后三峡时期库区城市防灾避难场所布局优化研究——以秭归、巴东为例

摘要

进入后三峡时期以来，三峡库区城市规划建设加快，推动了库区城市社会经济增长，人口迁徙，土地转化，生态环境平衡重新建立。库区城市历来是各类自然灾害的多发地区，三峡水库的蓄水运行改变了库区本就脆弱的水文地质条件，加剧了滑坡、崩塌、泥石流、洪涝、地震等灾害的发生，导致库区城市面临着更为复杂的灾害防治现状。防灾避难场所作为城市防灾减灾的重要公共服务设施，其布局合理与否将极大地影响库区城市的灾前防范以及灾后救援能力。而库区城市由于社会、经济等多方面因素的限制，防灾避难场所建设普遍滞后，防灾问题普遍突出。因此，防灾避难场所的规划布局研究是库区城乡规划与建设亟待解决的关键问题。　　在此背景下，论文以库区城市防灾避难场所为研究对象，以问题导向为研究思路，对后三峡时期库区城市的空间环境、灾害种类、灾害特征和防灾避难场所建设现状进行了调查研究与综合分析，发现库区城市对于多灾种综合应对能力不足，应重点构建中心、固定、紧急三个层级的防灾避难场所体系。基于此，论文结合相关学科理论与方法，依托数学模型与GIS技术，构建了库区城市多层级的防灾避难场所布局优化研究思路与规划技术流程，并以库区典型城市秭归和巴东为例对研究成果进行了实证研究，布局优化方案能够为库区城市防灾避难场所的规划布局提供较为科学的依据。本文的主要研究内容如下：　　1）详细分析了库区城市防灾避难场所规划的关键问题。本文通过对后三峡时期库区城市的城市空间环境特点，库区灾害类型及特征、库区城市灾害现状的调查研究，总结出库区城市灾害呈现出种类多、分布广，季节性集中，自然灾害链现象突出三大特征。通过对库区城市现状防灾避难场所的调研得出，库区城市防灾避难场所缺乏合理布局，并且中小型紧急防灾避难场所呈现明显不足，导致其对于库区现状多种灾害的综合应对能力不足。结合国内外相关理论研究成果与建设实践，提出库区城市防灾避难场所应以多灾种综合应对为重点，构建多层级的防灾避难场所体系这一关键问题，并对库区城市防灾避难场所规划技术指标进行了研究与探讨。　　2）构建了库区城市多层级的防灾避难场所布局优化方法。基于库区城市防灾问题的调查研究，确定了安全性、有效性、可达性三个原则作为库区城市防灾避难场所的布局优化原则。在这三个原则的指导下构建了以用地防灾避难适宜性评价、防灾避难场所选址及区划、防灾避难场所可达性验证三个步骤为主体的布局优化技术方法:首先，综合考虑地形坡度、灾害隐患点和重大危险源等影响因子，对研究范围内的用地进行防灾避难适宜性评价，为防灾避难场所的选取与新增提供较为科学的依据。然后，基于集合覆盖模型和P-中值模型两个基本选址模型，结合库区城市情况融入服务半径等实际约束条件，构建了库区城市防灾避难场所选址与责任区划分模型。并基于ArcGIS平台进行模型求解运算，实现对各级防灾避难场所的选址与责任区划分，并计算其避难需求点覆盖率以及各责任区的避难人口服务率，若不满足相应指标要求，则新增防灾避难场所或扩大现有防灾避难场所的规模。最后，选取基于平均最小阻抗的可达性评价方法，借助GIS中的网络分析工具对布局优化结果进行可达性评价，生成可达性分布图。通过对现状以及布局优化后的防灾避难场所可达性的比较，对布局优化结果进行验证，最终得到库区城市防灾避难场所布局优化方案。　　3）以秭归和巴东为例进行防灾避难场所布局优化实证研究。论文选取库区典型城市秭归和巴东，运用构建的布局优化方法对中心、固定、紧急三个层级的防灾避难场所进行实证研究。与现状防灾避难场所布局相比，布局优化方案中各等级防灾避难场所的避难需求点覆盖率和可达性得到显著提升，且均可以满足各责任区范围内的避难人口服务率要求。布局优化实证研究结果合理有效，能够为库区城市防灾避难场所的规划布局提供较为科学的依据。最后，结合布局优化实证研究方案，提出了库区城市防灾避难场所规划建设的相关建议。

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 库区防灾减灾是新型城镇化建设的紧迫任务

1.1.2 后三峡时期对库区防灾减灾提出新的要求

1.1.3 防灾避难场所建设的重要性日益凸显

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究意义

1.3.1 后三峡时期

1.3.2 库区城市

1.3.3 防灾避难场所

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

1.4.3 论文主要内容及研究框架

2 国内外相关研究进展与评述

2.1 后三峡时期相关研究进展

2.1.1 库区人居环境建设相关研究

2.1.2 库区社会经济发展相关研究

2.1.3 库区防灾减灾相关研究

2.1.4 研究述评

2.2 国内外防灾避难场所建设实践

2.2.1 日本防灾避难场所建设实践

2.2.2 美国防灾避难场所建设实践

2.2.3 我国防灾避难场所的建设实践以及建设标准

2.2.4 小结

2.3.1 规划布局理论研究

2.3.2 规划建设评价研究

2.3.3 布局优化方法研究

2.3.4 研究述评

3 库区城市防灾问题研究

3.1 库区典型研究对象的选取

3.1.1 库区典型研究对象概况

3.1.2 研究范围及相关规划

3.2.1 库区自然地理特征

3.2.2 库区气象水文特征

3.2.3 库区城市建成区环境特征

3.3 库区城市灾害问题研究

3.3.1 库区城市主要灾害类型

3.3.2 库区地质灾害主要诱发因素

3.3.3 库区城市灾害隐患微观调研

3.3.4 库区城市灾害问题归纳

3.4 库区城市防灾避难场所问题研究

3.4.1 库区城市防灾避难场所布局现状

3.4.2 库区城市防灾避难场所建设现状

3.4.3 库区城市防灾避难场所现状问题归纳

3.5 本章小结

4 库区城市防灾避难场所布局优化方法研究

4.1.1 多层级的防灾避难场所体系构建

4.1.2 布局优化原则

4.1.3 布局优化技术路线

4.2.1 基础数据收集及整理

4.2.2 各级待选防灾避难场所的选取与划分

4.2.3 社区人口密度数据计算

4.3.1 评价影响因子选取

4.3.2 用地适宜性评价指标体系构建

4.4.1 选址及区划分析模型的选取与构建

4.4.2 选址及区划分析模型的求解

4.4.3 责任区避难人口服务率分析

4.5.1 可达性评价方法的选择

4.5.2 基于最小阻抗的可达性评价

4.6 本章小结

5 库区城市防灾避难场所布局优化实证研究

5.1 用地防灾避难适宜性评价

5.2 中心防灾避难场所布局优化

5.2.1 中心防灾避难场所选址及区划分析

5.2.2 中心防灾避难场所服务人口计算

5.2.3 中心防灾避难场所可达性验证

5.3 固定防灾避难场所布局优化

5.3.1 固定防灾避难场所选址及区划分析

5.3.2 固定防灾避难场所服务人口计算

5.3.3 固定防灾避难场所可达性验证

5.4 紧急防灾避难场所布局优化

5.4.1 紧急防灾避难场所选址及区划分析

5.4.2 紧急防灾避难场所服务人口计算

5.4.3 紧急防灾避难场所可达性验证

5.5.1 布局优化方案调整

5.5.2 布局优化方案比较分析

5.6 库区城市防灾避难场所规划建设的相关建议

5.6.1 规划布局的建议

5.6.2 配套设施建设的建议

5.6.3 管理与使用的建议

5.7 本章小结

6 总结与展望

6.1 研究主要结论

6.2 研究主要创新点

②提出了库区城市防灾避难场所规划关键问题

③提出了库区城市防灾避难场所选址及区划模型

6.3 研究的不足与展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

C. 学位论文数据集

D. 库区城市防灾避难场所访谈提纲

E. 附表

致谢