指標(biāo)，但由于數(shù)據(jù)不可獲取或難以量化等限制，導(dǎo)致現(xiàn)有評價指標(biāo)體系仍未能全方位的表征城市災(zāi)害風(fēng)險狀況，在未來的研究中需要再豐富和充實。耦合激勵模型雖然考慮災(zāi)種間的相互觸發(fā)關(guān)系，但仍難以反映災(zāi)害間復(fù)雜聯(lián)系，未來可以更精確設(shè)置模型各單災(zāi)種的觸發(fā)效應(yīng)規(guī)則、不同風(fēng)險等級間的耦合激勵系數(shù)，以得到更客觀的多災(zāi)種耦合激勵關(guān)系。另外，應(yīng)急避難服務(wù)能力評估僅考慮應(yīng)急避難場所的人口容量密度，然而急避難服務(wù)能力也涉及到應(yīng)急避難配套設(shè)施、場所可達性、管理能力等多方面，在后續(xù)的研究中加以考慮。