天天看點

特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究丨中國工程科學

作者:中國工程科學

本文選自中國工程院院刊《中國工程科學》2023年第1期

作者:靳文波,楊繼星,劉韶菲,張雲雷,肖甜甜

來源:特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究[J].中國工程科學,2023,25(1):20-29.

編者按

特大城市一般具有人口密度大、經濟發達、城市功能複雜等特征。由于人口、資源、環境、設施等要素高度聚集,特大城市的一種災害事故往往導緻其他災害事故發生,産生放大效應,進而帶來極為惡劣的負面影響。近年來,大陸特大城市暴雨鍊生災害頻發,嚴重威脅人民的生命财産安全和社會穩定,采取有效應對措施及時進行斷鍊減災至關重要。

中國工程院院刊《中國工程科學》2023年第1期刊發應急管理部大資料中心楊繼星進階工程師研究團隊的《特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究》一文。文章深入梳理暴雨鍊生災害體系,研究目前内澇災害趨勢推演模型以及各類推演模拟成果在災害鍊阻斷過程中的重要作用,提出模拟推演與綜合響應相結合的斷鍊思路,明确各類應急主體在特大城市巨災應對過程中的響應政策。同時,提出以“預案”“監測”“推演”“協同”“救援”為基礎的特大城市暴雨鍊生災害總體應對思路,針對突發災害場景下的多部門預案協同、多元度資訊彙聚、多層級精準預警、多隊伍關聯排程等關鍵問題提出了完備綜合預案體系、建構監測預警網絡、提升模拟推演應用、強化聯合響應能力、夯實精準救援能力五方面應對方法。并在政策法規制定、标準編制、智慧化技術應用、智能預警與定向釋出技術的推廣、“全民應急”新格局的形成方面提出了發展建議。

特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究丨中國工程科學

一、前言

特大城市一般具有人口密度大、經濟發達、城市功能複雜等特征。由于人口、資源、環境、設施等要素高度聚集,一種災害事故往往導緻其他災害事故發生,産生放大效應,進而帶來極為惡劣的負面影響。近年來,武漢、廣州、北京、深圳、鄭州等城市頻繁遭遇強降雨襲擊,引發了嚴重的暴雨鍊生災害,可謂“逢雨必澇,遇澇則癱”,暴露出大陸特大城市存在極端暴雨天氣的應急響應及處置能力不足等問題,各級政府部門也開始高度關注并着手制定和采取措施來解決問題。是以,以災害鍊理論研究為基礎,加強對有關自然災害尤其是針對城市暴雨鍊生災害的應急管理研究,已成為目前一項迫在眉睫的任務。

黨的十八大以來,黨中央高度重視防災減災工作,提出一系列明确要求,作出一系列重大部署,推出一系列重大舉措。強調要牢固樹立災害風險管理和綜合減災理念,堅持以防為主、防抗救相結合,堅持常态減災和非常态救災相統一,努力實作從注重災後救助向注重災前預防轉變,從應對單一災種向綜合減災轉變,從減少災害損失向減輕災害風險轉變。可見多災種、災害鍊場景下的綜合監測預警研究勢在必行,應急管理部、住房和城鄉建設部、水利部等部門也針對城市内澇災害防治釋出了一系列建設導向與治理标準,為各級城市針對暴雨鍊生災害開展防災減災工作提供了大量指導意見。但特大城市暴雨鍊生災害的監測與應對是一項極為複雜的系統工程,涉及城市工業危險源、公共場所、基礎設施、自然災害、公共交通、突發公共衛生事件等諸多因素與衆多行業部門,這給災害發生前市級行政機關的綜合應對與災害蔓延過程中各專職行政部門的應急處置帶來極大挑戰。雖然近年來大陸綜合自然災害監測預警能力不斷提升,但在特大城市内依然存在綜合監測預警體系不健全、聯合管理協調機制不完善、跨域關聯響應能力不足等問題。

為研究暴雨鍊生災害對特大城市造成的綜合影響,我們針對災害鍊進行了深入細緻的綜合研究與分析,自災害科學體系提出災害鍊這一概念以來,城市鍊生災害便引起廣泛的學術關注。災害鍊這一複雜系統可分為孕災環境系統、緻災因子系統和承災體系統,三個系統之間互相作用互相耦合,誘發一系列的災害事件,進而形成災害鍊,并可将災害鍊分為串發性災害鍊和并發性災害鍊兩種。從災害的發生過程角度,對災害鍊的演化過程進行劃分,可劃分為災害演化早期、災害演化中期以及災害演化晚期,并針對災害演化不同階段的特性進行描述和研究,把災害鍊劃分為崩裂滑移鍊、周期循環鍊、支幹流鍊、樹枝葉脈鍊等類型;災害鍊傳遞強調了災害傳遞過程中的因果關系,災害傳遞過程可劃分為緻災環、激發環、破壞環、斷鍊環等災害傳遞環節,豐富和補充了災害鍊的研究。

本文拟通過深入挖掘特大城市暴雨鍊生災害體系,結合專題模拟推演能力以及成果實戰應用場景,綜合分析推演成果在災害鍊阻斷過程中的支撐作用。提出以模拟推演為基礎,多部門協同關聯與綜合響應相結合的斷鍊思路,細化明确各類應急主體在特大城市巨災綜合應對過程中的響應政策與聯合響應能力,為特大城市各部門在暴雨鍊生災害監測預警及綜合處置過程中的各項工作提出應對建議,兼具學術探索與實踐應用價值。

二、特大城市應對暴雨災害存在的問題

2014年11月,國務院釋出《關于調整城市規模劃分标準的通知》,其中規定:城區常住人口500萬以上1000萬以下的城市為特大城市;城區常住人口1000萬以上的城市為超大城市。根據國家統計局釋出的《經濟社會發展統計圖表:第七次全國人口普查超大、特大城市人口基本情況》,全國有超大城市7個,分别是上海、北京、深圳、重慶、廣州、成都、天津;有特大城市14個,分别是武漢、東莞、西安、杭州、佛山、南京、沈陽、青島、濟南、長沙、哈爾濱、鄭州、昆明、大連。為便于表述,在本文中将這21個城市統稱為特大城市。

為了深入研究特大城市在面對特大暴雨及其鍊生災害過程中受到的各類影響,理清造成相關影響的深層次原因,以北京、深圳、鄭州、杭州、武漢等多個城市發生的暴雨内澇災害為例,對城市内各級行政部門以及企事業機關災害應對過程中湧現出的各類問題進行逐一分析,總結特大城市在面對暴雨災害時的影響特性,以便提出應對措施。

根據對多例災害複盤資料的綜合分析,在内澇災害發展期間,市内各級部門既有前期重視程度不夠造成的防範部署不到位,也有應急預案未協同造成的響應遲滞;有應對政策不精準造成的措施空泛,也有組織機構混亂造成的統一指揮缺失;有預警釋出未銜接造成的動員不力、還有防範意識不牢固造成的傷亡事件。針對災害過程中湧現出的各類事件,從減災應對角度逐一分析其深層次原因,可得出如下災害特性。

(一)災害影響“螺旋上升”

在災害發展蔓延過程中,地面積水、地下空間進水、山洪、泥石流等鍊生災害多發,大量地下配電室進水又進一步造成了城市内的電力、通信中斷,不僅影響到群眾的自發避災救災,也對城市行政部門指揮排程造成了阻礙,這類阻礙反過來又導緻災害影響進一步擴大,形成了災害影響程度的“螺旋上升”。

(二)群眾避災“缺乏指引”

在災害蔓延發展過程中并未有對應政府部門針對群眾發出具體的避災指令或減災指引,城區群眾照常外出通勤,山區居民未提前進行避災,部分公共設施未及時停運,一些易積澇區域也未禁止人員進入。大量群眾缺乏應對複雜多變災害的專業避災知識,造成了多起傷亡事件的出現。

(三)災害分析“全憑人力”

在長災害發展過程中,特大城市會同時面臨水庫決堤漫壩、城市嚴重内澇、山區洪水泥石流、城區内大面積停電和通信中斷等多種災害類型交疊呈現的複雜形勢,極易同時在多個區域發生人員傷亡情況。然而指揮排程機構由于缺乏快速精準的分析能力,隻能機械化地按照單一災害應對預案進行分項處置,導緻次生災害與各類突發情況未得到及時響應與排程,造成了嚴重後果。

(四)部門協同“各自為政”

災害分析能力不足,災害精準預警資訊未釋出、災害響應遲緩等情況的主要原因之一,就是地方各行政部門在響應預案、監測資料、協同配合方面存在業務壁壘。與災害應對相關的多個不同部門分别形成了較為封閉的監測 ‒ 分析 ‒ 響應體系。無論是資料采集應用、發展趨勢分析又或是救援實戰等工作,都受到部門壁壘的制約,導緻在面臨突發巨災時各個部門“各自為政”。

(五)指揮機構“群龍無首”

部門壁壘森嚴的後果便是在應對巨災時統一指揮排程機構的缺失,多個指揮體系的重複排程部署,無論是對人力資源、物資資源、監測成果還是時間資源都造成了極大的浪費。同時,多個指揮機構之間的資訊不互通,又使得每個獨立體系都在“盲人摸象”,缺乏統一指揮機構進行全面排程,未能在災害應對過程中形成合力。

綜上所述,在特大城市暴雨災害應對過程中,多部門協同能力缺失,監測網絡未貫通、預警資訊未下達以及指揮排程體系混亂等情況極大地制約了地方行政部門與普通群眾的災害應對能力,亟需針對相關特點提出有針對性的應對建議,以全面提升特大城市在面臨暴雨及其鍊生災害時的抗毀韌性。

三、鍊生災害推演與斷鍊應用

(一)模拟推演技術研究與災害鍊分析

從傳統理論角度出發,城市内澇研究方法主要分為3種:水文學方法、水力學方法、水文 ‒ 水動力耦合方法。水文學模型多為過程模型,以暴雨洪水管理模型(SWMM)和英孚沃克(InfoWorks)模型最為典型,而水力學方法也在一些國内外複雜河網水流傳播過程中得到了應用,水文 ‒ 水動力耦合模型在國内也得到了諸多應用,在大陸珠三角地區、長三角地區、長江中下遊沿岸城市以及四川盆地均形成了服務于實戰的模型以及系統。

同時,國内研究團隊運用大資料手段搭建起覆寫多個城市的内澇風險分析評估模型,并基于内澇綜合風險評估結果,結合城市内救援物資、救援隊伍資訊預先對災害應對過程中的救援資源進行配置設定,救援路徑規劃進行綜合分析與展現。目前相關模型及系統已在應急管理部汛期日常風險監測與地方災害綜合應對過程中發揮重要作用。

通過模拟推演,可針對城市内澇災害過程中的降雨曆程、積澇曆程以及各類風險點進行推演分析,輔助提升城市内部各部門各級機關在應對暴雨鍊生災害工作中的預見性、準确性與科學性,為阻斷暴雨災害鍊提供有效支撐。

同時,結合前文中提及的災害鍊理論,對特大城市暴雨災害鍊予以梳理,并将對城市影響最為巨大的内澇、山洪兩種災害鍊體系予以剖析,對特大城市暴雨災害鍊進行梳理可得出圖1。

特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究丨中國工程科學

圖1 城市内澇綜合風險評估及輔助支撐系統

(二)暴雨-内澇二級災害鍊分析

根據暴雨 ‒ 内澇災害鍊主要邏輯關系分析,暴雨 ‒ 内澇引發的二級災害鍊主要包括地面道路積水、地下空間受淹、供電中斷、通信網絡中斷、公共交通中斷、生産企業進水以及水利設施受損七個類别。根據總結凝練,基于模拟推演成果展現出的斷鍊支撐能力主要展現在以下幾個方面。

1. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 地面積水

地面積水是内澇災害的主要表現形式,易引發多類事故災害隐患,同時也會帶動部分覆寫物影響城市排洪防澇設施的正常運作,對城市功能正常運轉以及人民群衆生命财産安全造成影響。

通過推演模拟模型分析,可對城市地面積水範圍、積水深度以及積水蔓延過程進行分析展現。進而預先對城市内部易積水點、易受災地區進行标繪。

地方政府則可以利用标繪成果,由水利、住建、城管、應急、園林等多個部門配合,在海綿城市規劃、城市排水分區規劃、城區排澇裝置設施建設、城市排水系統建設、城市内澇災害防救能力建設、城市土壤植被蓄水規劃等多個方面通力合作,全面提升城市的儲水蓄水能力,降低城區地面積水深度。

同時,城市宣傳、交通、文旅部門需基于模拟推演成果開展有針對性的分級預警與定向釋出處置工作,消防救援隊伍、排水集團需結合模拟推演預先分析城市内各類災害隐患點,多部門綜合協作,結合群眾實作全民綜合應急響應,以達到斷鍊減災的目的。

2. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 地下空間受淹

地下空間受淹是内澇災害的主要緻災形式,容易對空間内的人員、設施以及裝置造成極大損害,進而引發供電、交通以及大量其他城市基礎設施的失能。在北京“7·21”暴雨以及鄭州“7·20”特大暴雨事件中,大量人員傷亡主要原因就是地下空間受淹。

結合地面積水模型推演成果,可形成對城市内部地下空間淹沒時長、受淹趨勢與嚴重程度的預測分析,并基于相關分析結果,預先向住建、交通、地鐵營運等部門分區精準釋出地下空間受淹警示。

進而由住建、地鐵營運部門在主要地下通道、隧道以及地鐵口設立防護沙袋、禁行提示牌;同時,由各地下空間(停車場、地下室、地下配電站)的管轄機關通過布設阻水帶,放置阻攔警示牌等方式,全面降低地下空間受淹風險,達到斷鍊目的。

3. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 供電中斷

供電中斷會引發城市水利設施、通信網絡、交通以及大量城市基礎設施停擺等後果,一方面會進一步擴大内澇災害影響,另一方面會嚴重阻礙人員疏散,隊伍救援以及資訊互動等工作的順利進行,對救援工作造成影響。

供電中斷是預警與救援工作的最大阻礙之一,結合地下空間進水推演模拟成果,綜合分析供電裝置以及地下發電場所分布,預測供電中斷區域,并基于相關預測成果,預先向電力相關企業發出預警。

可基于模拟推演成果,通過能源管理部門以及發展和改革委員會等部門建議國家電網等企業在進行整體規劃時做好線路及裝置的避水設計,同時結合預警在關鍵位置附近常備應急發電車,以確定指揮中心、醫院等關鍵地點不受斷電故障影響。通過備援設計與避險設計,達到斷鍊的目的。

4. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 通信網絡中斷

通信網絡中斷會将城市整體切分為“孤島”,對指揮排程指令的下達以及群眾求助資訊的上報均造成極大影響。也使得指揮決策人員無法快速明确了解到災害事件全貌,對事件整體研判失準。

可基于模拟推演成果,以地下空間進水、電力中斷為評估标準,疊加通信基站、鐵塔裝置點位,綜合分析預測通信網絡中斷區域變化情況,并向通信管理部門發出預警。

結合供電與網絡中斷綜合分析成果,可由信通管理部門牽頭建設災害狀态下的應急通信恢複機制、由通信網絡營運商牽頭建立危機狀态下的應急通信保障隊伍,由應急管理部門牽頭建構災時狀況下的應急保底通信手段,以達到斷鍊阻災的目的。

5. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 公共交通中斷

公共交通中斷一方面影響了人民群衆的出行、轉移,與通信網絡中斷相疊加,易帶來人群聚集與恐慌等心理狀态。另一方面也會逼停運作中的公共交通設施,影響到乘客的生命安全。

通過對供電、通信網絡的态勢模拟推演,可針對公共交通中斷區域、中斷時長、影響人數等資訊進行綜合評估。進而由交通管理部門以及公共交通營運公司預先向公衆釋出減少出行以及公共交通停運預警,相關預警資訊應由城市交通管理部門以及公共交通營運公司聯合建構預警 ‒ 應急響應機制,加強公共交通面臨突發事件時的應急停止與避災能力,達到斷鍊減災的目的。

6. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 生産企業進水

生産企業受其特殊條件所限,易發生淹水、燃燒、爆炸甚至坍塌等各類次生事故。對生産人員的生命安全以及企業财産造成嚴重影響。

通過模型模拟推演,可對生産企業進水時間、淹沒深度以及次生安全事故風險進行推演。并基于相關推演成果由應急管理部門預先向涉險企業釋出停工停産以及避險預警,還可由應急管理部門牽頭建立轄區内的内澇 ‒ 企業關聯響應機制,根據災害蔓延趨勢對企業發出預警,達到斷鍊減災目的。

7. 暴雨 ‒ 内澇 ‒ 水利設施受損

城市内的閘壩、泵站以及水庫等水利設施是全市災時的重要保護屏障,受城區斷電,下水口淹水等突發情況的影響,各類設施極易在内澇災害場景下失去相關處置能力,造成災害影響進一步擴大。

通過對供電、通信網絡的态勢模拟推演,可針對水利設施受損位置、受損時長、失效風險、後續影響進行綜合評估。進而預先安排水利部門對城區内各類水利屏障設施進行巡檢,同時,水利部門也要在建設規劃時強化針對城市内澇災害的水利設施保障設計,包括閘壩、水庫、泵站等重點排水設施以及周邊河道的重點調控等。通過強化整體設施魯棒性達到斷鍊阻災的目的。

(三)暴雨 ‒ 山洪二級災害鍊分析

理論方面水動力學模型可以較好地支撐山洪災害模拟推演研究。目前水動力學分為一維水動力學模型、二維水動力學模型和三維水動力學模型。一維水動力學模型以聖維南方程組為代表并廣泛應用;二維水動力學模型采用以淺水方程組為控制方程,對于防洪保護區、水流運動複雜、遇房屋道路等人工建築物水流流向經常改變的區域二維水動力學模型優勢凸顯;三維水動力學模型目前在山洪模拟推演領域應用較少。

山區小流域洪水具有突發性強、破壞性大的特點,是防汛工作的難點和薄弱環節。目前山洪災害防治主要以非工程措施為主,對于重點防治區域則以非工程措施和工程措施相結合的方式進行。随着建設的深入,在非工程措施上,正面臨從“感覺型”向“智能型”轉變,即從山洪災害調查評價得到的靜态風險區成果的經驗性預報向山洪數字模型模拟預警的實時性預報轉變。運用相關模型開展模拟推演,可對山洪災害嚴重程度以及各類次生災害發展趨勢提供有效支撐,具體支撐能力展現在以下幾項斷鍊應用之上。

根據暴雨 ‒ 山洪災害鍊主要邏輯關系分析,暴雨 ‒ 山洪引發的二級災害鍊主要包括公共交通中斷、供電中斷、通信網絡中斷、基礎設施受損、山區爆發洪水及引發地質災害六個類别。

1. 暴雨 ‒ 山洪 ‒ 公共交通中斷

公共交通中斷一方面影響了人民群衆的出行轉移,與通信網絡中斷相疊加,易帶來人群聚集與恐慌等心理狀态;另一方面,斷路情況極大地增加了受災山區的救援難度。

依據山洪模拟推演成果,針對流域覆寫區域開展研判分析,對災害影響範圍進行評估,與城市交通管理部門資訊共享,并預先向公衆釋出減少出行以及公共交通停運預警。

2. 暴雨 ‒ 山洪 ‒ 供電中斷

供電中斷會引發山區運轉能力受損、涉水地區漏電、通信網絡中斷、交通受阻等後果,一方面會進一步擴大山洪災害影響,另一方面會嚴重阻礙人員疏散,隊伍救援以及資訊互動等工作的順利進行,對救援工作造成影響。

基于山洪模拟推演成果,提前對山區電力輸送線路進行耦合分析,并及時向電力部門發送預警資訊,還可提前标注易受供電中斷的影響區域。另外,可通過分析成果向國家電網公司提出針對性建議,例如整體規劃時的避水設計、日常線路巡檢、避雷設計等。在每年汛期前,還可在關鍵位置常備應急發電車,通過備援設計與避險設計達到斷鍊的目的。

3. 暴雨 ‒ 山洪 ‒ 通信網絡中斷

通信網絡中斷會将受災山區徹底變為“孤島”,對指揮排程指令的下達以及群眾求助資訊的上報均造成極大影響。也使得指揮決策人員無法快速明确了解到災害事件全貌,對事件整體研判失準。

通過模拟推演,可提前配置應急通信車等各類裝置以保障山區通信網絡暢通。還可由政府部門牽頭建立應急狀态下的應急通信恢複機制、由通信網絡營運商負責建設應急通信保障隊伍,以達到斷鍊阻災的目的。

4. 暴雨 ‒ 山洪 ‒ 基礎設施受損

隧道、橋梁、涵閘、大壩以及堤防等基礎設施是城市的命脈,但是受山洪沖塌的影響極易出現積水、倒塌、潰決等影響,各類基礎設施在山洪災害場景下失能,造成災害影響進一步擴大。

通過山洪模型态勢模拟推演,對基礎設施受影響程度進行預測分析,并結合設施受損後可能引發的次生災害,向群眾釋出轉移預警。同時,水利部門可結合分析成果,強化山洪災害發展過程中的基礎設施保障,通過強化整體設施魯棒性達到斷鍊阻災的目的。

5. 暴雨 ‒ 山洪 ‒ 洪水爆發

基礎設施受損将會增加山洪影響風險,2022年雲南、四川等地均出現較大範圍的山洪災害,導緻村莊設施受損和人員受困。

根據山洪蔓延趨勢推演洪水發生時間、發展态勢,及時釋出預警指令,由政府部門牽頭建設完善的山洪預防機制,通過大喇叭、電話、人工喊話等方式提前向群眾釋出預警,同時,強化群眾的防災減災意識教育,積極宣傳緊急避險手段,多措并舉達到斷鍊目的。

6. 暴雨 ‒ 山洪 ‒ 地質災害

山洪将會間接導緻地質災害的發生,出現山體滑坡或者泥石流災害,增加斷水、斷電、斷路風險,增大救援難度,威脅群眾生命财産安全。

根據地質災害蔓延趨勢推演模型進行資料推演,實作防洪設計、災害評估、敏感性評估及災害範圍評估,實作地質災害綜合分析與預測,快速預報與應急,有效提高地質災害防治管理水準。

加強動态預警,提升防災減災水準,完善應急預案,定期開展應急演練,由自然資源部門牽頭,建立隐患風險排查監測機制,尤其是易災地區加強人員管理及巡查,達到斷鍊減災的目的。

結合基于模拟推演的斷鍊介入思路,繪制出模拟推演與暴雨災害斷鍊應用思路概述圖如圖2所示,可深入了解模拟推演能力與綜合響應機制結合後對中斷災害鍊所能起到的作用。

特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究丨中國工程科學

圖2 模拟推演與暴雨災害斷鍊應用

四、暴雨鍊生災害應對方法研究

從基礎理論分析角度來看,通過模拟推演+綜合響應的模式可以在一定程度上緩解特大城市暴雨鍊生災害處置過程壓力,但在實戰應用中仍然存在監測資訊無法彙集、響應标準不統一、指揮排程混亂、基層群衆無法得到關鍵資訊、救援隊伍毫無頭緒等問題。特大城市各主要治理部門均建有一套自成體系的災害應對處置機制,這在某種程度上也制約了城市綜合協同響應能力的建設。

為了充分發揮多部門綜合應對能力,在深刻剖析暴雨衍生災害鍊産生、發展與應對措施的基礎上,城市防汛抗旱指揮部以及各級相關部門需努力加強多部門綜合響應體系、夯實多管道資訊協同共享機制,推進模拟推演成果的綜合應用,以構築形成具有預見性的災時精準響應能力。

結合上述暴雨鍊生災害演變以及應對手段分析,概括提出以綜合預案、監測網絡、模拟推演、關聯協同、精準救援五大目标為基礎的特大城市暴雨鍊生災害總體應對建議,統籌提升特大城市從政府部門到社會民主的災害應對能力,強化城市面對複雜多變災害場景下的魯棒性(見圖3)。

特大城市暴雨災害斷鍊推演與應對方法研究丨中國工程科學

圖3 特大城市暴雨災害鍊綜合應對模式

(一)完備預案協同應用體系

1. 建設預案庫

依照預案撰寫準則,根據預案層級、行政區劃、類型等要素,将多部門預案分級歸類與結構化處理,建立預案庫。

2. 建構預案協同标準與規章制度

針對特大城市巨災體系形成包括專業用詞統一标準,響應等級統一标準在内的各類标準檔案,針對突發事件場景下多部門統一應對工作頒布對應的規章制度。

3. 推進預案協同

基于相關制度與規章,針對水利、氣象、應急、城管等各相關行業部門的應急預案進行拆分梳理。對暴雨及其次生災害場景下各部門的預案要素、專業詞彙以及響應條件進行協同比對,并制定銜接标準,推動實作各部門之間的預案銜接關聯。

4. 組織應對演練

加強預案的動态管理與日常應用,由政府部門定期組織開展城市巨災場景下的預案應急演練,并針對預案協同能力進行專題分析與改進完善,切實将應急預案轉化為提高應急狀況處置能力的堅實保障。

(二)建構協同綜合監測網絡

多部門綜合監測是災害發展趨勢推演與後續應對的先決條件,綜合監測體系的建設重點包括以下幾個方面。

1. 建構協同監測網絡

打造多部門綜合監測網絡,實作水利、交通、城管、公安、應急、氣象等橫向部門之間的協同監測與資訊共享。

2. 打通資訊互動管道

建立完善的公衆資訊上報與資訊精準下發體系,并在體系建設的基礎上運用網際網路、5G、物聯網、公網短信群發等手段,建構跨層級資訊互動管道。

3. 完善優化監測手段

針對排水管網、交通隧道、地鐵口、地下空間、地面易積澇點、地質災害隐患點、人口密集區、電力設施、通信設施等重點區域,運用人口熱力疊加、雲邊結合、遙感監測以及微波等新興技術,構築形成高密度、多要素、全天候的監測網絡,并結合災害鍊要素優化監測網絡布局,為城市内澇災害精細化評估預警提供保障。

4. 設立應急情報中心

針對城市突發事件設立統一的應急處置情報中心,中心應具備突發事件快速定位、多部門關聯情報實時彙聚、事件資訊統一融合以及情報成果分析呈現等能力,為災情态勢分析以及資源綜合排程提供專業化情報支撐,輔助提升應急指揮決策工作的綜合性、全面性以及實用性。

(三)提升智能推演應用能力

1. 智能預警資訊比對

通過鍊生災害多元綜合分析,針對不同響應層級、不同承災領域以及不同地域群體的基層政府部門、人民群衆智能生成響應政策,實作多群體響應目标的智能預警資訊生成。

2. 模拟推演能力更新

利用資料挖掘、機器學習等新技術,挖掘暴雨場景下多災種災害鍊演變規律并比對智能預警資訊。通過實時監測與驗證,預測災害風險時空分布及發展态勢,并對災害事件可能出現的範圍、影響程度進行精準分級與政策比對,以輔助政府相關部門啟動科學、合理的分級預案,采取妥善措施防控危機。

3. 多目标預警精準釋出

一方面需建構業務預警資訊及相關應對政策分類精準推送體系,提升政府部門綜合響應效率。另一方面需通過廣播電視、營運商、網際網路等多種手段,形成面向基層和大衆的預警分級精準推送能力,有針對性面向特定的閱聽人群體,提升高危區域群眾避災響應能力。

4. 推動新興技術綜合應用

推進5G、遙感、微波、物聯網、邊緣計算等技術在預警中的應用,實作雲邊結合關聯預警,實作暴雨鍊生災害的遠端自動監測預警提示,全面保障在因災導緻的斷電、斷網、斷訊場景下現場災情及時預警。

(四)提升聯合協同響應能力

1. 建設統一的突發場景統一指揮機構

基于城市防汛抗旱指揮部,建構應對特大城市暴雨災害的統一指揮機構,規避“多頭指揮”造成的響應混亂與資訊孤島的形成,全面提升特大城市聯合抵禦災害的綜合能力。

2. 實作多部門排程指令的互通共享

基于統一指揮機構的建設,全面推行多部門排程指令的互通共享與融合推送,一方面便于參與排程的各類政府機構全方位了解災情态勢,一方面便于基層人員與救援隊伍擷取多元度融合的排程指揮資訊。

3. 多元度綜合研判分析與成果共用

通過多部門監測資訊的彙聚與排程指令的共享,從多元度産出綜合研判分析成果,相關成果又可從災情發展、風險研判、預警釋出以及隊伍比對等多個方面向不同部門提供支撐,大力推進智能分析研判能力的共建共用,提升災害應對全鍊條響應能力。

4. 推進多部門的協同配合實戰救援

通力應用“數字化戰場”等全面互聯共享的現場隊伍協同指揮排程體系,将災害救援現場的消防、公安、醫療、地方群衆等多類隊伍進行統一組網、統一排程,最大化提升不同部門基層隊伍之間的協同能力。

(五)提升實戰精準救援能力

1. 承災區域精準分析

結合模拟推演成果,精準分析暴雨鍊生災害承災區域以及受災态勢變化,為救援指令下發以及相關隊伍開展預先準備提供可靠支撐。

2. 推演成果實時同步

推演模拟成果應按需分别推送至綜合指揮排程機構以及基層救援隊伍。相對宏觀總體的災害發展趨勢應交由指揮排程機構便于統一調配資源以應對複雜多變的綜合态勢。相對精确具體的災情變化情況則應推送至基層救援隊伍以提升救援效率。

3. 動态提升救援效能

結合模拟推演成果,可不斷将災害下一步發展态勢進行分析推送。也同時為基層救援隊伍開展“防抗救”相結合的動态救援工作提供了基礎。救援隊伍可結合自身主要救援任務以及下一步災情發展态勢,在確定救援任務完成的基礎上根據指揮部動态要求盡快投入到其他排澇抗洪工作中,提升救援效能。

4. 救災資源精準比對

統一指揮部需結合災害總體發展态勢,合理安排各類救災物資、救災隊伍前往相應的突發事件現場。最大化利用各類搶險救災資源,實作人員、物資的精準比對。

結合各方面的綜合能力建設建議,可有效提升特大城市在面臨暴雨災害時将傳統預案 ‒ 響應 ‒ 救援與監測 ‒ 推演 ‒ 救援體系相結合的綜合應用水準。有效提升智能化技術在特大城市暴雨災害鍊綜合應對工作中的支撐保障能力,為減少人民群衆生命财産損失提供抓手。

注:本文内容呈現略有調整,若需可檢視原文。

注:論文反映的是研究成果進展,不代表《中國工程科學》雜志社的觀點。

繼續閱讀