Natech事件下的韧性城市建设研究.pdf

智城建设NO.07 202390智能城市 INTELLIGENT CITYNatech事件下的韧性城市建设研究莫欣欣 万晓琴（无锡学院，江苏 无锡 214105）摘要：自然灾害诱发工业事故的Natech事件日益威胁着城市安全，其中暴雨Natech事件对工业安全和城市运转的破坏尤为严重。近年来，韧性城市作为应对风险的一种全新的城市建设理念，在实践中得到了广泛应用。文章以郑州特大暴雨事件为例，分析此次暴雨中发生的Natech事件对城市的影响，提出提高基础设施韧性、加强排洪设施韧性和工业分区规划等策略，增强城市生命力。关键词：Natech事件；韧性城市；洪灾；暴雨中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：2096-1936（2023）07-0090-03DOI：10.19301/ki.zncs.2023.07.0291Natech事件、韧性城市概述Natech事件指自然灾害和事故灾害的协同效应，是由自然灾害诱发的技术事故1。目前对Natech事件的研究主要集中在三个方面。一是研究因自然灾害损害工厂和建筑物等的技术事件。张路2考虑不同灾害、不同系统导致洪水引发Natech事件的风险、复杂程度不同，研究了不同区域洪水Natech耦合风险。盖程程等3提出了三类Natech事件的研究思路，即Natech事件损失模型、评估指标体系和预警时间指标。王煜4认为洪水灾害下最易引起储罐结构破坏失效，对作用在卧式储罐的洪水波浪荷载值进行计算。曹梦凡5针对化工园区内基础设施的脆弱性，提出灾害链风险评估模型，计算得出不同洪灾中建筑物的可靠性。汪嘉俊等6总结出更通用的Natech事件演化规律及风险评估方法，建立完备的Natech事件数据库，预测、识别发生Natech事件的风险。二是研究自然灾害造成危险化工品泄漏或爆炸、地下运输管道被破坏等的技术事件。华敏等7针对罐区遭受自然灾害冲击后产生多米诺效应的演化过程，得出Natech事件具有阶段性、时间性、物质能量性和严重性等特性。滕艳8对危险品泄漏等问题进行梳理，通过事件树确定危险品泄漏后可能产生的各种事故后果类型。张东妮等9针对PX储罐泄漏后液体挥发后形成云团在大气中扩散，利用Calpuff模型计算一定时间内PX的平均浓度，并进行安全评估。赵鲁炎10分析了储罐泄漏的过程并整理出化工品泄漏扩散模型，参考污水排放模型得出泄漏液体的污染范围。王慧11指出了洪水的诱发因素，总结化工管道典型的破坏方式，使用灾害能量转移理论确定管道失效模型，计算出管道失效长度及管道的可靠性。马宗纬等12研究国外自然灾害对工业设备的损害以及引发有害物质释放的Natech事件，通过Natech风险发生机制、风险评估、风险管理体系、风险感知与最大接受程度四个方面的研究为我国Natech研究领域提供理论参考。三是研究自然灾害影响工厂运作、人员安全、经济发展等技术事件。马海关等13研究化工产业园区对PX储罐泄漏挥发引发的环境灾害链，得出园区附近区域会发生的次生灾害与二甲苯泄漏后对公众中毒的风险评估。倪平14计算Natech事件中人员死亡的概率，利用人员死亡概率代表Natech事件中发生的火灾、爆炸、中毒的严重程度。韧性城市指城市能够凭自身的能力抵御灾害，减轻灾害损失，并合理地调配资源以从灾害中快速恢复过来15。蒙建维等16认为从生态、防灾、设施、经济、社会五个方面的韧性协同推进才能促成一个韧性城市。廖茂林17认为现阶段主要采用双轨制的方法，利用城市防灾计划和适应计划，通过减少温室气体的排放、使用非矿物质燃料，降低极端天气收稿日期：2022-09-02作者简介：莫欣欣，研究方向为韧性城市建设。基金项目：中国气象软科学项目（项目编号：2022ZZXM24）引用本文：莫欣欣,万晓琴.Natech事件下的韧性城市建设研究J.智能城市,2023,9(7):90-92.智城建设NO.07 202391智能城市 INTELLIGENT CITY引发灾害的概率，进而减少气候对城市的灾害和影响。尹来盛18认为解决城市暴雨内涝要从规划、建设、治理等方面综合提升城市的韧性，顺应自然规律、遵从社会发展规律。目前关于韧性城市研究主要集中在评价体系构建、评价模型和管理策略等方面，缺少Natech事件视角下建设韧性城市研究，本文从Natech事件视角下，研究韧性城市建设策略，以郑州暴雨Natech事件为例，提出基于Natech事件的韧性城市建设策略。2郑州暴雨下的Natech事件分析2.1郑州特大暴雨2021年7月20日，河南郑州遭遇了“千年一遇”特大暴雨，从7月17日20：0020日20：00，三天总降雨量为617.1 mm。2021年7月20日4：00，临近的颍河水位暴涨，洪水浸没登电集团铝合金有限公司厂区内合金槽，接触到槽内高温溶液发生爆炸。2.2Natech事件的影响（1）水资源被污染。此次Natech事件中的化工品随着洪水流入颍河上游的白沙水库，白沙水库是附近居民用水、工业用水的主要来源，如果水资源被污染，将给颍河下游的居民带来巨大损失。（2）城市生态质量下降。城市蓄水过度、排水系统没有发挥作用引发洪涝灾害，临近颍河的登电集团受到暴雨的冲击后，含氟气体泄漏和二氧化硫的融入，对植物生长危害较大，农业将受到影响。（3）对人体危害大。大量的含氟气体和二氧化硫的侵害将对人体造成不可控的伤害，轻则影响牙齿、骨头的发育或出现氟化骨症等慢性病，重则出现骨密度过硬造成轻易骨折的现象，氟气与水发生反应后易生成氟化氢，氟化氢会刺激鼻、咽、眼睛和呼吸道，重则灼伤肺部或造成液体蓄积在肺部。（4）工厂开工率低。郑州经历此次暴雨后一直处于缺电状态，电解铝损失过大，大工厂一半停止生产，小工厂全停产，即使启动安全检查也是生产、检查同时进行。2.3Natech事件发生原因分析（1）拉尼拉现象和台风结合，导致雨量充沛。受拉尼拉现象影响，副热带高压的位置持续偏北，第6号台风“烟花”和第7号台风“查帕卡”相继生成，台风“查帕卡”在广东沿海缓慢移动，将西南印度洋暖湿气流向北输送，台风“烟花”云盘直径近1 000 km，远程助推东南季风，将太平洋丰沛的水汽送进内陆，水汽遇冷凝结后降下暴雨。（2）地形因素使水汽滞留郑州。台风带来的两波暖湿水汽在华北平原交汇后，在太行山、伏牛山的阻挡下不断抬升，温度骤降形成极端强降雨，且持续时间非常久，导致河南出现特大暴雨。（3）社会缺乏基本气象科学知识普及。郑州市气象部门已预测出此次特大暴雨，即24 h降水量为250 mm以上，但人们对此了解较少，因此地铁依旧正常运行，隧道未采取封闭措施，未及时向市民、工业园区通报暴雨情况。2.4暴雨事件中城市建设存在的问题（1）排水网管标准不适用洪涝灾害。特大暴雨超出城市的承受范围，堤防水库险情多发重发，多地水库超出历史最高洪峰水位。目前郑州市的雨水网管建设标准不能适应极端天气的降雨量，城市中心辖区排水管设计标准低，排水管道少，城市雨水管网范围并不广泛，许多小区、老旧区无法实现排水。随着城市发展城区透水率降低，雨水管网不能大剂量地排放雨水至河道，导致积水点越来越多。管道因施工被破坏后不及时维护，产生大量泥土堵塞管道，各辖区未定期开展清理管道的工作导致管道处于封闭状态，导致排水能力下降。（2）厂区围墙承受不住洪水压力。颍河水位暴涨至厂区围墙根基，工厂的防护线就是与颍河相邻的围墙，围墙维护与韧性建设等没有得到重视，围墙承受不住洪水压力是造成Natech事件的原因之一。（3）地势起伏。郑州市西区多山地丘陵，东区多平原，地形基本由西南向东北倾斜，由山区、丘陵过渡到平原，呈阶梯状降低19，海拔总体低于黄河河面高度，无法将积水排入黄河；西高东低的地势导致大量的洪水涌入白沙地区的颍河中，并快速冲到登电集团工厂。3Natech事件下的韧性城市建设策略（1）加强排洪系统的韧性建设，避免引发次生灾害。海绵城市的建设主要作用于城市的蓄水问题，面对雨季或极端天气，重点是排水系统是否能做到有效排水，不造成城市内涝现象。因此，相关部门应定期检查排水系统，保持排水通畅，应根据城市内涝与降雨量高发的地区进行河道的改造，扩大原有的排水管道规模，修建水渠、人工湖、净水厂、水上广场等有利于地表蓄水的设施，有效增大蓄水量。除此之外，增大植被覆盖面积也是一种有效的治理方法。（2）工厂基础设施建设提高标准，定期排查安全隐患。郑州市每年都会经历汛期，是我国重大防洪城市之一。为预防Natech事件的发生，在汛期后智城建设NO.07 202392智能城市 INTELLIGENT CITY需要安排相关部门对排水监测系统、公共照明设施、工业园区厂房和设备等基础设施维护和检修。提高建筑物结构的标准，包括房屋、厂房、排水系统、交通运输、防灾物资等设施，厂房、围墙等采用钢筋混凝土结构、钢结构等较为先进的结构类型，能够抵御一般强度的洪水，在极端天气下减少坍塌事故。工厂成立应急预案编制小组，编写应急预案，预防事故的发生或减少事故造成的损失，保障公众人身安全。（3）利用大数据监测预警，增强信息有效韧性。城市内设立自动雨量监测站、水位视频监测站、气象监测站，使用卫星传送、5G网络等形式将各站数据信息快速传达至省部水文局和流域局。通过对数据信息的分析，对洪水流动区域、趋势、河水水位进行预测、通报，快速判断是否启动应急响应，并将数据分析情况反馈至相关部门，提醒各地居民尽快转移并做好应对洪水的准备。（4）加强工业人员教育培训，提高内部人员韧性。目前我国缺少应对Natech情况的相关书籍，可以根据各地不同的洪水期，在洪水到来前和爆发后开展预防Natech情况的教育培训和应急演练，提高工业人员的专业性、防范性和规范性，增强工业人员应急能力，减少Natech事件的发生。洪灾过后对损失结果、灾后重建与恢复工作进行分析，汲取有效经验，提高城市的韧性。（5）加大宣传力度。多主体参与可以有效降低Natech事件的风险隐患，快速实施应急处理。相关部门可以在社区开展线下和线上咨询服务；在小区、校区布置宣传场地，可采取有奖问答的形式，鼓励民众积极参与宣传活动，针对不同地区宣传自然灾害重点不同，例如沿海地区宣传台风、暴雨等极端天气下容易造成Natech事件。全民多主体参与能够增强人民安全意识、有效动员社会资源，促进全民抗灾救灾格局形成，增强城市的韧性。4结语暴雨、大风是侵害城市的主要自然灾害，当城市遭受暴雨侵害时，企业总体环境风险上升，表现出明显的工业脆弱性，尤其是工业聚集的大城市将会面对更大威胁。近年来我国开始提倡从多方面建设韧性城市，本文从降低Natech事件角度出发，以郑州市为例分析了特大暴雨降至郑州市的原因以及Natech事件造成的危害和隐患，提出降低Natech事件发生概率、提高城市多方面韧性的方法，呼吁相关部门加强城市应急、提前做好减灾救灾工作，提前准备充足物资应对灾害，加强应急预案演练，提高人们对自然灾害的预防意识与救灾意识，加强设备保护和定期维护工作，在暴雨来临前确保每项工作落实。参考文献1 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