王浩 杜偉 劉家宏 王佳 梅超

摘要：城市洪澇災(zāi)害具有鏈?zhǔn)絺鞑ヌ匦?，解析城市洪澇?zāi)害鏈的傳遞規(guī)律和時(shí)空演變特征對(duì)于阻斷災(zāi)害鏈具有重要意義。本研究以鄭州“7·20”特大暴雨洪澇災(zāi)害中地鐵5號(hào)線被淹和京廣快速路隧道被淹2個(gè)事件為案例，構(gòu)建知識(shí)圖譜揭示災(zāi)害鏈傳遞規(guī)律。通過復(fù)盤災(zāi)害鏈的演變過程，從中識(shí)別災(zāi)害鏈中的誘發(fā)點(diǎn)、引爆點(diǎn)、擴(kuò)散點(diǎn)以及放大點(diǎn)，并著重分析致災(zāi)機(jī)理以及災(zāi)害鏈的時(shí)空特性，以災(zāi)害曲線形式直觀展示不同災(zāi)害鏈的影響程度。鄭州“7·20”洪澇災(zāi)害典型案例解析表明，兩事件存在多個(gè)災(zāi)害鏈阻斷時(shí)機(jī)，在救災(zāi)過程中應(yīng)綜合考慮災(zāi)前、災(zāi)中因素的影響，果斷采取斷鏈措施，并且要充分發(fā)揮應(yīng)急措施的時(shí)效性，及時(shí)阻斷引爆點(diǎn)和擴(kuò)散點(diǎn)，降低洪澇災(zāi)害損失。該方法能夠應(yīng)用于鏈?zhǔn)綖?zāi)害的復(fù)盤，指導(dǎo)分析具體事件的致災(zāi)機(jī)理和救災(zāi)切入點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：城市洪澇;災(zāi)害鏈;知識(shí)圖譜;災(zāi)害鏈傳遞;災(zāi)害鏈推演;時(shí)空特性

中圖分類號(hào)：TV122

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-6791（2024）02-0185-12

收稿日期：2023-09-15;網(wǎng)絡(luò)出版日期：2024-02-05

網(wǎng)絡(luò)出版地址：https：//link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20240203.1910.002

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2022YFC3090600）;國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（52192671）

作者簡介：王浩（1953—），男，北京人，中國工程院院士，從事水文水資源方面研究。E-mail：wanghao@iwhr.com

通信作者：劉家宏，E-mail：liujh@iwhr.com

城市洪澇災(zāi)害是當(dāng)代全球廣泛關(guān)注的重大挑戰(zhàn)之一^［1］。城市化進(jìn)程加快、氣候變化以及基礎(chǔ)設(shè)施老化等問題的逐漸加劇，使得城市洪澇發(fā)生的頻率和嚴(yán)重程度不斷上升^［2-4］。城市洪澇災(zāi)害以及引起的一系列次生災(zāi)害構(gòu)成城市洪澇災(zāi)害鏈，其威脅程度遠(yuǎn)高于單一災(zāi)害^［5-7］。城市洪澇不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)造成巨大損失，也嚴(yán)重威脅著人民的生命安全^［8-9］。例如，2023年7月29日20時(shí)至8月2日7時(shí)，北京市遭遇歷史罕見特大暴雨，近129萬人受災(zāi)，因?yàn)?zāi)死亡33人，失蹤18人^［10-11］;2021年7月河南省洪災(zāi)造成省內(nèi)1 478.6萬人受災(zāi)，死亡、失蹤398人，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1 200.6億元，其中鄭州市死亡、失蹤380人，占全省95.5%，直接經(jīng)濟(jì)損失409億元，占全省34.1%^［12］。鄭州市地鐵5號(hào)線被淹事件和京廣快速路隧道被淹事件受災(zāi)嚴(yán)重且具有典型的鏈?zhǔn)絺鞑ヌ匦?。鄭州市地鐵5號(hào)線全線被水淹沒，造成14人死亡，5人受傷^［13］;京廣快速路隧道內(nèi)及其附近被淹車輛共247輛，6人遇難。城市洪澇頻率與強(qiáng)度的不斷增加，導(dǎo)致城市洪澇鏈生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)加劇^［14］。城市防汛部門需采取更有效的措施降低災(zāi)害鏈帶來的損失^［15-16］。

明晰災(zāi)害鏈的時(shí)空特性能夠有效提高洪澇預(yù)警和響應(yīng)的有效性，降低洪澇災(zāi)害發(fā)展過程的不確定性^［17］，為斷鏈措施提供有效的切入點(diǎn)，指導(dǎo)災(zāi)中應(yīng)急措施。Chen等^［18］基于分層建模理論，提出了一種自上向下的復(fù)雜災(zāi)害鏈演化過程建模方法，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜災(zāi)害鏈的語義描述;Wang等^［19］將暴雨強(qiáng)度、環(huán)境因素和次生地質(zhì)災(zāi)害形成過程作為輸入變量，逐步計(jì)算了次生地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)害值，發(fā)現(xiàn)次生地質(zhì)災(zāi)害的特征可以反映災(zāi)害鏈放大破壞的特點(diǎn);張社榮等^［20］提出基于統(tǒng)一場景的重力壩極端動(dòng)力災(zāi)害鏈傳遞混合模擬方法，根據(jù)包括洪水災(zāi)害在內(nèi)的災(zāi)害鏈傳遞連續(xù)性模擬，能夠獲取洪水流量、流速等災(zāi)害損失評(píng)估參數(shù)及洪災(zāi)仿真預(yù)演視景?？傮w來看，目前針對(duì)災(zāi)害鏈的研究偏重于解析災(zāi)害鏈的因果關(guān)系和邏輯結(jié)構(gòu)，缺乏對(duì)整個(gè)災(zāi)害鏈時(shí)空特性的分析，預(yù)警的時(shí)效性和精準(zhǔn)性不足，在指導(dǎo)公眾有效避險(xiǎn)時(shí)效率不高^［16-20］。城市洪澇災(zāi)害鏈推演涉及復(fù)雜的事件傳遞關(guān)系，知識(shí)圖譜是一種反應(yīng)實(shí)體關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)，因此，可通過知識(shí)圖譜以多個(gè)三元組的形式來描述災(zāi)害鏈各事件的屬性關(guān)系^［21］，直觀展示災(zāi)害鏈中各環(huán)節(jié)的致災(zāi)方式，推演鏈?zhǔn)絺鬟f過程。

本文首先梳理典型城市洪澇鏈生災(zāi)害事件，分析城市洪澇災(zāi)害鏈傳遞規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，基于知識(shí)圖譜分析鄭州“7·20”特大暴雨洪澇災(zāi)害中地鐵5號(hào)線被淹和京廣快速路隧道被淹2個(gè)主要事件的因果關(guān)系以及時(shí)空特性，剖析災(zāi)害鏈阻斷措施面臨的主要瓶頸，提出災(zāi)害鏈斷鏈總體思路，為提高城市洪澇預(yù)警及時(shí)性和響應(yīng)有效性提供基礎(chǔ)支撐。

1 典型城市洪澇事件災(zāi)害鏈特性分析

災(zāi)害鏈由致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體等構(gòu)成^［22］。其中，承災(zāi)體的災(zāi)害損失具有多種表現(xiàn)形式，包括可預(yù)見、不可預(yù)見、有形、無形、經(jīng)濟(jì)損失、非經(jīng)濟(jì)損失等^［23-24］。分別從公眾生命安全和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)安全2個(gè)角度來分析國內(nèi)外典型洪澇事件的災(zāi)害鏈特性，如表1所示。

災(zāi)害鏈特性主要表現(xiàn)為交通環(huán)境脆弱性、居住環(huán)境易澇性以及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)受阻等方面，在城市區(qū)域主要的損失類型包括經(jīng)濟(jì)損失和人員損失。經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)安全方面，極端降雨導(dǎo)致交通設(shè)施破壞、交通中斷、生命線設(shè)施中斷等，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)損失，而交通的中斷不可避免地會(huì)影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)活動(dòng)，產(chǎn)生間接經(jīng)濟(jì)損失^［25］。交通環(huán)境、居住環(huán)境、公共場所環(huán)境等都構(gòu)成經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)安全的孕災(zāi)環(huán)境。人員損失方面，交通系統(tǒng)中的道路、橋涵、隧道以及生命線設(shè)施被淹可能威脅公眾生命安全，例如，鄭州“7·20”期間京廣快速路隧道受淹曾導(dǎo)致6人溺亡的不幸事件;生命線設(shè)施方面的供水、供電中斷等也會(huì)對(duì)居民的生命健康造成影響。此外，房屋坍塌/被淹、地下室/地鐵等易澇設(shè)施被淹，也是造成人員損失的重要原因^［26-27］?；谝陨戏治觯鞘泻闈惩{公眾生命安全的主要孕災(zāi)環(huán)境是交通環(huán)境和居住環(huán)境。在交通系統(tǒng)中，人群作為承災(zāi)體通過地鐵、駕車等方式出行，與致災(zāi)因子相遇引發(fā)洪澇災(zāi)害損失;在居住場所中，致災(zāi)因子將受災(zāi)人群居住的各種場所轉(zhuǎn)變?yōu)樵袨?zāi)環(huán)境，威脅公眾生命安全。

2 城市洪澇災(zāi)害鏈知識(shí)圖譜構(gòu)建

Neo4j作為一種知識(shí)圖譜的圖數(shù)據(jù)庫，提供優(yōu)化的關(guān)系遍歷執(zhí)行算法，具有多種驅(qū)動(dòng)語言支持，并且用戶界面友好、數(shù)據(jù)語義描述豐富，已被使用在構(gòu)建災(zāi)害鏈網(wǎng)絡(luò)、分析致災(zāi)機(jī)理等相關(guān)研究中^［28-30］。通過Neo4j的Match語句可實(shí)現(xiàn)災(zāi)害鏈知識(shí)圖譜的繪制。知識(shí)圖譜所需數(shù)據(jù)來自國務(wù)院災(zāi)害調(diào)查組的《河南鄭州“7·20”特大暴雨災(zāi)害調(diào)查報(bào)告》^［12］。

2.1 鄭州地鐵5號(hào)線被淹災(zāi)害鏈

將災(zāi)害鏈中模式層構(gòu)建分為災(zāi)害屬性、災(zāi)害鏈中事件、災(zāi)害鏈外事件、斷鏈措施以及事件屬性5類，構(gòu)建了災(zāi)害鏈知識(shí)圖譜。災(zāi)害的屬性主要考慮災(zāi)害構(gòu)成屬性，即致災(zāi)因子、承災(zāi)體、孕災(zāi)環(huán)境等;災(zāi)害鏈中事件是災(zāi)害鏈的傳播節(jié)點(diǎn)，比如配電設(shè)施被淹、列車迫停等經(jīng)濟(jì)損失以及由此鏈?zhǔn)揭l(fā)的人員傷亡;災(zāi)害鏈外事件是加劇災(zāi)害損失的關(guān)鍵因素，例如違規(guī)設(shè)計(jì)或停運(yùn)指令延遲發(fā)布，這些鏈外事件影響著災(zāi)害鏈能否傳遞以及災(zāi)害損失的大小;斷鏈措施是阻斷災(zāi)害鏈傳播的方式，例如采取應(yīng)急方案、及時(shí)救援;事件屬性描述事件的屬性值，主要涉及災(zāi)害鏈中事件、災(zāi)害鏈外事件以及斷鏈措施的發(fā)生時(shí)間。其中災(zāi)害鏈外事件與斷鏈措施都可分為災(zāi)前、災(zāi)中兩部分分析。由圖1可知，洪災(zāi)發(fā)生后，災(zāi)前因素會(huì)影響災(zāi)前、災(zāi)中斷鏈措施的有效性，導(dǎo)致應(yīng)急響應(yīng)遲緩，難以發(fā)揮原有的減災(zāi)效果；而災(zāi)中因素會(huì)降低防汛部門救援效率而加劇災(zāi)情。此事件災(zāi)害鏈鏈?zhǔn)接绊憦?fù)雜，涉及因素多，斷鏈難度大，而災(zāi)前的預(yù)防措施覆蓋面廣，能夠有效降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，是限制災(zāi)損的有效防汛方式。

2.2 京廣快速路隧道被淹災(zāi)害鏈

由圖2可知，鄭州京廣快速路隧道淹沒事件中，極端降雨作為致災(zāi)因子使隧道淹沒而產(chǎn)生孕災(zāi)環(huán)境，人和車輛作為主要承災(zāi)體由于車輛擁堵難以轉(zhuǎn)移，最終產(chǎn)生災(zāi)害損失。因此，災(zāi)害損失加劇的原因是災(zāi)中斷鏈措施未采取或采取不及時(shí)，具體表現(xiàn)為車輛擁堵在隧道中難以疏導(dǎo)。京廣快速路隧道區(qū)域附近被淹車輛共247輛，其中隧道周邊道路142輛，這表明隧道內(nèi)外都存在擁堵情況且擁堵時(shí)間長，在災(zāi)害鏈傳播過程中交通疏導(dǎo)難度愈發(fā)增加。

3 城市洪澇災(zāi)害鏈推演及時(shí)空特性解析

時(shí)空特性分析能夠還原災(zāi)害鏈中各事件的“時(shí)間先后順序”和“相對(duì)位置關(guān)系”，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害演變過程復(fù)盤，從而提供采取有效斷鏈措施的時(shí)間區(qū)間和空間位置，指導(dǎo)應(yīng)急響應(yīng)措施。

3.1 城市洪澇災(zāi)害鏈推演

從知識(shí)圖譜中抽離出與災(zāi)害鏈鏈?zhǔn)絺鬟f相關(guān)的核心節(jié)點(diǎn)開展災(zāi)害鏈推演。根據(jù)各事件對(duì)后續(xù)的具體影響，可分為誘發(fā)點(diǎn)、引爆點(diǎn)、擴(kuò)散點(diǎn)以及放大點(diǎn)。誘發(fā)點(diǎn)為誘發(fā)一系列洪澇災(zāi)害的根本原因，多為城市洪澇原生災(zāi)害的起始端;引爆點(diǎn)為引發(fā)城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)并極大增加災(zāi)害損失的單元，即將原本有風(fēng)險(xiǎn)但無災(zāi)損的承災(zāi)體轉(zhuǎn)化為有災(zāi)損的承災(zāi)體，引爆潛在風(fēng)險(xiǎn)的單元;擴(kuò)散點(diǎn)為引發(fā)已形成洪澇災(zāi)害一系列次生災(zāi)害的單元;放大點(diǎn)為擴(kuò)大城市洪澇災(zāi)害鏈已有損失的單元。

鄭州地鐵5號(hào)線被淹事件災(zāi)害鏈推演如圖3所示。暴雨產(chǎn)生的洪水是災(zāi)害鏈的誘發(fā)點(diǎn)。隨著誘發(fā)點(diǎn)產(chǎn)生的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的不斷提高，鄭州市氣象局截至16：01已發(fā)布了5次預(yù)警信息，此時(shí)若能采取相應(yīng)措施，可避免引爆點(diǎn)的產(chǎn)生，但因未按照預(yù)案及時(shí)響應(yīng)錯(cuò)過了預(yù)警時(shí)效性最有效的階段。災(zāi)害鏈被引爆后，產(chǎn)生“多米諾效應(yīng)”，災(zāi)害損失爆發(fā)式增長，出現(xiàn)擴(kuò)散點(diǎn)和放大點(diǎn)，在事件中表現(xiàn)為“應(yīng)急方案未啟動(dòng)”以及“停運(yùn)指令發(fā)布不及時(shí)”導(dǎo)致地鐵放行，從而加劇災(zāi)害損失。在災(zāi)害演變的13個(gè)事件節(jié)點(diǎn)中，災(zāi)害鏈中擴(kuò)散點(diǎn)和放大點(diǎn)數(shù)量都為6個(gè)，占比最高。其中，擴(kuò)散點(diǎn)多向傳播，引發(fā)次生災(zāi)害，增加承災(zāi)體種類與數(shù)量;而放大點(diǎn)進(jìn)一步加劇災(zāi)害損失。并且擴(kuò)散點(diǎn)和放大點(diǎn)表現(xiàn)出“疊加”的特性。比如道路被淹、地鐵被淹事件，既是擴(kuò)散點(diǎn)，又是放大點(diǎn)，既增加災(zāi)害鏈的復(fù)雜性，又加劇災(zāi)害損失程度。

鄭州京廣快速路隧道被淹事件災(zāi)害鏈推演如圖4所示。暴雨產(chǎn)生的洪水是災(zāi)害鏈的誘發(fā)點(diǎn)，隨著致災(zāi)因子強(qiáng)度提高，道路與隧道形成積水，車輛難以通行。因此，疏導(dǎo)交通不及時(shí)是此次事件的引爆點(diǎn)。車輛擁堵無法快速緩解，隧道內(nèi)車輛無法駛出，隧道被淹時(shí)受災(zāi)車輛難以及時(shí)駛離?！败囕v擁堵、交警無法到達(dá)、交通疏導(dǎo)不及時(shí)”3部分之間存在“循環(huán)放大效應(yīng)”，在采取措施阻斷災(zāi)害鏈前，隨著隧道內(nèi)淹沒水深的不斷上升，交通疏導(dǎo)的有效性愈發(fā)降低，車輛擁堵情況將更加嚴(yán)重，交警也更難以到達(dá)現(xiàn)場疏導(dǎo)交通。在“循環(huán)放大效應(yīng)”中放大點(diǎn)不斷加劇引爆點(diǎn)嚴(yán)重程度，使得救災(zāi)工作難以開展，救災(zāi)難度顯著提高。

綜合分析，兩事件誘發(fā)點(diǎn)都是暴雨引發(fā)的洪水，導(dǎo)致道路和隧道積水、交通受阻，成為潛在的災(zāi)害源，并且未及時(shí)采取相應(yīng)的措施成為引爆點(diǎn)。兩事件的擴(kuò)散點(diǎn)和放大點(diǎn)存在表現(xiàn)差異：地鐵事件中，承災(zāi)體種類更多，災(zāi)害鏈主要通過傳播擴(kuò)散增加災(zāi)害損失；而在隧道被淹事件中，車輛擁堵、交警無法到達(dá)、交通疏導(dǎo)不及時(shí)形成“循環(huán)放大效應(yīng)”，災(zāi)害鏈主要通過放大災(zāi)害鏈某一節(jié)點(diǎn)增加損失。

3.2 災(zāi)害鏈時(shí)空特性解析

圖5展示了鄭州地鐵5號(hào)線事件災(zāi)害鏈的時(shí)空特性。從時(shí)間特性分析，15：09五龍口停車場大門擋水板被沖毀，雨洪水灌入停車場;16：00—17：00鄭州市中心城區(qū)1 h降水量達(dá)到201.9 mm^［31］，雨洪水沖毀停車場圍墻，灌入地鐵隧道，使得17：47地鐵失電停運(yùn)、列車被淹且位置難以救援;18：04地鐵公司發(fā)布停運(yùn)指令，避免災(zāi)害損失加劇;18：40乘客打開車門自發(fā)逃離，因水流太大太急一度退回車內(nèi)。當(dāng)?shù)叵啦块T和醫(yī)務(wù)人員在接到救援消息后，立即展開救援行動(dòng)。直至21：00左右，成功救出500多人，盡管救援及時(shí)，但仍有14人死亡，5人受傷^［32］。從空間特性分析，中心城區(qū)洪澇災(zāi)害易損性較強(qiáng)^［33］，洪水灌入地鐵隧道后，沙口站和海灘寺之間開始積水;當(dāng)列車離開站臺(tái)，進(jìn)入兩站臺(tái)間積水地段后，退行約30 m時(shí)列車失電迫停，但位置標(biāo)高相較于原位置卻低了75 cm，進(jìn)一步提高災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合2個(gè)特性分析，17：00前地鐵事件存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，17：00后的極端降雨作為致災(zāi)因子極大提高了災(zāi)害擴(kuò)大化的概率。地鐵被淹后，人作為主要承災(zāi)體，被迫置于難以救援的孕災(zāi)環(huán)境，使得潛在風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化為實(shí)際損失。斷鏈措施最有效的切入點(diǎn)位于15：09停車場大門擋水板被沖毀前后。停車場擋水板沖毀前，可根據(jù)預(yù)警信息實(shí)施預(yù)案，開展檢查巡視;停車場擋水板沖毀后，立刻開展有效的應(yīng)急處置，包括排查風(fēng)險(xiǎn)、列車停運(yùn)、乘客疏散等措施。

圖6展示了鄭州京廣快速路隧道事件災(zāi)害鏈的時(shí)空特性。從時(shí)間特性分析，3條隧道進(jìn)水時(shí)間并不集中，北隧道15：14首先進(jìn)水，16：00左右中隧道、南隧道進(jìn)水;16：20中隧道匝道大面積進(jìn)水，并向南北兩側(cè)漫延;這導(dǎo)致3條隧道被淹的時(shí)間點(diǎn)集中在17：30左右;而車輛擁堵于15：38左右開始，此時(shí)車輛已經(jīng)受到隧道內(nèi)積水影響，到中隧道匝道大面積進(jìn)水期間42 min，理論上存在阻斷災(zāi)害鏈的可能性。但此次洪災(zāi)涉及區(qū)域廣，多個(gè)區(qū)域均需要交警疏導(dǎo)受淹路段交通，防汛部門或交通部門難以及時(shí)響應(yīng)。從空間特性分析，整個(gè)隧道北低南高，積水首先在北隧道開始，且北隧道的淹沒水深大于其他2條隧道;此后的大面積進(jìn)水發(fā)生在中隧道北部，進(jìn)一步提高了北隧道的風(fēng)險(xiǎn)。因此，盡管3條隧道最終都被洪水淹沒，但只有北隧道發(fā)生了亡人事件。結(jié)合2個(gè)特性分析，地勢低的北隧道首先進(jìn)水被淹，隨后在北隧道發(fā)生車輛擁堵，且未能及時(shí)疏散人群^［34］，導(dǎo)致人與車輛等承災(zāi)體停留時(shí)間過長，16：20大量洪水從中隧道進(jìn)入北隧道，并且降雨強(qiáng)度大，此時(shí)人和車輛的總體風(fēng)險(xiǎn)程度急劇上升，產(chǎn)生一系列災(zāi)害損失^［35］。斷鏈措施執(zhí)行最有效的切入點(diǎn)位于15：38車輛擁堵發(fā)生后，應(yīng)盡快于北隧道疏導(dǎo)交通，及時(shí)關(guān)閉隧道，必要時(shí)積極引導(dǎo)人群舍棄車輛等財(cái)產(chǎn)，向高地勢的安全地區(qū)撤離。

綜合分析，兩事件共性在于時(shí)間特性上都存在一定的預(yù)警響應(yīng)時(shí)機(jī)，但未能及時(shí)響應(yīng)預(yù)警導(dǎo)致引爆點(diǎn)產(chǎn)生而擴(kuò)大災(zāi)害損失；不同在于，地鐵5號(hào)線事件的救災(zāi)強(qiáng)調(diào)災(zāi)前采取預(yù)案和應(yīng)急處置的時(shí)機(jī)，京廣快速路隧道事件則強(qiáng)調(diào)災(zāi)中車輛擁堵發(fā)生后的疏導(dǎo)交通、關(guān)閉隧道、盡快引導(dǎo)人群撤離等措施。

4 城市洪澇災(zāi)害鏈斷鏈總體思路

基于上述斷鏈切入點(diǎn)位置和災(zāi)害鏈推演結(jié)果，開展多情景災(zāi)害鏈推演假設(shè)，分析救災(zāi)措施執(zhí)行時(shí)間對(duì)災(zāi)害鏈損失的影響，以災(zāi)害鏈鏈?zhǔn)絺鞑ラL、承災(zāi)體種類復(fù)雜的地鐵5號(hào)線被淹事件為例，如圖7所示。

圖7中，包含4種情景下的災(zāi)害鏈傳播，其中災(zāi)害鏈C是鄭州地鐵5號(hào)線淹沒事件實(shí)際發(fā)生的災(zāi)害鏈，災(zāi)害鏈A、B、D為模擬推演假設(shè)。按照巡視預(yù)案響應(yīng)、按照應(yīng)急方案響應(yīng)、及時(shí)救援是區(qū)分4條災(zāi)害鏈的3個(gè)關(guān)鍵事件，分別涉及引爆點(diǎn)、擴(kuò)散點(diǎn)、放大點(diǎn)。當(dāng)斷鏈措施未采取或采取不及時(shí)，不能有效切斷災(zāi)害鏈時(shí)，災(zāi)害鏈將持續(xù)鏈?zhǔn)絺鞑ブ翞?zāi)害結(jié)束，此時(shí)洪澇災(zāi)害損失將向最大化方向發(fā)展。而應(yīng)急響應(yīng)措施及時(shí)阻斷災(zāi)害鏈，則能有效控制災(zāi)害損失擴(kuò)大。災(zāi)害損失能夠直觀反映不同災(zāi)害鏈的損失程度，從而更好地評(píng)估災(zāi)害的影響，具體可參考S型曲線^［36］，多情景災(zāi)害鏈模擬綜合損失曲線如圖8所示。

圖8中，當(dāng)控制引爆點(diǎn)后，根據(jù)《國家城市軌道交通運(yùn)營突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》，將采取現(xiàn)場疏散、乘客轉(zhuǎn)運(yùn)等多種應(yīng)急響應(yīng)措施，之后擴(kuò)散點(diǎn)和放大點(diǎn)無法損害已經(jīng)脫離孕災(zāi)環(huán)境的承災(zāi)體，可有效控制災(zāi)害損失發(fā)展。隨著斷鏈措施不斷滯后，洪澇災(zāi)害在鏈?zhǔn)絺鞑ブ胁粩喁B加放大，擴(kuò)散點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生新的擴(kuò)散點(diǎn)或放大點(diǎn)，災(zāi)害損失持續(xù)加劇。

在災(zāi)害鏈演變過程中，要發(fā)揮應(yīng)急管理制度在洪澇災(zāi)害中的指導(dǎo)作用，在有效的預(yù)警和響應(yīng)范圍內(nèi)采取斷鏈措施，優(yōu)先按照預(yù)案響應(yīng)等措施避免災(zāi)害鏈引爆點(diǎn)的產(chǎn)生。隨著采取斷鏈措施時(shí)間的滯后，擴(kuò)散點(diǎn)和放大點(diǎn)涉及的承災(zāi)體數(shù)量和種類增多，開展全面救災(zāi)工作的難度愈發(fā)增加，此時(shí)應(yīng)以生命安全為優(yōu)先項(xiàng)，阻斷相關(guān)的擴(kuò)散點(diǎn)，采取應(yīng)急措施避免人員傷亡。

5 結(jié)語

本文首先通過梳理典型城市洪澇災(zāi)害鏈?zhǔn)录?，識(shí)別了交通道路、交通系統(tǒng)、生命線設(shè)施等主要承災(zāi)體及其災(zāi)害鏈傳遞和損失特性。其次，以鄭州“7·20”特大暴雨洪澇災(zāi)害中地鐵5號(hào)線被淹事件、京廣快速路隧道被淹事件為案例，提出了誘發(fā)點(diǎn)、引爆點(diǎn)、擴(kuò)散點(diǎn)以及放大點(diǎn)等災(zāi)害鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，基于知識(shí)圖譜分析了災(zāi)害鏈的因果關(guān)系和邏輯結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明在救災(zāi)過程中應(yīng)綜合考慮災(zāi)前、災(zāi)中因素的影響，避免應(yīng)急響應(yīng)措施遲緩，防控引爆點(diǎn)和擴(kuò)散點(diǎn)，從而降低洪澇災(zāi)害損失;在此基礎(chǔ)上，解析了2個(gè)案例的災(zāi)害鏈時(shí)空演變特性，識(shí)別了阻斷災(zāi)害鏈的有效切入點(diǎn)。最后，以鄭州地鐵5號(hào)線被淹事件為例，推演了4種可能的災(zāi)害鏈發(fā)展場景，提出了不同應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間和災(zāi)害鏈阻斷措施影響下的綜合損失參考曲線，為城市洪澇災(zāi)害鏈阻斷提供科技支撐。下一步，在本研究基礎(chǔ)上加強(qiáng)災(zāi)害鏈損失的量化分析，為城市洪澇災(zāi)害鏈的動(dòng)態(tài)評(píng)估和阻斷提供更多的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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Derivation and transmission analysis of urban flood disaster chain

based on knowledge graph

The study is financially supported by the National Key R&D Program of China （No.2022YFC3090600） and the National Natural Science Foundation of China （No.52192671）.

WANG Hao^1，2，DU Wei³，LIU Jiahong^1，2，WANG Jia^1，2，MEI Chao^1，2

（1. State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin，China Institute of Water Resources and

Hydropower Research，Beijing 100038，China;

2. Key Laboratory of River Basin Digital Twinning of Ministry of Water

Resources（Preparation），Beijing 100038，China;

3. Faculty of Architecture，Civil and Transportation Engineering，

Beijing University of Technology，Beijing 100124，China）

Abstract：Urban flood disasters exhibit chain-like propagation characteristics，and analyzing the transmission laws and spatiotemporal evolution features of urban flood disaster chains is of significant importance for disrupting the disaster chain.This study aims to use two events from the “7·20” unprecedented heavy rain and flood disaster in Zhengzhou—the flooding of metro line 5 and the flooding of the Beijing-Guangzhou expressway tunnel—as case studies.A knowledge graph was constructed to reveal the transmission laws of the disaster chain.By reviewing the evolution process of the disaster chain，triggering points，detonation points，diffusion points，and amplification points within the disaster chain were identified.The study focused on analyzing the disaster-causing mechanisms and spatiotemporal characteristics of the disaster chain，presenting the impact levels of different disaster chains in the form of disaster curves.Analysis of typical cases of the “7·20” flood disaster in Zhengzhou indicates that there were several chances to break the disaster chains in both events.In the disaster relief process，the influence of pre-disaster and in-disaster factors should be comprehensively considered，and decisive measures should be taken to break the chain.It is crucial to fully leverage the timeliness of emergency measures，promptly block detonation and diffusion points，and reduce losses from flood disasters.This method can be applied to the retrospective analysis of chain-like disasters，guiding the analysis of the disaster-causing mechanisms and entry points for disaster relief in specific events.

Key words：urban flooding;disaster chain;knowledge graph;disaster chain propagation;disaster chain deduction;spatiotemporal characteristics