超大城市洪涝灾害成因综合解析——以重庆市为例

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出。以重庆市历年洪涝灾害事件为基础,梳理重庆市防涝减灾现状,分析水文、地理、地形、城市化、气象等因素对重庆市洪涝灾害发生频率和强度的影响,结合这些洪涝灾害致灾因子进一步对重庆市的孕灾环境和承灾体进行分析,提出针对重庆中心城区洪涝治理的对策建议。分析发现:重庆市洪涝灾害受多种因素综合影响,特殊的地理位置和山地城市的地形条件决定了重庆防洪治涝的艰巨性;重庆市河流纵横,山高谷深,完全具备发生洪涝灾害的孕灾条件;应充分考虑气象水文和经济社会发展的新情况,根据三峡水库等建成后的洪涝灾害特征和城区防洪防涝能力现状,及时优化城市洪涝灾害防御体系。

审美体验视域下城市公共景观家具作用的研究

城市公共景观家具作为点亮一座城市的“星链”,能够在一定程度上表现出一座城市具有的文化底蕴、人文气质以及历史脉络走向等。一座城市独有的生命气息能够在坐立行走间展示民俗性的生活韵味,尤其是那些带有标志性或者地标性的城市公共景观家具,甚至能折射出一座城市的审美倾向和生活哲学,可以给不同文化层次民众在日常生活中带来不同的审美体验。因此,通过对城市公共景观家具概念、审美体验形式进行分析,研究城市公共景观家具审美体验的价值,从而探索出审美体验视域下城市公共景观家具的作用,以寻求出城市视觉环境改善的主要途径,为创造出更好的城市生活景观环境提供参考和借鉴。

湖北省城市洪涝灾害韧性时空演变及驱动因素分析

洪涝灾害是湖北省主要自然灾害之一。开展湖北省城市洪涝灾害韧性研究,可加快该地区韧性城市建设,促进城市的可持续健康发展。以湖北省17个城市为研究对象,选取2010-2021年为研究期,从压力、状态、响应等维度构建城市洪涝灾害韧性评价指标体系,运用CRITIC-熵权组合赋权法分析其洪涝灾害韧性时空演变,并利用空间自相关法分析其洪涝灾害韧性空间集聚特征,再用地理探测器模型分析其驱动因素。结果表明:①研究期内湖北省城市洪涝灾害韧性指数呈波浪式上升趋势,增幅达34.82%;②城市洪涝灾害韧性的空间分布主要呈现为“西高东低”和以武汉为高值向外递减,城市洪涝灾害韧性的空间集聚效应较强;③城市洪涝灾害韧性的空间分异性为多因素共同作用。其中,人口暴露程度、地形起伏情况、地表陡缓程度、医疗保障能力为主要驱动因素。研究结果可为城市防洪减灾政策提供参考。

新型轨道消防救援车模块化系统设计

为实现对各种复杂的轨道交通事故的有效救援,应对各种复杂的轨道交通事故,首先,通过文献检索,分析国内外现有轨道消防救援系统的现状及其发展趋势;然后,总结和剖析路轨两用车在山地城市轨道交通系统中的适用性及模块化改造的可行性;最后,提出一套适合山地城市轨道特点的新型轨道交通路轨两用消防救援系统。结果表明:路轨两用消防救援车符合轨道消防救援使用要求。系统采用高强度模块化以及装配式设计理念,配备有控制各种火灾工况的灭火及排烟系统、牵引绞盘、应急发电、医护用品等应急救援装备,能够针对性的应对密闭、浓烟环境下轨道事故救援工作,极大减少发生事故后造成的损失。

砖木结构古建筑火灾风险影响因子评估研究

提出模糊DEMATEL-ISM的方法,在建立古建筑火灾评价指标体系的基础上,对归属于4大类风险因素的25个潜在风险因子进行关联性分析,得出因子的因果属性及因子间的逻辑层次结构关系,从而对古建筑火灾风险进行评估。利用模糊DEMATEL-ISM法对华阴市西岳庙灏灵殿进行实例分析,结果表明:疏散与扑救条件、电器设备隐患的原因度较大,需要对其予以控制;耐火等级、火灾荷载的结果度大,为事故发生的主要原因;疏散与扑救条件、易燃易爆危险品、电器设备隐患、安全责任制、灭火应急预案和演练为古建筑火灾事故的关键风险因子,可为古建筑火灾风险管控工作提供相应参考。

某核电厂电气仪控房间火灾排烟温度分析

对某核电厂电气厂房的2个电气仪控房间进行了火灾排烟温度模拟分析。模拟计算了排烟系统不同时刻启动时,这2个防火空间室内空气温度的变化情况。结果表明:排烟系统启动后房间空气温度迅速降低,然后逐渐升高,最后随着火灾热释放速率的降低而逐渐降低;对于手动启动的排烟系统,需及时启动才能有效排除火灾中的烟气;需合理设置排烟防火阀,以保护排烟风机等。

基于AHP-CRITIC法的高架仓库火灾风险评价

为提升高架仓库安全性,基于PSR(压力-状态-响应)模型,结合4M理论识别高架仓库火灾风险指标,然后,用层次分析法(AHP)建立层次关系,并与CRITIC法相结合得到综合权重,最后,用模糊综合评价法评估火灾安全等级,以某市一高架仓库进行模型验证。结果表明,利用该模型可识别出高架仓库在运行期、灾害期和恢复期可能存在的风险因素,为高架仓库火灾安全风险的评估奠定基础,应用于实例可以更好地改进和提高高架仓库面对火灾危害的抵抗能力,增强它的安全性。

隧道纵向风及列车侧门开启方式对车厢内火灾温度场影响研究

为了探究隧道纵向通风、列车侧门开启方式对车厢内部火灾烟气温度分布的影响规律,建立1∶15缩尺寸“车-隧”耦合试验模型,以及着火车厢侧门双侧开启时“车-隧”耦合区间车厢内部考虑无量纲纵向风速、无量纲侧门开口因子、无量纲火源热释放速率的无量纲烟气回流长度分段函数关系式。定性分析车厢顶部烟气温度分布规律,定量分析车厢内烟气回流长度数据,从而揭示烟气回流长度随纵向风速、侧门开启方式和火源热释放速率变化的规律。研究结果表明:不同纵向风速下,火源上游烟气温度分布在贯通门位置处发生明显降低。不同侧门开启方式下,着火车厢侧门双侧开启工况的火源上游温度衰减速率大于侧门单侧开启的工况;随着车厢每侧侧门开启数量增加,着火车厢侧门单侧开启工况与双侧开启工况的火源上游温度衰减速率差距随之增大。着火车厢、非着火车厢侧门均单侧开启时,烟气回流长度变化规律受贯通门停滞影响较大,当火源热释放速率增大至5.7 kW,纵向风速大于0.8 m/s后,烟气回流长度不再随纵向风速的增大而变化。着火车厢侧门双侧开启、非着火车厢侧门单侧开启时,烟气回流长度符合加速衰减区、停滞区、缓慢衰减区变化规律。研究结果可为提升列车火灾烟气防治效果,加强区间隧道烟气控制及运营安全提供经验和理论参考。

沿海城市复合洪涝模拟物理模型研究

受暴雨、沿海高潮位和河流洪水等多种洪涝驱动因素的影响,沿海城市洪涝成灾机理复杂。揭示沿海城市复合洪涝的发生过程与成灾机理对于科学制定洪涝调控策略具有重要的意义。本研究探究了沿海城市复合洪涝模拟物理模型构建方法,并以海口市美舍河出海口典型城区为例,构建了复合洪涝模拟物理模型和数值模型。基于物理模型和数值模型开展了暴雨-高潮位-河流洪水三因素驱动下的复合洪涝模拟物理模型试验研究,并对模型精度进行了评估。结果表明,本研究所构建的沿海城市复合洪涝模拟物理模型可以准确模拟复合洪涝,模型率定和验证的纳什效率系数值均大于0.9,相对误差值均小于10%,模型精度较高。

山地历史镇村消防规划的适应性方法研究——以重庆中山古镇为例

消防安全是安全工作的重要组成部分,也是城乡高质量发展的重要前提。山地历史镇村因其复杂的地形环境、不便的对外交通、滞后的经济发展,相较平原地区,面临着更大的火灾风险。研究聚焦山地历史镇村消防面临的难点与现有研究的不足,引入规划适应性理论,按照“从动—适动—能动”的适应性思维,提出了构建精准的防火分区体系、配置多层级立体的消防设施系统、构建平灾结合的消防通道网络、采取灵活的建筑耐火措施等的消防规划路径与方法。其中,在防火分区方面,形成“全面开展火灾风险评估—精准划分防火分区—有效设置隔离空间”的规划技术方法;在消防设施方面,利用山地地势高差、水源充足等特点,构建多层级、立体化的消防设施系统;在消防通道方面,设立基本消防通道—可转换消防通道—可拓展消防通道的三级通道系统;在建筑防火方面,提出构建建筑防火综合评价体系、加强传统建筑内部的电气线路规范化等举措。基于上述方法,以重庆中山古镇为案例,开展了具体的火灾后消防规划实证,可以为山地历史镇村的消防安全保护工作提供重要的经验借鉴。

城市浅埋隧道自然排烟竖井临界间距研究

竖井间距会改变竖井内外压差,当竖井内外压差为0时,隧道火灾烟气将无法排出,此时竖井对应位置为竖井临界间距。由竖井内外口压差理论分析,给出竖井临界间距理论模型,再采用FDS模拟进行仿真验证。结果表明:设置竖井可明显降低隧道温度,竖井间距为临界间距时,温度下降幅度接近150℃,人员疏散路径温度低于60℃,竖井排烟效率在55%~80%,可有效进行竖井排烟;当竖井间距大于竖井临界间距时,隧道内烟气压强小于竖井出口处风压,竖井排烟效率低于50%。

水分对消防灭火防护服织物系统辐射热防护性能的影响

现阶段消防灭火服热防护性能评估中,对水分影响的考虑不足。为研究水分在不同织物层中对其热防护性能的影响差异,在低热辐射暴露下,分别在外层、舒适层、外层与舒适层设置不同含水量水平,分别针对直接热暴露、包含热暴露与蓄热释放全程两种情形进行试验测评。研究发现,无论是直接热暴露还是综合考虑蓄热释放的作用,增加外层织物水分含量有利于提升多层织物整体热防护能力,且随着水分含量的增大而上升;舒适层织物润湿则会削弱多层织物整体热防护能力,提高舒适层的吸湿排汗能力,保持其干燥是保持灭火防护服热防护性能的手段之一。外层与舒适层同时润湿时,二者之间呈现交互影响,未来可进一步深入研究。

城市交通隧道电动汽车火灾安全研究进展

城市电动汽车数量增加给城市交通隧道消防安全带来了新的挑战。论文首先归纳了隧道内电动车辆火灾研究的科学问题和关键技术问题,总结了电动汽车火灾成因及研究手段、火灾燃烧热特性、燃烧产物特性等领域的研究成果,分析了隧道狭长受限空间结构对电动汽车火灾发展过程的影响,探讨了城市交通隧道电动汽车火灾的消防救援。根据现行消防标准规范及隧道消防设计指南,讨论了应对电动汽车火灾交通隧道消防系统设计需要改进的要点。研究表明,新能源车火灾场景比燃油车火灾场景更复杂,主要表现在电池不稳定的喷射火源、持续时间、峰值热释放和峰值温度、汽车带电风险等方面。目前电动汽车火灾实体试验研究主要是在大空间或者开放空间中进行,隧道受限空间对电池燃烧特性影响、电动汽车火灾羽流特性以及有毒烟气蔓延及控制还缺乏系统性研究。研究成果能够为城市交通隧道的消防设计、安全运营以及应急救援预案制定提供参考。

密室逃脱类场所人员疏散影响因素研究

准确识别火灾等突发事件时影响密室逃脱类场所人员疏散的因素,并客观系统分析因素间的层次关系和重要程度,对密室逃脱类场所的应急疏散至关重要。基于密室逃脱类场所行业规范和现状,从人员、建筑结构、环境、消防管理4个维度提取了26个影响因素,采用AISM(对抗解释结构模型)及MICMAC(交叉影响矩阵相乘法)构建密室逃脱类场所人员疏散影响因素3级递阶结构模型,综合分析因素间作用关系,并分析因素与管理层、运营层、玩家层3类主体对应责任关系,然后联合ANP(网络层次分析法)确定各影响因素的权重和排序。结果表明:影响密室逃脱类场所人员疏散的深层根本因素主要为制度与规程编制完备性、密室剧情类型、空间组合形式、空间嵌套层数等,其可通过驱动密室场所经营位置、门锁联动性、空间内部昏暗度、道具种类与数量、NPC(非玩家角色)疏散引导能力等中层特性影响因素优化,规范消防设施完备性、应急预案编制情况、安全教育与培训情况等关键共性影响因素,最终提升玩家应急疏散能力。

人员通行角度下城市内涝地下工程韧性评价

近年来城市极端暴雨内涝事件频发,给地下工程的安全及韧性带来了巨大的挑战。鉴于此,本文提出了一种暴雨内涝条件下城市地下工程韧性评价方法。首先,通过暴雨情景模拟,研究了地下工程进水过程的规律。其次,从人员安全通行率的角度建立了暴雨内涝条件下地下工程性能函数,揭示了不同进水情况下地下工程可通行的性能变化规律,提出了从安全通行角度出发的地下工程韧性指标定量计算方法。最后,通过典型案例进行了方法应用,考虑暴雨重现期和挡水设施等因素,揭示了暴雨内涝条件下典型地下工程韧性的变化规律。研究结果表明:暴雨内涝条件下,地下工程韧性随暴雨强度增加而减小,随挡水设施高度增加而显著增加。

南京定淮门长江隧道新增自动灭火系统设计探讨

南京定淮门长江隧道为国内已通车的最长水下双管双层盾构隧道,鉴于定淮门长江隧道内现状无自动灭火系统,从隧道运营安全及防灾救援的角度考虑,拟在隧道内增设自动灭火系统。通过对国内水下隧道自动灭火系统设计的研究现状进行分析后,对隧道新增泡沫/水喷雾系统设计的重难点进行了分析,详细介绍了其针对性的设计解决方案及系统中的重要设备设施,包括:隧道专用泡沫喷头的选型、隧道泡沫/水喷雾系统分区设计、新增消防泵房及消防水池选址、消防管道设置、水力计算、系统控制要求及运行控制系统的设计等,总结了设计中的创新点并进行了展望。

基于有序加权平均算子和后悔理论的城市洪涝灾害韧性评价

针对城市洪涝灾害韧性评价过程主观性强、未考虑决策者有限理性和后悔规避的心理行为导致评价结果失真的难题,提出基于有序加权平均算子和后悔理论的城市洪涝灾害韧性评价方法。首先,结合韧性城市概念,从抵抗能力、预警能力、适应能力、恢复能力4个维度构建指标体系,利用有序加权平均算子将专家极端决策值分布到权重较低位置,通过组合权重的形式求得指标权重,弱化主观偏好极端评价值对权重的影响;然后,考虑专家决策时后悔心理行为特征,构建效用值矩阵、后悔-欣喜值矩阵和感知效用矩阵,得出城市洪涝灾害韧性评价值;最后,将其运用在河南省洪涝灾害韧性评价中,并将计算结果与其他评价方法得出的结果对比分析。结果表明:4种方法评价结果基本一致,均认为河南省洪涝灾害韧性等级为Ⅲ级,提出的方法评价结果精度更高、更贴近实际情况。此外,各地级市韧性等级差异较大,分布不均,整体呈现西南部城市韧性等级高于东北部城市的特征。

基于改进蚁群-麻雀算法的建筑火灾疏散路径规划研究

结合改进蚁群算法(IACO)和改进麻雀搜索算法(ISSA),提出一种考虑火灾实时蔓延的动态疏散路径规划模型。采用火灾动力学软件(FDS)得到火灾环境参数,以表示火灾实时蔓延的危险程度。基于IACO强大的全局搜索能力得到初始疏散路径。采用收敛速度快的ISSA对初始路径进行优化,以提高路径的稳定性。以某综合建筑为例进行2组不同火灾环境下的仿真实验,结果表明:IACO-ISSA模型相比ACO能够根据火灾发展情况实时调整疏散路径,从而有效躲避火灾危险区域,避免了忽略火灾动态蔓延而引导疏散人员至危险区域的现象,进一步提高了疏散路径的安全性。

新发展理念下城市洪涝安全格局构建的要点、思考与实践——以北京城市副中心为例

北京城市副中心地处“九河下梢”,水系丰富,地势低洼,历史上洪涝灾害严重。近年来,随着城市建设的快速推进,该地区的原始下垫面和自然水文特征逐步改变,生态空间受到挤压与破坏,城市应对自然灾害的能力减弱,防洪防涝任务压力增大。北京城市副中心秉承“高起点、高标准、高水平”的新发展理念,构建了保障人民生命财产安全、维持城市安全运行、改善水生态环境、促进全流域洪涝系统完善的城市副中心防洪防涝安全格局,对实现“蓝绿交织、清新明亮、水城共融”的北京城市副中心建设目标具有重要意义。

基于对称三波长相位解调的FP干涉式光纤传声器研究

研究基于对称三波长相位解调的法布里-珀罗(Fabry-Pérot,FP)干涉式光纤传声器,采用实时归一化算法和反正切算法还原声信号。在实时归一化算法中,结合对称三波长和参数实时归一化估计方法,实现了两路信号的归一化,减小了激光器工作波长、输出功率及谐振腔长对光纤传声器性能的影响。在反正切算法中,通过反正切和相位累加,准确还原声信号。