防灾减灾工程学 教学课件 江见鲸 第24章　城市灾害风险性分析.ppt

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2、称风险度)；不幸事件发生后所造成的损害称为“风险后果”(Disaster of Risk)。有关专家对风险定义为两者的积。即风险=风险度风险后果24.2风险分析的目的、内容与程序24.2.1风险分析的目的24.2.2风险分析的主要内容24.2.3风险分析的一般程序24.2.1风险分析的目的风险分析是对人类社会中存在的各种风险进行风险识别、风险估计、风险评价，并在此基础上优化组合各种风险管理技术、做出风险决策。对风险实施有效的控制和妥善处理风险所致损失的后果，期望以最小的成本获得最大的安全保障。24.2.2风险分析的主要内容(1)风险识别。(2)风险估计与评价。(3)风险处理。(4)风险决策。(

3、1)风险识别。风险识别又称风险辨识，是风险分析的第一步。风险识别就是要找出风险之所在和引起风险的主要因素，并对其后果做出定性的估计。(2)风险估计与评价。1)综合防灾对策综合历史资料和现在的观察预报数据，建立全国、省、市级的灾害区划图或风险图；成立国家与地方、企事业单位的各级紧急救援组织；制订紧急响应和救灾措施；充分利用遥感测试技术和计算模拟；编制综合防灾规划，验证防灾对策和措施的可靠性与效率。2)灾后恢复重建决策标准根据可靠的灾害损失数字、城市建设环境、人文环境、经济技术实力等制定恢复重建决策标准(如搬迁、部分搬迁或就地重建等)；建立专家决策系统。3)灾害风险预测方法和保险与投资决策根据各类

4、灾害基础数据和发生模式，提出风险预测方法，按照国家、集体与个人、工农业生产与人民生活等方面的经济活动规律、供求关系和灾害的风险程度，制订相应的金融保险和投资决策。(3)风险处理。风险处理就是根据风险评价的结果，选择风险管理技术，以实现风险分析目的。(4)风险决策。它是风险分析的一个主要的阶段。在对风险进行识别、做出风险估计及评价、并对其提出若干种可行的风险处理方案后，需要由决策者对各种处理方案可能导致的风险后果进行分析，做出决策，即决定采用哪一种风险处理的对策和方案。24.2.3风险分析的一般程序图24-1风险分析的一般程序24.3风险识别(1)城市灾害基础资料调查。收集本地区的地理、地貌、地

5、质、地震、水文等资料，建立城市地理结构模型；收集城市气候、气象资料，建立区域环境大气扩散迁移模型；收集生物、生态资料，建立城市生态结构模型；收集人口资料，建立城市人口结构分布模型；调查城市灾害历史与现状，收集灾害风险评价与管理所需的各种标准，如各项污染物的浓度限制标准等。(2)灾害风险源调查。常规灾害调查，计算和实测重大技术设施在生产运行中危害物质的排放参数，如危险物的类型、排风口位置、排放量等；调查和模拟灾害物质进入环境的迁移过程与归宿，实测危害物在环境中时空浓度分布。分析危害物质进入人体的途径；调查本区域环境生态变化过程，公众健康状况，如职业病、地方病等。(3)事故风险调查。统计城市各企业

6、、单位以及重大技术设施在生产运行中，年发生重大事故频率、伤亡人数、经济损失等；统计年交通事故频率、伤亡人数、经济损失等；统计年火灾频率、伤亡人数、财产损失等；调查城市重大技术设施是否发生过灾难性事故，发生原因，发生后对整个城市环境生态、公众健康、社会经济的危害。(4)潜在风险调查。技术设施的损耗测量，检查重大技术设施的完好程度，评估它们的安全使用寿命。24.4风险估计与评价24.4.1风险估计的概率分析法24.4.2风险评价的主要方法24.4.3风险评价指标24.4.1风险估计的概率分析法1.风险的测度2.风险变量的概率分析 3.概率树1.风险的测度(1)期望值E(x)。(2)标准差。(3)风

7、险度FD2.风险变量的概率分析(1)阶梯长方形分布。(2)梯形分布。(3)三角形分布。(4)理论概率分析。(1)阶梯长方形分布。图24-2阶梯长方形分布(1)阶梯长方形分布。图24-3梯形分布(2)梯形分布。(2)梯形分布。(3)三角形分布。(4)理论概率分析。图24-4三角形分布3.概率树 图24-5概率树的结构24.4.2风险评价的主要方法1.层次分析法2.专家调查法 3.幕景分析法 4.统计分析法5.公式评价法6.模糊数学法7.图形迭加法1.层次分析法(1)故障树分析。(2)事件树分析。(3)因果分析。(1)故障树分析。故障树分析采用树形图的形式，把系统的故障与组成系统的部件的故障有机地

8、联系在一起。故障树分析首先确定系统不发生的事件作为顶事件，然后，按照演绎分析的原则，从顶事件一级一级向下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门符号连接上下事件，直至所要求的分析深度。(2)事件树分析。任何事故都是一个多环节事件的变化的结果。在给定一个初因事件的情况下，事件树分析指利用逻辑归纳法，以人、物和环境的综合系统为对象，分析事故的起因、发展和结果的全过程及可能导致的各种事件序列与后果。事件树分析由初因事件出发，确定事故发展的阶段，形成环节事件。(3)因果分析。因果分析是故障树分析(表明原因)和事件树分析(表明后果)的综合。因果分析以事件树中失败的初因事件和环节事件为故障树

9、的顶事件进行故障树分析；采用事件树动态分析系统的危险事件，预测系统可能发生的各种事故结果；以故障树对形成事故的机理进行微观分析，寻求控制事故的安全措施。2.专家调查法在风险识别工作中很难采用实验分析及建立数学模型来进行理论上的推导，主要还是依靠实际经验和采用推断的方法。3.幕景分析法它是一种研究、辨识引起风险的关键因素及其影响程度的方法。4.统计分析法收集历史上的有关数据，利用统计分析的方法求取类似事故发生的概率，即“依旧推新，如事故时天气条件的计算、疾病发生率的估计等多用此方法。5.公式评价法通过对事故的模拟分析，推导或实验得出经验公式，利用公式计算出风险的可能大小，通过进一步实验和观测，对

10、公式逐步修正。6.模糊数学法风险就是可能发生的危险，用模糊数学的语言来描述，风险是对安全的隶属度。7.图形迭加法单因素城市灾害风险评价结果有时采用图形表示，特别是风险危害后果在用上述方法难以计算时采用图形表达，如有毒危险性气体的泄漏扩散一般可绘制浓度等值线图。24.4.3风险评价指标(1)可靠性。指系统在一定时间、条件下，某一期望事件发生的概率。(2)回弹性。指系统一旦发生破坏，恢复到满意状态或正常状态的历时特性。系统在遭受一次破坏中，如果破坏历时长，系统则恢复得慢，还可能对系统产生更严重的后果。(3)脆弱性。它是衡量系统遭到破坏强度大小的指标。对于某些系统的破坏，虽然破坏的历时不长，但破坏的

11、深度过大，超过了系统承受的能力，也就是通常所说的集中破坏的方式，这同样要造成非常不利的后果。24.5风险决策(1)回避风险的方法。回避风险是指人们放弃某些有风险性的事件，割断其与风险的联系，将风险的影响降低到最低限度，因而也不用将它与其他风险或获利情况作比较讨论。(2)可靠性风险评价法。可靠性风险评价就是对事件发生的风险率进行比较，其基本步骤是：先计算出风险率，然后把风险率与安全指标相比较。(3)减少风险的费用效益分析法。为了减少风险，就需要采取措施，付出一定的代价。24.6减灾决策24.6.1减灾决策的特点24.6.2减灾决策的过程24.6.3减灾决策方法24.6.1减灾决策的特点减灾决策就

12、是在预测未来灾害之危险性及其灾情的基础上，所作出的应采取何种减灾措施或方案的决策。由于减灾决策的研究对象是“人自然社会所组成的复杂系统，因此减灾决策具有三个鲜明特征：风险大；投资大；与人民生命安全紧密相关。图24-6减灾决策流程示意图24.6.2减灾决策的过程24.6.2减灾决策的过程1.建立目标的原则选择和建立正确的目标是减灾决策的基础。(1)信息完备原则。(2)可行性原则。(3)人身安全第一原则。(4)减灾效益原则。2.设计方案当建立目标，并取得一定的资料、信息后，就可以设计出多种预选方案，以供决策者或决策机构进行选择。3.方案评价当方案设计完后，要利用定性、定量、定时的分析方法，对各预选

13、方案进行评价。4.方案选择与决策此阶段是减灾过程中最为关键的环节。5.反馈与控制此阶段的任务在于准确而迅速地把减灾决策实施过程中所出现的问题反馈给决策者或决策机构，使其能够及时根据客观情况的变化，对决策方案进行相应的调整与修正。24.6.3减灾决策方法1.确定型减灾决策方法(1)用微分方法求极值。(2)用拉格朗日法求极值条件极值。(3)用线性规划与非线性规划求最优值。(4)用动态规划求各阶段决策过程的期望值等。2.不确定型减灾决策方法指未来的情况为未知条件下的决策，它是减灾决策中经常要遇到的决策问题。3.风险型减灾决策风险型减灾决策指决策因素中的未控制因素Yi具有概率变化的决策。4.马尔可夫型

14、减灾决策马尔可夫型减灾决策是用近期资料进行预测和决策，特别是对于洪水灾害，马尔可夫方法有着良好的应用前景。24.7城市自然灾害风险分析24.7.1城市灾害风险分析的原则24.7.2评价的一般步骤24.7.3评价指标体系的确定24.7.4城市自然灾害风险分析的基本原理24.7.1城市灾害风险分析的原则(1)客观性。城市灾害风险分析的目的是为了决策，评价的质量影响着决策的正确性。(2)可比性。备选方案在保证实现系统的基本功能上要有可比性和一致性，既不能全面肯定，也不能全面否定，个别功能突出或方案内容新，并不能代表整体，要具有综合平衡和整体的观点。(3)系统性。评价指标要包括系统评价目标所涉及的一切

15、方面，而且对定性、定位以及动态的问题也要考虑，以保证评价的全面性与系统性。24.7.2评价的一般步骤(1)确定评价的目标、范围和对象。(2)围绕评价目标，分析影响评价指标的指标因素，构造评价指标体系结构图；(3)指标量化，即排除各因素量纲的影响，转化到统一的区间内，如0，1区间，以提高因素的可比性。(4)确定权重，根据各指标、因素在评价目标中的地位，以权重值区别不同的因素在系统评价中的相对重要性程度。(5)单项评价，即评价各对象在单一指标因素上的地位。(6)综合评价，在单项评价的基础上，综合平衡，确定各评价对象的总体地位并排序，供决策阶段使用。24.7.2评价的一般步骤(7)灵敏度分析，由于指

16、标体系设计、指标量化、权重确定以及评价方法的选择都存在一定的不确定性，因此需要分析评价结果的稳定性。24.7.3评价指标体系的确定1.指标体系的内容指标体系的设计是否实际、客观、合理、科学，是决定综合评价成败的关键。2.城市灾害指标体系设计城市灾害风险分析问题不仅要考虑自然系统，还要考虑社会系统，所以在设计其指标体系时，包含了灾害指标和社会经济指标。1.指标体系的内容(1)政策性指标：包括政府的方针、政策、法令以及法律约束和发展规划等方面的要求，这在城市规划、管理和建设中尤为重要。(2)技术性指标：重大建设工程项目的地质条件、设备、设施等技术指标要求。(3)经济性指标：如方案成本、方案效益、建

17、设周期等。(4)社会性指标：如社会福利、居民文化素质、人口结构等。(5)效益性指标：如经济效益、社会效益、环境效益等。(6)环境性指标：如大气污染、水体污染、固体废物等。(7)空间性指标：即与评价对象的空间地理位置和空间关系密切相关的指标，如选址中常用的交通、资源接近性等。图24-7城市火灾风险评价指标体系1.指标体系的内容2.城市灾害指标体系设计城市灾害风险分析问题不仅要考虑自然系统，还要考虑社会系统，所以在设计其指标体系时，包含了灾害指标和社会经济指标。24.7.4城市自然灾害风险分析的基本原理(1)致灾因子风险分析。(2)承灾体易损性评价。(3)灾情损失评估。(1)致灾因子风险分析。在灾

18、害系统中，灾害源称为致灾因子。如地震、洪水均称为致灾因子。致灾因子风险分析的主要任务是，研究给定区域内各种强度的自然灾害发生的概率或重现期。(2)承灾体易损性评价。1)风险区确定：研究一定强度自然灾害发生时的受灾范围。2)风险区特性评价：对风险区内主要建筑物、其他固定设备和建筑内部财产，风险区内的人口数量、分布和经济发展水平等进行分析和评价。3)抗灾性能分析：对风险区内的财产进行抗灾性能分析。(3)灾情损失评估。图24-8自然灾害风险分析流程图注：T灾害事件发生的时间；S灾害事件发生的地点；M灾害事件的强度；D承灾体破坏程度；L自然灾害系统损失值(3)灾情损失评估。图24-9自然灾害风险分析原理