天津市中心城区地铁车站暴雨内涝灾害风险评估

来源 :天津师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li_qinglong
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在全球气候系统持续变暖,高速城市化和不透水面大量增加的背景下,极端降雨强度和频率明显增高,“城市看海”现象频频发生。天津市是环渤海地区的经济中心和国际港口城市以及综合交通枢纽,也是暴雨内涝灾害易发地与频发区。地铁作为中心城区公共交通的核心运输系统,承载着超百万的日均客流量。由于部分地铁建设年代较早,洪涝灾害设防标准相对较低,导致中心城区地铁在不断恶化的孕灾条件下面临的内涝灾害风险进一步加剧。在此背景下,本文以天津市中心城区为例,从灾害系统理论角度评估不同情景地铁站内涝灾害风险,据此提出风险防范与管理的对策与建议,以期为地方政府制定与改善地铁内涝灾害风险防范策略以及风险应急管控预案提供理论基础和科学依据。本文主要研究内容与成果如下:(1)设计50a一遇、200a一遇、1000a一遇暴雨重现期降雨过程,使用SCS模型、等体积法计算不同暴雨情景下地铁站积水情况,作为地铁站内涝灾害危险性评估依据。当发生50a一遇暴雨时,共有6座地铁站会产生积水,其中,天塔站为内涝灾害高危险性;当发生200a一遇暴雨时,北站将产生积水,成为低危险性地铁站,文化中心站、金钟河大街站以及二纬路站由低危险性上升为中危险性,除天塔站为高危险性外,和平路站由中高危险性上升为高危险性;当发生1000a一遇暴雨时,地铁内涝积水深度进一步增加,东南角站会产生积水,成为低危险性地铁站,金钟河大街站和大王庄站由中危险性上升为中高危险性。依据天津市地铁逐小时客流量和服务范围内经济POI数据,对地铁站内涝灾害乘客与经济暴露性进行评估。和平区和南开区中的营口道站和鼓楼站等9座地铁站经济暴露性最高。在运营高峰期,营口道站和小白楼站乘客暴露性等级最高,平峰期营口道站乘客暴露性等级最高。运用层次分析法选取地铁内涝敏感性和区域应灾能力的13个指标构建脆弱性评估体系,加权求和得到地铁站内涝灾害脆弱性。国山路站、财经大学站等11座地铁站脆弱性等级最高,地铁内涝灾害脆弱性等级整体由边缘向中心降低,2号线较多地铁站出入口未设置防汛挡板,具有中高等级脆弱性。(2)基于灾害系统的危险性、暴露性与脆弱性理论(“H-E-V”),使用“三要素”综合评价法评估天津市中心城区三种暴雨重现期下地铁内涝灾害乘客风险与经济风险。结果表明,地铁暴雨内涝灾害乘客风险与经济风险随暴雨强度增加而升高。当发生50a一遇暴雨时,和平路站和天塔站为运营高峰期乘客高风险地铁站;和平路站、天塔站、二纬路站和金钟河大街站为平峰期乘客高风险地铁站;和平路站、天塔站与大王庄站为经济高风险地铁站。发生200a一遇暴雨时,除和平路站和天塔站为高峰期乘客高风险外,二纬路站和金钟河大街站由乘客中高风险上升为高风险;平峰期文化中心站由乘客中风险上升为中高风险;除和平路站、天塔站与大王庄站为经济高风险车站外,金钟河大街站和文化中心站由经济中高风险上升为高风险。当暴雨强度达到1000a一遇时,除和平路站、天塔站、二纬路站和金钟河大街为乘客高风险外,在不同运营时期北站和大王庄站都由中高乘客风险上升为高风险;除和平路站、天塔站、大王庄站、金钟河大街站和文化中心站为经济高风险外,二纬路站由中高经济风险上升为高风险。(3)地铁站内涝灾害具有多重性和复杂性,天津市中心城区地铁受全球变暖、气候恶化、高速城市化以及较低的地铁防涝标准等众多自然与人文因素共同作用产生内涝灾害风险。为减少和防范地铁站内涝灾害的发生,亟需对东南角站、二纬路站、文化中心站、金钟河大街站、大王庄站、和平路站和天塔站的部分出入口进行增设台阶与设置防汛设施工作,有效制定极端暴雨发生时小白楼站、营口道站等地铁站的客流调节和疏散预案,提高刘园站、国山路站等各线路起始段地铁车站周边现有排水设施标准和密度,并合理增加植被覆盖度和出入口数量。此外,还需要从加快建设“海绵城市”型地铁、提高地铁内涝风险防御标准、强化内涝灾害应急管理能力和构建内涝防范智慧平台等多方面共同发力,从整体降低中心城区地铁车站暴雨内涝灾害风险。
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