城市地震次生火災(zāi)研究.pdf

1、我國是一個多地震的國家,也是世界上遭受地震災(zāi)害最為深重的國家之一,地震災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人民的生命財產(chǎn)安全,也成為制約和諧社會發(fā)展的一個重要因素。地震次生火災(zāi)是發(fā)生頻率最高的地震次生災(zāi)害,次生火災(zāi)的發(fā)生加重了地震災(zāi)害的破壞。另外,我國城市化進(jìn)程的日益加快,使得地震次生火災(zāi)研究顯得更加緊迫。
　　 近年來,世界各國都開展了對地震次生火災(zāi)方面的研究工作,但是目前對該領(lǐng)域的研究還缺乏系統(tǒng)性的方法體系,次生火災(zāi)中一些相關(guān)的關(guān)鍵科學(xué)問題仍未很

2、好解決。
　　 本文就地震次生火災(zāi)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,并在這些研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,選擇作者參與過的震害預(yù)測工作的一個南方小城作為示例城市,利用其中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和震害預(yù)測結(jié)果,采用Visual C＃和ArcEngine軟件包,開發(fā)了.net2.0架構(gòu)的地震次生火災(zāi)模擬系統(tǒng)。本文主要工作有以下幾個方面。
　　 1、總結(jié)國內(nèi)外地震次生火災(zāi)方面研究的成果和進(jìn)展,提出了本文的研究思路和目標(biāo)
　　 本文系統(tǒng)全面地總結(jié)了國內(nèi)外地震次

3、生火災(zāi)方面的研究過程和主要研究成果,在數(shù)學(xué)物理模型殲發(fā)方面主要包括以歷史震害資料為基礎(chǔ)得到的地震次生火災(zāi)回歸預(yù)測模型和地震次生火災(zāi)蔓延模型方法。提出了地震次生火災(zāi)的研究應(yīng)包括單體建筑地震次生火災(zāi)危險性評估方法,給出城市重大地震次生火災(zāi)危險源危險性識別,進(jìn)而到城市小區(qū)地震次生災(zāi)害危害性等級評估方法,為了完成這些功能,需要對未來地震城市次生火災(zāi)發(fā)生概率進(jìn)行評估,也需要對已發(fā)生的地震次生火災(zāi)的影響范圍進(jìn)行預(yù)測。
　　 2、系統(tǒng)地對城市

4、地震次生火災(zāi)和基礎(chǔ)設(shè)施之間的關(guān)系進(jìn)行了論述
　　 城市基礎(chǔ)設(shè)施是指為物質(zhì)生產(chǎn)和人民生活提供一般條件的公共設(shè)施,是城市賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。本文系統(tǒng)地論述了城市地震次生火災(zāi)和基礎(chǔ)設(shè)施之間的關(guān)系:房屋建筑、能源供應(yīng)系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施既是城市地震次生火災(zāi)的主要承災(zāi)體,其地震破壞又是引起地震次生火災(zāi)發(fā)生的直接因為；震后由于電力系統(tǒng)的急于恢復(fù)電力供應(yīng)可能產(chǎn)生的電火花可能直接成為地震次生火災(zāi)的點火源；而交通系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等一些基礎(chǔ)設(shè)施

5、的破壞會引起地震次生火災(zāi)救災(zāi)能力下降,從而使得火災(zāi)失去控制,產(chǎn)生更大的經(jīng)濟損失；另外地震次生火災(zāi)的發(fā)生反過來也會引起基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步破壞,并造成更多人員傷亡和更大的經(jīng)濟損失。就城市基礎(chǔ)設(shè)施和地震次生火災(zāi)關(guān)系系統(tǒng)地論述是本文創(chuàng)新點之一。
　　 3、建立了城市地震次生火災(zāi)發(fā)生次數(shù)評估模型
　　 收集和整理了國內(nèi)外幾十次地震次生火災(zāi)震害資料,以這些資料為基礎(chǔ),進(jìn)行回歸分析,分別建立了以地震烈度和地面峰值加速度為參數(shù)地震次生火災(zāi)

6、發(fā)生次數(shù)預(yù)測模型,該模型由于歷史數(shù)據(jù)量有限,還只能是個初步的預(yù)測模型,有待于在城市地震次生火災(zāi)發(fā)生次數(shù)研究實踐中不斷完善。
　　 4、建立了城市單體建筑地震次生火災(zāi)發(fā)生概率模型
　　 分析了影響單體建筑物地震次生火災(zāi)因素,指出建筑結(jié)構(gòu)本身或內(nèi)部的可燃物是否存在,可燃物的可燃性,地震破壞對可燃物暴露和引燃概率的影響,地震發(fā)生時的天氣和環(huán)境條件是影響單體建筑次生火災(zāi)發(fā)生的主要因素。以這些因素為基礎(chǔ)建立了單體建筑地震次生火災(zāi)概

7、率模型,并通過對模型中的各影響因素對應(yīng)的概率值的設(shè)定,使得單體建筑次生火災(zāi)發(fā)生的概率值計算能夠順利進(jìn)行,為單體建筑次生火災(zāi)危險性評估提供了基礎(chǔ)。
　　 5、建立了城市地震次生火災(zāi)重大危險源識別模型
　　 城市重大次生火災(zāi)危險源往往是城市重大次生火災(zāi)發(fā)生的基礎(chǔ)條件,這些危險源的危險性等級評估是城市防震減災(zāi)工作中一項重要工作。本文采用格雷厄姆——金尼法,重大次生火災(zāi)危險源危險性等級由次生火災(zāi)發(fā)生的可能性、暴露于危險源的人的頻

8、繁程度和建筑物與危險源之間的距離、危險品的儲存量三因素來決定。并對這些因素進(jìn)行了相應(yīng)的賦值,給出了危險性等級評定標(biāo)準(zhǔn),建立了城市地震次生火災(zāi)重大危險源危險性等級識別模型。該模型能夠為城市油庫、加油站、火災(zāi)危險源存放和生產(chǎn)場所等重大次生火災(zāi)危險源危險性等級識別提供技術(shù)支撐,是本文一個創(chuàng)新之處。
　　 6、建立了城市地震次生火災(zāi)高危害性小區(qū)評估模型
　　 城市地震次生火災(zāi)高危害小區(qū)的研究對提高城市防御地震次生火災(zāi)能力具有比較

9、現(xiàn)實意義。本文利用層次分析方法,考慮的小區(qū)內(nèi)地震次生火災(zāi)的影響因素有:工程結(jié)構(gòu)的地震破壞、建筑密度、人口密度、可能引發(fā)地震次生火災(zāi)的著火點密度、建筑類型、消防設(shè)施狀況、消防站點到達(dá)時間和小區(qū)內(nèi)道路密度等。對這些影響因素進(jìn)行量化分析,建立了地震次生火災(zāi)高危害小區(qū)評價模型,該模型的建立是以工程結(jié)構(gòu)地震破壞等級為基礎(chǔ)。模型的建立對于城市小區(qū)的地震次生火災(zāi)危險性評估提供了切實可行的評價方法,對城市小區(qū)日常防火安全也有一定的參考價值。如何給出工程

10、結(jié)構(gòu)各種破壞下對小區(qū)地震次生火災(zāi)影響因素評分,并建立基于工程結(jié)構(gòu)破壞的地震次生火災(zāi)高危害小區(qū)危害性等級評估模型,是本文一個重要的創(chuàng)新。
　　 7、建立了基于地震破壞建筑物之間的地震次生火災(zāi)蔓延模型
　　 城市建筑物是城市地震次生火災(zāi)的主要載體。本文考慮城市地震次生火災(zāi)發(fā)生和蔓延的實際情況,以城市內(nèi)地震破壞下的建筑物為火災(zāi)蔓延的載體,從工程應(yīng)用的角度通過按不同結(jié)構(gòu)類型給出次生火災(zāi)蔓延參數(shù),并建立不同類型蔓延目標(biāo)建筑火災(zāi)蔓延

11、的臨界距離等,考慮地震破壞、風(fēng)速天然阻火帶等因素對火災(zāi)蔓延影響,建立以建筑物為蔓延對象的城市地震次生火災(zāi)蔓延模型。從工程應(yīng)用的角度建立的城市建筑間地震次生火災(zāi)蔓延模型,考慮了影響地震次生火災(zāi)蔓延的主要因素,忽略了火災(zāi)蔓延動力學(xué)中的需要的復(fù)雜參數(shù),通過經(jīng)驗的方法予以替代,使得次生火災(zāi)蔓延模擬能夠進(jìn)行,是本文一個重要的創(chuàng)新之處。
　　 8、完成了地震次生火災(zāi)模擬系統(tǒng)的開發(fā)。
　　 通過對開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)研和分析,選擇采用.NET