摘要

面对全球气候变化的严峻挑战，非结构性防灾措施在城市综合防灾中日趋重要，滨海城市洪涝灾害的高风险性、低控制性以及可预期性，使得研究城市应急疏散具有重要意义。回顾了国外应急疏散决策的相关研究，总结了滨海城市应急疏散特点。介绍了忒修斯项目构建的SADT整体疏散决策体系，包括确定预报情景参数、地区人口及环境特征、行动级别及其他策略数据、疏散策略及优先选项、疏散场景及可行性、实施级别及策略优化、反馈及实施7项任务。阐述了决策流程及支持数据，具体说明了关键性策略的选择及主要难点的支持手段，并提出了优化策略。希望借鉴忒修斯项目经验，对我国滨海城市应急疏散决策体系构建产生有益启示。

忒修斯项目;应急疏散;决策体系;灾害管理;洪涝灾害

引言

根据近5年我国沿海省份滨海地区自然灾害经济损失的相关统计资料显示(见表1)，我国滨海地区的自然灾害主要为风暴潮、海浪及海冰等。人员伤亡和巨额经济损失主要来自于风暴潮、海浪引发的海水入侵和洪水淹没(见表2)。洪涝灾害多伴随着风暴潮和海浪发生，同时导致内河发生海水倒灌并使滨海土地盐渍化不断加剧。我国滨海地区布局了大量的滨海工业新区，大规模的如天津滨海新区、小规模的如台州和温州等地的滨海工业园区。从辽宁的大连、营口延伸到广西的北海、钦州，在上述滨海新区或工业园区的规划之初，由于对气候变化考虑不足，海平面上升和海洋气象灾害加剧可能引发重大的灾害和环境影响（欧阳丽，戴慎志，包存宽，等，）。

面对当前气候变化的巨大挑战，滨海城市防灾减灾主要可以从3个层面提升:一是传统方式，即加强沿海岸线的工程防护结构并提升新建建筑的防灾标准;二是制定具有长期风险意识的空间防灾规划，量化灾害风险并制定相关策略，降低滨海高密度地区的易受灾性;三是建立完善的城市综合防灾管理体制，提升灾害应急管理能力并提高风险意识。20世纪90年代中后期，我国在传统工程性减灾措施方面采取了多项行动，建立了高标准海塘近万千米，这些措施在抵御近岸或登陆型的台风、风暴潮等灾害的过程中发挥了重要作用。但随着海域利用活动的增多、海岸带经济密度持续增大，承灾体对致灾因子的风险暴露增大，致使潜在风险趋高（叶涛，郭卫平，史培军，）。因此，滨海城市在做好传统防灾措施的基础上，应不断提升空间防灾规划以及综合防灾管理体制的水平。同时，风暴潮、海浪及洪涝等灾害的高风险性、低控制性以及可预期性也使得研究应急疏散具有重要意义（彭宗超，薛文军，方曼，）。在这一背景下，笔者拟通过对《忒修斯项目(—)》实施框架的主要内容进行阐述与分析，探索灾前情景评估方法，以及如何利用灾前预测及实时数据反馈构建疏散决策支持系统，并利用模拟实现方案优化选择，以期对我国在气候变化背景下滨海城市应急疏散问题上产生有益启示，提升规划实施的效果。

表-年我国沿海省份自然灾害经济损失

资料来源：根据各年份全国海洋灾害公报整理

表2滨海城市主要自然灾害类型、定义、成因及危害

01

忒修斯项目背景

在全球范围内，由于气候变化导致的风险和不确定性日益增加，对滨海保护的态度也逐渐转变，从传统的洪水和侵蚀的结构性防御防洪转向“为空间腾出空间”，开发和评估保护滨海地区免受侵蚀、洪水和环境损害的创新技术和方法，通过系统的方法提供低风险的人造海岸和健康的滨海生境，以适应不断发展的滨海地区。忒修斯研究项目是由欧盟委员会资助的海岸风险评估和减排项目中最大的综合项目，由31个合作机构组成。该项目源起主要有以下4个方面:

1)欧洲滨海地区人口众多，经济上至关重要的大片地段已经受到海岸侵蚀和淹没的威胁;

2)气候变化和海平面上升将会增加淹没和侵蚀的频率和严重程度，而社会经济变化也增加了受威胁的资产值，对于极端事件，需要实施非结构性措施以确保对人口的保护;

3)管理这些风险的既有方法以牺牲滨海生境为代价维护人身安全，与可持续发展的理念相违背，且一直存在技术故障或人为错误的潜在危险;

4)欧洲尚未制定综合方法来评估和管理日益严重的侵蚀和洪水风险。

忒修斯将开发系统的方法为人类提供低风险的海岸，这些项目将直接用于实际的国防规划，为居民、基础设施和经济活动提供保护。为了有效改进洪水的风险管理，项目在全欧洲确定了的8个研究点，包括波兰赫尔半岛、德国易北河口、荷兰斯海尔德河口、英国普利茅斯到Exe河口、保加利亚瓦尔纳海岸、意大利波河三角洲和毗邻的海岸、法国吉伦特河口以及西班牙桑坦德海岸。

疏散虽然可以提升沿海城市的防灾韧性，但是，准备不足的疏散可能比灾害直接造成的损失更多。因此，在灾难发生之前，决策者必须考虑到其实际后果。忒修斯项目框架中提出了决策支持方法，并得到用于评估预防性疏散安全性的软件工具的支持。

02

滨海城市应急疏散特性

大规模疏散在空间和时间维度都是一个很复杂的过程，其主要目标即在灾害发生前的有限时间内向安全地点转移最多人数。在空间维度，可以通过灾害发生阶段及疏散目的地的不同划分疏散类型，具体包括预防性疏散、避护所避护、就地避护，以及灾时救援和逃生，疏散形式表现为水平疏散及垂直疏散（KolenB，HelslootI．，）。在时间维度，疏散过程可划分为预警、决策、警报、疏散、避护、返家6个阶段(图1)。除上述共性外，滨海城市应急疏散包括以下特性。

图1疏散步骤

2.1支持数据的复杂性

疏散管理的主要挑战是通过更有效的支持工具整合不同领域的数据，并将不同阶段的危机管理转化为支持服务的能力。OSIRIS是最早的可操作危机管理工具之一（MorelG，HisselF，AunayS，etal，），它整合了灾害特征分析、地区易受灾性分析和防灾规划，由灾害数据分析和风险管理支持系统组成，既可用于灾前模拟，亦可用于灾时管理。在预警阶段，OSIRIS可为决策者提供技术路线模拟洪涝情景、预测易受灾设施并制定临时行动计划。在灾害发生时，可根据空间数据和实时水文预测模拟灾情并优化行动计划。OSIRIS中还可安装如1D浅水水动力模型等插件来计算洪水地图，或者如Itineris等模块检测道路中断情况并选择优化疏散路线（MorelG，HisselF，）。与内陆地区相比，滨海城市大规模疏散在人口、交通、物流等方面涉及到更加复杂的数据及模拟过程，可由ArcGIS实验后再通过OSIRIS平台集成为决策支持工具。

疏散专项模型可以分为两类:特定灾害分析模型和疏散支持模型。灾害分析类模型主要分析灾害的物理特征及影响以确定疏散地区、路径、避难场所位置等问题。疏散支持类模型主要用于对疏散通讯或者其他疏散时间分析以优化交通策略。洪水地图是灾害分析类模型中最常见的模型，用于确定潜在疏散地区（VinetF，LumbrosoD，DefossezS，etal，），如英格兰及威尔士环保局洪水地图、荷兰的LIZARD-Fooding等。疏散支持类模型可分为3类:疏散行为模型、交通模型以及疏散路径图（WallingfordHＲ，）。疏散行为模型包括警报发布过程模拟、疏散行为模拟、避难行为模拟等。交通模型包括基于交通流的模型、基于主体的模型以及情景模拟模型(见表3)。既有研究中主要应用GIS绘制疏散地图，进行疏散路线、避难场所规划等。模拟数据与GIS的整合可以从时间和空间维度模拟情景假设，满足疏散决策支持体系的大部分需求。

表3交通模型描述

资料来源：根据参考文献（WolshonB，UrbinaE，WilmotC，etal，，LindellMK，HwangSN，）整理

综上所述，决策支持数据包括预报数据、交通承载力、人口特征、避难场所容量等，由于这些数据本身具有不确定性甚至彼此矛盾，确定决定性因素及阈值的难度大大增加。因此，对于管理者而言，在疏散决策中需要制定清晰的工作框架并通过不同技术标准的分析、整理、选择整合为综合指标体系。主导指标的选择主要与疏散类型、疏散通讯、撤离时间、可用物资的组织以及物流管理相关。

2.2情景模拟的多样性

尽管灾害响应的组织机制不同，但大多数国家均授权编制了相关防灾规划，并基于对灾情的总结，在政策导向中提出对疏散规划的建议(LitmanT,;TownsendFF,)，各国滨海城市也相继出台了“气候变化管理专项规划”以应对海平面上升等气候变化现象引发的不利影响(见表2)。美国于年制定了《飓风疏散技术指南》进行灾害分析、易受灾性分析、人群行为模式分析、避难场所以及交通分析。加拿大针对高密度地区制定了《高度城市化地区撤离规划》，明确了疏散相关因素、相关人员及主要职能、疏散决策步骤及主要任务和实施条件。欧盟于年制定了针对洪涝灾害的《欧洲共同体FP6洪涝场地项目》，提出在危机管理中纳入对相关权益者的组织协调，需要针对不同的疏散情景设计行动方案，灾前准备阶段确定最主要的疏散路线、防灾避难场所以及人群行为模式，并对预警阶段的疏散决策分析、避难场所以及物资供应、疏散阶段的通讯问题进行了探讨。澳大利亚灾害管理局于年颁布了《疏散规划》，明确了灾害级别，制定了多主体冲突下的灾害管理策略以及社区和个人支持服务。新西兰民防与应急管理部于年制定了《大规模疏散规划》，将疏散分为决策、警报、疏散、避护以及返家阶段，并对每个阶段的内容进行了详细规定，同时要求规划前期需要考虑弱势群体的特殊需要。

可以看出，既有研究在规划阶段主要确定防灾避难场所的位置以及安全疏散路线。然而，基于实际经验，由于情景模拟无法预测所有可能性，防灾避难场所及疏散路线的规划并不能保证灾时应急疏散的顺利进行，相关管理部门仍然需要面对很多紧急情况。相比内陆地区的情景模拟，滨海及河口城市的洪涝模拟更加复杂，考虑到上游参数时情景模式会更加多样。滨海地区的模拟中需要加入海平面上升以及风暴频率和强度变化等参数，用于评估灾害程度的全局海平面高度应是基于强风和低气压产生的潮流、海浪和风暴潮等因素叠加的结果。

2.3决策评估的时效性

疏散决策的难点在于评估疏散过程中的人员及经济损失，决策者需要明确的决策标准和行动级别框架以确保灾时疏散的顺利实施。次生灾害及其他人为不可测因素增加了决策评估的难度，评估过程中对某项因素考虑的缺失可能导致全局的失败，例如美国年Rita飓风以及年Sandy超级飓风之后出现了严重燃料短缺问题。由于长期受到洪涝、风暴潮和海水入侵等威胁，荷兰将疏散规划纳入到综合防灾体系中，当局对疏散时间的控制能力决定了历史上多次疏散的顺利实施。当灾害发生时，决策者面临着立即启动疏散或等待更确切预测的选择。但是，决策所需时间越多，用于实施疏散的时间越少，也将导致疏散效率的急剧下降。

03

忒修斯项目疏散决策体系剖析

针对滨海及河口城市疏散决策的多样性及复杂性，忒修斯项目建立起基于滨海地区特异性的决策模型，模拟疏散方案的设计过程，确定所需的数据及输出结果。疏散管理主要包括规划、决策和实施3个阶段，在确保数据和资源有效性的前提下，拟解决的关键问题有:1)在规划阶段，如何尽可能详实地模拟灾时情景并优化疏散规划;2)在决策阶段，如何利用预报和其他实时数据判断是否疏散;3)在实施阶段，如何利用相关技术手段协调实际疏散过程中的资源配置及人员管理(见表4)。

表4疏散管理的关键性问题

资料来源：作者根据忒修斯项目