城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇風險評估方法

王祚+盧璇+楊子琪+張雨馨+馬保成

摘 要：結(jié)合城市內(nèi)澇典型案例、現(xiàn)場調(diào)查及內(nèi)澇成因分析，以城市排水系統(tǒng)作為承災(zāi)體，基于AHP建立風險評估模型，科學量化內(nèi)澇風險等級。

關(guān)鍵詞：市政排水系統(tǒng)；內(nèi)澇風險；層次分析法；指標

中圖分類號：TU992 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）02-0035-03

Abstract： In view of typical cases of urban waterlogging， field investigation and analysis of the causes of waterlogging， this paper takes urban drainage system as disaster bearing body， and based on the establishment of risk assessment model， scientific quantification of internal waterlogging risk grade is conducted.

Keywords： municipal drainage system； waterlogging risk； analytic hierarchy process； indicators

引言

城市遭受洪災(zāi)往往會影響市民生產(chǎn)、生活質(zhì)量，甚至威脅人民生命、財產(chǎn)安全，特別是近幾年，受全球氣候變暖及極端天氣影響，我國不少城市頻頻發(fā)生暴雨積水、內(nèi)澇災(zāi)害事件，并造成嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此城市內(nèi)澇風險已成為研究熱點之一。

本文借助內(nèi)澇災(zāi)害風險評估指標體系，運用層次分析法建立數(shù)學模型，科學量化內(nèi)澇風險等級。

1 城市內(nèi)澇災(zāi)害成因分析

2015年8月2日～3日，據(jù)統(tǒng)計，咸陽市區(qū)24小時平均降雨量達31.4mm，局地超過50mm，強降雨使城市部分路段嚴重積水內(nèi)澇，而西咸新區(qū)灃西新城海綿城市試點區(qū)卻沒有造成明顯積水。

城市內(nèi)澇發(fā)生在雨季，嚴重影響經(jīng)濟社會正常運行，已成為制約城市發(fā)展的重要因素，其成因是多方面的。根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)理論：孕災(zāi)環(huán)境是指內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展與演變過程所處的空間條件；致災(zāi)因子指可能造成內(nèi)澇災(zāi)害的敏感因子；承災(zāi)體指內(nèi)澇災(zāi)害的承受者，包括排水系統(tǒng)在內(nèi)的城市基礎(chǔ)設(shè)施等；災(zāi)情是特定孕災(zāi)環(huán)境與致災(zāi)因子條件下，內(nèi)澇災(zāi)害所造成的受災(zāi)情況[1-3]。

2 城市內(nèi)澇災(zāi)害風險評估指標

Maskrey（1989）認為自然災(zāi)害風險是危險性與易損性之代數(shù)和，即危險性+易損性。本文根據(jù)該定義進行城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇風險評估，并重點從致災(zāi)因子、承災(zāi)體等因素提出風險評估指標。

3 風險評估方法的研究

3.1 層次分析法及其基本原理

層次分析法（Analytic Hierarchy Process），是對一些較為復(fù)雜、較為模糊的問題作出決策的簡易方法，特別適用于難于完全定量分析的問題。

3.2 結(jié)構(gòu)模型

經(jīng)綜合分析城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇形成原因，將城市排水系統(tǒng)內(nèi)澇風險評估指標體系分為三層，如表2所示。

3.3 構(gòu)造判斷矩陣

（1）為了確保權(quán)威性和準確性，在構(gòu)造判斷矩陣前，采用專家分析評分形式，得到層次結(jié)構(gòu)模型中的各指標重要性單排序。

（2）在各個層次上對此層指標逐個進行比較，得出數(shù)值判斷矩陣如下：

在確定各層次、各因素之間的權(quán)重時，采用Saaty的建議引用1～6及其倒數(shù)作為標度。判斷矩陣A具有基本一性，由各指標的重要性構(gòu)建判斷矩陣，得到結(jié)果見表3～表5。

由上表得到各層的判斷矩陣為：

（3）計算單排序的權(quán)向量及一致性檢驗。

a.求權(quán)向量

b.一致性檢驗

計算判斷矩陣的最大值？姿max

將矩陣A-An的wi和（Aw）i代入（7）得：

（1）計算一致性指標CI

（2）根據(jù)下表查出相應(yīng)的平均隨機一致性指標RI

）

從上表中可查出檢驗成對比較矩陣A一致性的標準 RI=0.58

（3）計算一致性比例CR

CR= = =0.0258<0.1

同理可得

B-Bn的各項數(shù)值：

？姿max=3.013，CI=0.0065 CR=0.0112<0.1

R-Z的各項數(shù)值：

？姿max=2，CI=0 CR=0<0.1

由上可知，A、B、R的不一致程度處于容許范圍內(nèi)，具有滿意的一致性，可以通過一致性檢驗。故用其歸一化特征向量為權(quán)向量。

（4）計算組合權(quán)向量（見表10）

3.4 影響風險指標的等級劃分（見表11）

3.5 內(nèi)澇風險等級綜合評價指標

式中：ai-根據(jù)各等級劃分所賦值（i=1，2…6）；wi-各指標對應(yīng)所占權(quán)重（i=1，2…6）

為便于衡量洪澇災(zāi)害風險程度，將洪澇災(zāi)害風險性劃分為四個等級，分別有：高風險、中風險、低風險、極低風險，根據(jù)上式求得R查下表，即可得出對應(yīng)風險等級。

4 結(jié)束語

本文以城市排水系統(tǒng)為研究對象，在資料收集、現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，基于災(zāi)害風險系統(tǒng)理論，結(jié)合城市內(nèi)澇的成因，提出了內(nèi)澇風險評估指標體系，通過層次分析法建立了風險評估數(shù)學模型，為量化內(nèi)澇風險提供了方法。

參考文獻：

[1]張亮，俞露，任心欣，等.基于歷史內(nèi)澇調(diào)查的深圳市海綿城市建設(shè)策略[J].中國給水排水，2015，31（23）：120-124.

[2]GB 50014-2006（2014年版），室外排水設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[3]馬保成.自然災(zāi)害風險定義及其表征方法[J].災(zāi)害學，2015，30（3）：16-20.

[4]溫志毅.有關(guān)優(yōu)化城市排水系統(tǒng)應(yīng)對暴雨內(nèi)澇的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（16）：73.endprint