获奖状况:应用分析组三等奖
参赛单位:防灾科技学院
指导教师:黄猛
参赛选手:魏傲雪(组长)
郑 佳
黄意诚
穆明慧
1.需求分析
廊坊市地处北京经济圈的独特区位,既得近海开放之利,更占京津辐射之先。处于华北大中城市和人口高密度区的中心位置,拥有包括北京、天津两大直辖市和京畿大省河北在内的近一亿人口的消费群体。 同时廊坊市规划区同样位于华北地震区的华北平原地震带上,处于北西西向的张家口—蓬莱地震密集带和北东向的华北 平原地震密集带,有发生中强震的地震活动性和地震构造条件。历史上的一些强震发生在这两条地震带中,如1679 年三河-平谷8 级地震,1976 年唐山地震序列,北京周围的一些6.0~7.0 级强震。
作为快速发展中的廊坊市来说,地震应急分析的完善变得尤为重要,然而,又由于目前绝大多数地震不能做到临震预报,因此地震灾害的一个特点是突发性。地震突然袭击,使人们猝不及防,尤其是强烈地震瞬间造成房屋倒塌,人员被埋,场面惨烈,使人一时不知所措,这时人们的反应首先是寻找安全的避难场地。即使是房屋没有破坏的有感地区,人们受到惊吓,同样也是涌向户外。
因此对廊坊市进行应急避难场所选址分析也变得尤为必要和重要。本小组此次选题综合各方面应急选址因素,通过选址分析,分析出最满足条件的区域和场所作为应急避难场所。
2.解决思路
2.1方案设计思路
本研究是基于SuperMap Deskpro 6R的支持下,根据廊坊市的基础数据进行了缓冲分析、叠加分析以及选址分析,分析得出了烈度分别为六度、七度、八度下的可通行道路以及避难场所的选址结果
首先,我们将原始受灾烈度图与各种次生灾害进行缓冲区分析与叠加分析得到最初的结果集缓冲区生成最初的结果集。
然后将结果集缓冲区与原始的道路分布图叠加,以桥梁、道路破坏点为障碍点,分别生成不同地震级别下的可通行性道路分布图。
最后将结果集缓冲区与通过选址分析得出的可能避难场所叠加,生成选址分区的中心点,根据现有的廊坊市人口及建筑数据,在可通行性道路的基础上进行选址分区分析。
2.2准备数据
经过前期的实地调查与查阅相关资料,我们准备了以下数据集:备选避难场所分布、加油站分布、供热站分布、变电厂分布、化学品厂分布、廊坊市道路分布、地震带分布、廊坊市建筑概况分布。
2.3数据分析处理
2.3.1缓冲区分析
根据收集到的廊坊市现有建筑以及加油站、变电、供热站、化学品厂等易发生次生灾害的地点在不同地震级别下,根据相关算法设定科学合理的缓冲半径,进行面缓冲区分析。
2.3.2叠加分析
将各种次生灾害缓冲区以及根据经验找到的地震时产生的桥梁和道路破坏点进行叠合分析,从而得到科学合理有一定依据的六度、七度、八度震级下可通行通路。
2.3.3选址分区分析
先选定的部分建筑作为可能的避难场所中心点,然后根据人口比例和地震发生时道路现状,设定地震时避难场所的个数,最后得出最合理的避难场所的地点。
3.分析过程
为了更好的把握整个项目的进程,明确项目各个阶段任务,经过老师的指导和我们组内的商量,我们制定了整个项目的工作流程图:
图 1 分析流程图
3.1数据获取
经过对有关数据的整理,共整理出了有效数据15万余条,然后对数据进行了相应的坐标转换和配准,实数据具有相关实际意义并建立了大约1.5M的原始数据的UDB数据源GIS空间数据库。
3.2可通行道路分析
根据实际情况,影响道路的通的因素主要有三方面的内容:建筑物倒塌、次生灾害危险源覆盖范围、道路自身的破坏以及桥梁破坏造成的障碍点。
3.2.1次生灾害危险源缓冲区
地震引发的次生灾害主要有:火灾、水灾、有毒气体泄漏、爆炸、放射性污染等。根据现有数据来看,廊坊市的危险源包括以下几种:火灾易发区(加油站、变电站、供热站),有毒气体扩散危险区(化学品厂)。分析过程中用到的模型是:
①、根据伤害模型的冲击波伤害准则,给出由爆炸造成的人员伤害分区模型如下:
死亡区为:
其中R为死亡区半径(m),E 为爆源总能量(kj )。
重伤区:
其中R 为重伤区半径(m),E为爆源总能量(kJ),△P =44000Pa,(冲击波超压),P。--环境压力(Pa)。
轻伤区为:
其中△P=17000Pa,其余和重伤区一样。
因为在这里我们分析的是次生灾害危险源的缓冲区,采用第一个