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1、_ 第一章 城市的公共安全体系同学们好，今天我们讲城市公共安全与应急管理的第一章，城市的公共安全体系。就城市的公共安全体系而言，其重要基础是三角形模型。一、 三角形模型三角形模型是由我国清华大学公共安全中心的研究团队最先提出的。范维澄先生，在英国主攻“燃烧过程的理论模型与数值模型”，1981年归国后，限于国内研究条件的欠缺，不具备模拟燃烧过程的条件，他开始工程热物理与安全工程的交叉学科。03年非典之后，04年清华大学成立公共安全研究中心，由他担任主任，他的研究领域从火灾安全扩展到公共安全领域。公共安全研究团队最初把重点放在了突发事件上，随着研究的不断深入，他们逐渐认识到突发事件的致灾程度与承灾
2、体、应急管理是分不开的，从而提出了三角形模型，并提出在把握三边关系，把握突出事情关键环节的基础上，建立完整的应急平台体系。突发事件、承灾载体以及应急管理这种三维体系构成公共安全科技的整体，通过对突发事件和承灾载体的研究，确定应急管理的关键目标，加强防护，从而实现有效的预防和科技减灾。蕴含在三角形模型中的灾害要素。在安全科学中，物质、能量、信息被称作灾害要素。不论突发事件的强度、类型、时空特点如何，归根到底，还是物质、能量、信息在起作用。如 危化品泄漏：物质 地震、火灾：能量、物质 大规模谣言和社会恐慌：信息承灾载体本质上也同样是由物质、能量、信息三者组合而成的，在形式上表现为丰富的客观世界。而
3、应急管理的对象也正是来自突发事件和承灾载体的各种物质、能量或信息。下面我们对三角形的三边分别展开介绍：一、 突发事件1.定义：中华人民共和国突发事件应对法规定，突发事件，是指突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。突发事件是三角形的一个边，研究突发事件从孕育、发生、发展到突变成灾的演化规律及其产生的风险作用，即突发事件携带或产生哪些作用，而这些作用又如何随着时间或地域的空间发生变化。突发事件包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件，并有其自身规律。突发事件产生的作用有3种类型，包括能量、物质与信息。能量的作
4、用例如火灾，火灾通过燃烧释放热能，原则上是热能的作用，因此可能发生各种各样的破坏。物质作用例如病毒、细菌，这些都属于物质，可能造成伤害。另外就是信息，有时人群中出现一些传言、谣传，由此可能引发一部分社会人员的恐慌与群体事件的产生，造成伤害。 2.类型：（1）自然灾害：城市暴雨、洪涝、滑坡、泥石流等。例如1998年特大洪水袭击我国多个城市事件回顾：1998年夏季,中国南方罕见的多雨、持续不断的大雨铺天盖地地压向长江,使长江无须臾喘息之机地经历了自1954年以来最大的洪水，一泻千里,几乎全流域泛滥。持续的暴雨或，造成爆发，江河洪水泛滥， 、泥石流，给造成了严重的损失。据湖北、江西、湖南、安徽、浙江
5、、福建、江苏、河南、广西、广东、四川、云南等省（区）的不完全统计，受灾人口超过一亿人，受灾农作物1000多万公顷，死亡1800多人，倒塌房屋430多万间，经济损失1500多亿元。湖北省有66个县（市）受灾，受灾人口3688万。农作物受灾254万公顷，绝收58.8万公顷，倒塌房屋122万间。全省有545个堤溃或扒口行洪，淹没面积20.4万公顷，涉及受灾人口545万。被水围困589.6万人，紧急转移安置477.8万人，经济损失达500多亿元。武汉市7月21-23日的，导致一片汪洋，1.3亿立方米，相当于一个半东湖的容量。江西省79个县（市、区）受灾，其中40个县（市、区）重复受灾，受灾人口2213
6、万，死亡193人，失踪70多人。被洪水围困人口368.8万人，紧急转移安置284.7万多人。全省共有4座600公顷圩堤、40座66.6圩堤相继漫顶溃决，九江长江大堤溃堤。全身因毁坏的水利设施2.8万多座。有35个县城（市、区）先后进水受淹，鹰厦、浙赣、京九铁路一度中断营运。事件原因：这和百年来最强的厄尔尼诺现象也有密切的关联，厄尔尼诺的强大暖湿空气带来了强降水，造成长江流域洪峰不断，紧随着厄尔尼诺来的拉尼娜现象又使应当按期北移的副热带高压突然杀回，使一度相对缓解的长江干流汛情再度紧张，以致长江全线告急。（大气中的二氧化碳增加一倍的话,地球上的降水量将增加 315,大雨和洪水的增加与地球温暖化状
7、况是并行进展的。）长江中上游植被破坏日趋严重，泥沙俱下，由于淤积、围垦等,使得长江中下游湖泊面积减少,降低了长江中下游湖泊的调洪能力,湖泊的蓄洪容积逐年减少。众多通江湖泊不再通江,江湖隔离。原本行洪的滩地、通道不能行洪。加上河道设障严重等原因,致使河道过水断面缩窄,洪水出路变小,宣泄不畅,洪水行进缓慢。长江三口（松滋口、太平口、藕池口）向洞庭湖分流的比例已由50年代的45衰减至目前的 25左右,加大了干流的防洪压力。（2）事故灾难方面主要涵盖城市火灾、生命线系统事故、交通事故、危化品事故等。广受关注的青岛市1122中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故事件回顾 2013年11月22日10:25
8、，位于山东省青岛经济技术开发区的中国石油化工股份有限公司管道储运分公司东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠，在形成密闭空间的暗渠内油气积聚遇火花发生爆炸，造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失75172万元。直接原因：输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂、原油泄漏，流入排水暗渠及反冲到路面；原油泄漏后，现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油气爆炸。 间接原因：历史原因，山东石化基地、企业大都在改革开放后建设投产，考虑成本，主要采取“集中”建设，致使各地管道布局密集，在淄博、潍坊、东营等石油化工基地普遍存在。青岛市人民政府及开发区管委会贯彻落实国
9、家安全生产法律法规不力。出现原油泄漏的管道系公司东黄复线。该管线1986年7月建成，管径711毫米，管道长248.52公里，年输油能力1000万吨。“按照当时设计，地面是农田或者菜地，承压力是有限的。但是随着地方经济的发展，现在，地面上已经建设了道路和居民小区。”中石化一直试图与地方政府进行沟通，反应管道承压过大。由于牵涉到地方经济的发展，未得到处理。开发区规划、市政部门履行职责不到位，事故发生地段规划建设混乱。输油管道工程设计规范(GB502532003)中对埋地输油管道同地面建(构)筑物的最小间距做了规定，其中，原油、C5及C5以上成品油管道与城镇居民点或独立的人群密集的房屋的距离，不宜小
10、于30米。“黄岛明显存在规划错误、布局错误。”沈阳化工大学副教授李庆禄在接受本报记者采访时介绍。他告诉记者，化工企业布局基本指导思想是与居民必须分开，并不是“相距30米”那样简单。更为重要的是，绝对不允许各种管道交叉及近距离平行安装。在管道承压改变的同时，地方经济的发展也导致城市建设者对原有设计进行了改变。“比如这次是市政官网建设在输油管线的下面。城市排污管道等常年积累起沼气、甲烷等易燃气体，当和原油挥发产生的可燃气体汇合，在密闭的空间里，容易起火爆炸。中石化集团公司及下属企业安全生产主体责任不落实，隐患排查治理不彻底。中石化现场应急处置措施不当。盲目动用非防爆设备进行作业，严重违规违章。青岛
11、市及开发区管委会相关部门对事故风险研判失误，导致应急响应不力。实际困难：中石油管道公司管道完整性管理中心主任冯庆善对此认为，油气管道长期经过运营，会受到外部干扰、腐蚀、管材和施工质量等原因发生失效事故，而目前国内现役油气管道已进入事故多发期。目前国内进入管道建设的高峰期，但现役油气管道有约60%服役超过20年，东部管网运行已30多年。此外，部分油气管道建于上世纪七八十年代，运行了近40年。中石化管道储运分公司曾在2011年9月和2012年9月与山东潍坊市环保局和高密市环保局发布两次中国石化股份有限公司东黄(复)线、东临线隐患整治工程环境信息公告，“原本管线所处的郊区现在变为繁华城区，建筑物众多
12、，人口密集，部分管道陆续被占压，导致管道无法抢修、维修，即使一些没有占压的建筑物也离管道较近，无法进行管道防腐层大修。”广受关注的兰州4.11饮用水苯超标突发事件事件回顾2014 年4 月11 日，甘肃省兰州市发生了一起因自流沟受污染引发的饮用水苯超标事件，苯最高浓度达到200 微克/升，超过国家限值10 ug/L 的20 倍。在此期间，市区降压供水，高坪及边缘地区停水，限制生产性用水。24 小时内自来水不宜饮用，给人们的生产生活带来巨大影响。此事发生后，省、市政府协调相关部门积极行动，自来水公司启动紧急预案，及时妥善地处理了这起事件。导致整个事件的原因是多方面的:有规划缺乏安全意识、中石油污
13、染物泄露、自来水厂供水管网老化、水质监管不力、应急信息沟通不力及信息发布机制不健全等多方面构成。本次污染的源头，兰州石化公司，厂区规模越来越大，距离自流沟越来越近，同时设施老化，污染物泄露风险日益增大。而自流沟周围原设的保护范围，也被居民区“侵吞”。兰州是全国唯一一个只有一个水源地的省会城市。兰州威立雅水务集团供水范围为兰州市主城区(包括城关区、七里河区、安宁区、西固区)以及部分周边县区。水源的单一导致现有水厂规模过于庞大和集中，事件发生后势必造成巨大的影响面。所以是否应设立中途大型水池是一个值得思考的问题。传统供水管网系统难以满足新时代防止污染的需要。本次水污染事件中，自来水厂受污染的4 号
14、自流沟是钢筋混凝土材质，且使用已近60 年。而这种自流沟一般使用寿命是50年。传统水质监控制度难以满足新时代防止污染的需求。兰州是全省唯一能监测106项饮用水指标的单位。按规定，每一年监测2次。但为了兰州市饮用水安全，自来水公司在有条件时，随时会增加监测次数。本次事件是在全省饮用水普查监测期间发现的，而且发现水中苯超标后，无法找别的单位验证，只能自己反复监测核实，耽误了反应时间。这充分暴露出我国饮用水监测制度规定以及设备跟不上实际需求。传统应急处置程序满足不了应急状态时信息沟通的要求兰州市、自来水公司以及其它与饮用水污染突发事件相关的部门都有各自的应急预案，但这些应急预案的统一协调性差。事发后
15、自来水公司及时启动应急预案进行相关的行动，但其他各方面的不协调，耽误了整体行动的速度达到18个小时，影响了公众应对。如按应急程序层层“上报决定”的惯例，耽误了信息发布时间；各重要环节行动上信息沟通不及时，一定程度上导致了信息发布的混乱。这样，加大了事件的影响，引起了公众的巨大焦虑。(3)公共卫生，涵盖重大传染病疫情、各种流行病、食物中毒等事件广受关注的河流受抗生素药物的污染事件畜牧业、水产养殖业、人类自身大量使用抗生素，微生物环境也会对抗生素产生抗性。世界卫生组织今年最新发布的抗菌素耐药：全球监测报告，列举了人类对7种不同抗菌素耐药性的事实，而与之相关的7种细菌则是导致几种常见严重疾病的原因，
16、如血液感染、肺炎、尿路感染及淋病，抗生素耐药性已成全球危机。很多江河是城市的饮用水源地，我国的主要河流海河、长江入海口、黄埔江、珠江、辽河等部分点位都检出抗生素，其中，珠江广州段受到抗生素药物污染非常严重，脱水红霉素、磺胺嘧啶、磺胺二甲基嘧啶等典型抗生素的含量分别为460、209和184纳克每升，远远高出欧美国家河流中100纳克每升以下的含量。2014年10-11月，研究人员分赴我国东北、华北和华东等地，在一些饮用水源地、排水明渠、制药企业、畜禽养殖场等区域周边采集水样。通过实验室检测，这些水样中都有抗生素被检出。(沈阳抗生素厂附近的排水沟，6-氨基青霉烷酸的数值高达178纳克每升，氨苄西林和
17、阿莫西林的数值也在100纳克每升以上。)研究人员在对全国几大抗生素基地的生产污水以及周边水域的水样分析后发现，抗生素含量惊人。根据山东济宁市居民举报，老运河附近总有浓重的药味，怀疑附近企业偷排或超标排有毒废水。记者调查后发现有多家化工厂以及鲁抗的分公司向鲁抗污水处理中心运输高浓度污水，台账中每天都记录有外来污水的企业名称、结算价格和距离。按照我国环保法规的要求，企业污水不得外运，须就地处理，鲁抗接收外来企业污水的行为已经涉嫌违法。鲁抗是国家重点监控企业，所有排放的数据都会实时传送到济宁市环保局，然而当记者打开济宁市环保局的环境监测数据平台，却发现这些数据无一例外地仅显示100多毫克每升。 原来
18、，是负责向环保部门传送数据的第三方运营公司替污水处理中心修改了数据的上限。无论鲁抗实际处理数值是多少，传给环保部门的数据都不会超标。据了解，第三方运营公司（同太环保科技服务中心），公然替企业去造假的行为已经明显涉嫌违法。除了通过在线监测数据监控企业，当地环保部门还会到企业现场检查，这些违法行为就没有看出来吗？ 知情人表示：环保局上那儿一去，停停以后，环保局一走这边就开了。启示：我国目前对含有抗生素的废水排放和养殖户抗生素的使用，标准还不全面。所以，必须健全标准，完善和落实监管。（4）社会安全上海外滩12.31踩踏事件这是一起对群众性活动预防准备不足、现场管理不力、应对处置不当而引发的拥挤踩踏并
19、造成重大伤亡和严重后果的公共安全责任事件。具体我们在第4章应急管理中作为一个综合性案例，就其发生的经过、应急响应、善后等不同环节的内容进行分析讲解，并进一步剖析其事发原因及各方责任，进而得出整改的内容。3、突发事件的特点从以上案例，我们可以看出，突发事件具有以下几个特点：突发性、复杂性、破坏性、持续性、紧迫性。（1）突发性突发事件是事物内在矛盾由量变到质变的飞跃过程，对于是否发生、何时、何地、什么方式爆发、影响程度等都难以完全准确把握。（2）复杂性突发事件是各种矛盾激化的结果，具有多变性，处置不当很可能就会加大损失，扩大范围，转变为政治事件。突发事件防治组织系统也较复杂，至少包括中央、省市及有
20、关职能部门、社区三个层次。（3）破坏性突发事件主要表现为人员伤亡、财产损失，包括直接的损害和间接的损害，还体现在对个人心理造成的恐慌和社会心理造成的冲击，进而渗透到社会生活各个层面。（4）持续性突发事件一旦爆发，都会持续一个过程，表现为潜伏期、爆发期、高潮期、缓解期、消退期。持续性表现为蔓延性和传导性一个突发事件经常导致另一个突发事件的发生。（5）紧迫性一般情况下突发事件的发展非常迅速，需要非程序化的决策，非常态的紧急措施应对，需要在最短时间内调动一切资源，及时、有效的应对，以将危害减少到最小的程度。二、承灾载体1.定义：承灾载体是指突发事件作用下的人、物和经济社会运行系统。“三角形”的第二条
21、边是承灾载体。在突发事件的作用下产生破坏，其实是对承灾载体的损害。承灾载体在突发事件的作用下，可能产生本体的破坏，也可能产生功能的缺失。而在同样的突发事件作用下，产生破坏的大小也不尽相同。（所谓次生灾害，实际上是由于承灾载体在突发事件作用下，发生损坏之后带来的，承灾载体是中间媒介。所谓事件链的发生或者说突发事件的“多米诺效应”，和承灾载体自身损毁的程度是密切相关的。）2.类型人-最重要和最脆弱的承灾载体 突发事件中的风险认知偏差决定了突发事件到来时，人的不同的感知、决策、行为。在此，我们依次介绍什么是风险认知？什么是风险认知偏差？风险认知的偏差的类型？风险认知是指人们对风险的主观评定和判断，以
22、及由此引发的态度和决策倾向。它涵盖了人们对风险的感知、理解、记忆、评价、反应的整个认知过程。 风险认知偏差是个体在认识和判断风险时所发生的某种偏离或偏离倾向。风险认知偏差的类型：（1）“归因偏差”是指受众个体对风险事件的归因偏离了正常逻辑。例如，当人们作为观察者评价别人行为的时候，人们更多强调人的主观和内因作用；而当自己是行为者时，由于比较清楚影响自身行为的各种制约因素，对外因的关注会多于对自身的省思。 （2）“直觉偏差”的产生是由于时间紧急和信息有限，人们往往依据自己的直觉或常识来简化处理问题。 “代表性直觉偏差”，在不确定情况下，对一个事件的具体、生动表述，会使人们相信其发生的概率更大。这
23、就是为什么在突发事件中政府公布的信息不足或者不具体，民众就更容易相信流言。因为流言不像政府的信息那样严肃谨慎，它往往更具体、更生动。 “易得性直觉偏差”表明人们更倾向于依据容易想起来的事例来判断某种风险发生的概率。民众常会因此高估自己常见的风险事件的概率而低估自己不熟悉的风险。 “锚定偏差”是指由于人处理信息的能力不足，人们常会对问题进行一个初步估计。锚定效应会使人们产生“心理账户”的认知偏差，如在相同条件下收到政府相同补偿款的民众对处理结果的满意度却不相同，这与其个人原有的预期密切相关。 （3）“信息处理偏差”从认知心理学的原理出发，关注人脑对信息进行处理的四个阶段：获取、加工、输出、反馈过
24、程中出现的认知偏差。 在获取信息时，人们往往会对容易唤起记忆的、容易获得的信息更加关注。同时，最先进入大脑的信息往往会占有更加优势的地位，这是首因效应。而最新近获取的信息也较容易被记起，这是近因效应。 在对信息的加工过程中，人们按照他们可以做到的信息加工方式来减少信息处理的复杂性。 在信息输出阶段，人们往往会过于相信自己判断的准确性，表现出过度自信的特征。 在信息反馈阶段，人们根据风险的结果对自己事前的认知进行评估，进而影响到自己的自信心和认知能力。 （4） “主观概率估计中的认知偏差”： “保守主义倾向”偏差，即以前的观念或思想容易使人产生依赖，不愿意轻易改变，人们无法对新信息给予足够的重视
25、，或者即便获得了新的信息，也无法有效地将其与原有信息进行整合； “复合事件偏差”则是指人们倾向于认为单个事件是“简单的”，因此会高估复合事件的发生概率，而低估单个事件的发生概率。例如在突发性事件中，人们会关注一些原本发生概率并不高，但容易产生连锁反应的风险。 物的世界-人类社会的基本载体建筑物 城市建筑物主要承受的灾害有洪灾、火灾：（1） 影响建筑物洪灾损失率的因素： 洪水的水深、流速、历时等。 建筑物承灾体对灾情的作用体现于两个方面：价值总量和承灾能力。 价值总量反映了受灾数值； 承灾能力（建筑结构、材料、年限、室内地面高度等）影响其损失率的大小，承灾能力与承灾体自身的质量与建筑标准有关，建
26、筑质量越好，标准越高，其承灾能力就越强。 防灾措施。（2）火灾中，影响建筑物损失率的因素 火灾负荷 火灾负荷是指建筑物所有的可燃物质燃烧时所产生的总热量值。结构构件的耐火特性 结构构件的耐火特性在保证建筑物的整体稳定性和阻止火势蔓延具有重要作用。随着温度的升高，结构构件的力学强度下降。消防设施的作用 内部空间的结构分割实验研究表明，建筑物的室内形状、通风状态、可燃物的分布都影响火灾的灾情。桥梁城市桥梁通常指城区范围内建造的跨河、跨江、跨海桥梁、立交桥梁及人行天桥等。（1）桥梁受地震的破坏形式 在地震中，桥梁受地震破坏现象比较常见，例如： 四川汶川地震波及重庆，2008年 5月12日下午6点，市
27、公路局召开紧急会议，要求全局干部职工高度重视、冷静对待地震影响。一方面，立即启动应急预案，成立六个信息联络小组，通知各区县（自治县）交通局，对地方公路桥梁、隧道的受灾情况进行拉网式排查。另一方面，积极组织联系专家，对因地震造成重大影响的国省干线公路桥梁、隧道进行专家会诊。同时，局机关和直属单位坚持24小时值班制度和信息报送制度，对造成重大安全隐患的公路桥梁、隧道，必须安排专人加强值守。 12日晚，公路管理部门连夜对全市公路桥梁、隧道的受灾情况进行拉网式排查，截至昨日中午12点，对全市38个区县（自治县）的1452座桥隧进行了全面检查。其中，发现108座桥梁、1座隧道受到不同程度损害。桥梁受地震
28、破坏通常有两类形式，一类是地表破坏，一类是桥梁受震破坏： 地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象： 地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。 在陡峻山区或砂性土和软粘土河岸处，强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落，可使桥梁破坏。 在浅层的饱和及疏松砂土处，地震作用易引起砂土液化，致使桥梁突然下沉或不均匀下沉，甚至使桥梁倾倒。 在坡边土岸或古河道处，地震则往往引起岸坡滑移、开裂和崩坍等现象，造成桥梁破坏。 桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏甚至桥梁倒坍。有些桥梁虽然在强度上能够承受地震的振动力，但由于桥梁上部、下部结构联结不牢，整体性差，产生过
29、大的相对位移，从而导致桥梁破坏。具体而言，梁桥受震破坏主要表现为： 墩台开裂、倾斜、折断或下沉； 支座弯扭、断裂、倾倒或脱落； 桥梁上部结构和下部结构间相对位移； 落梁。 拱桥受震破坏主要表现为: 拱圈开裂 墩台下沉； 多孔时墩身开裂、折断； 落拱。 据2014年10月14日凤凰网报道：由于近年我国地震灾害不断增加，震灾地区桥梁均受地震影响出现不同程度损坏，2014年北京市着手加强桥梁的抗震性能。以前，本市一些桥梁并未设防，最近6年才开始逐步加固。随着北京会城门桥抗震加固工程启动，已有40余座桥梁增设了抗震设备，抗震烈度实现了8度设防。目前正在升级抗震设施的会城门桥位于莲花池东路，是一座多跨简
30、支梁立交桥。工作人员用钢制拉杆对桥的主梁纵向进行加固，在墩柱外包纤维布，从而增强桥梁整体抗震性能。据市交通委路政局统计，阜成门桥、德胜门桥、天宁寺桥、苏州桥、万泉河水系跨河桥等40余座市管桥梁均已完成类似的抗震加固。今年还有5座天桥的支座将提级加固，包括北京联合大学西门天桥、北京航空学院东门天桥、大郊亭西天桥、平房东桥东天桥和广渠路家乐福天桥。（2）风对桥梁的破坏 风对桥梁的力学作用，很早就有研究。1759 年 Smeaton等就提出构造物设计时要考虑风压问题，从此开始有了风载荷的概念，但当时对风压的认识是不够的，也没有引起充分重视。 直至 1879 年，英国的 Tay 桥受到暴风雨的袭击，8
31、5 跨的 13 跨连同正行驶于其上的列车一起堕入河中的特大事故发生之后，人们对风载荷所产生的作用才引起了高度的重视。以这一事故为契机，开展了关于风压的研究，并将其反映到桥梁设计中。 1887 年重建 Tay 桥时，由 Baker 等经现场实验，确定了风压。这一时期，为迎接 1889 年，计划兴建（Eiffel）铁塔。为了确定作用在塔上的风压的大小，由著名工程师埃菲尔着手进行，并在 1909 年成立了风力研究所。研究所中设立的埃菲尔型风洞，至今仍被广泛使用。这样，设计桥梁或建筑物时，就可以利用定量地评价的大小。 此后相当长时间内，人们把风对结构的作用仍只看成是由风压产生的静力作用。直至 1940
32、 年，又发生了一次风毁桥梁的特大事故，才使人们看到了风对结构物的另一种作用风致振动。 桥梁，特别是悬索桥，由于风而受到损害，在 1818 年至 1940 年间，至少有 11 座悬索桥毁于暴风。从目击者所描述的风毁景象中可以明显感到事故的原因是风引起的强烈振动。只是人们对这种风致振动机理还不可能作出科学的解释，对其危害性认识还不够。 1940 年，建成了中央跨径为853 米，居当时世界第三位的悬索桥（Tacoma Bridge），其设计风速为60 ms。然而四个月后，却在19 ms的风速袭击下，产生强烈振动而遭破坏（图 1）。这次事故再次震惊了桥梁工程界，经过广泛深入研究，提出了桥梁的风致振动问
33、题。 可以说塔科马桥的风毁开辟了土木工程界考虑空气动力问题的新时期。半个多世纪以来，在气象、风洞实验等诸多领域专家学者的不懈努力下，虽然尚有不明之处，但已基本上弄清了桥梁发生各种风致振动的机理，并逐渐形成了一门新兴的学科结构风工程学。风静力对桥梁结构的影响-当结构刚度较大因而几乎不振动，或结构虽有轻微振动但不显著影响气流经过桥梁的绕流形态，此时风对桥梁的作用可以近似看作为一种静力荷载。 如现行桥梁规程中所规定的那样，主要考虑桥梁在侧向风荷载作用下的应力和变形，另外对于升力较大的情况，也需要考虑竖向升力对结构的作用。对于柔性较大的特大跨度桥梁，则还需要考虑侧向风荷载作用下主梁整体的横向屈曲，其发
34、生机制类似于桥梁的侧向整体失稳问题以及在静力扭转力矩作用下主梁扭转引起的附加转角所产生的气动力矩增量超过结构抗力矩时出现的扭转失稳现象。风动力对桥梁结构的影响- 颤振和抖振是桥梁最主要的两种动稳定性问题。颤振是桥梁结构在气动力、弹性力和惯性力的耦合作用下产生的一种发散振动，是在一定的临界风速下结构振动振幅急剧增加而会导致结构毁坏的一种发散振动。 （发散振动是一种空气动力失衡现象，它主要是因为结构的运动（振动）影响了气流经过桥梁时的绕流状态，因而影响了气动力，从而产生自激力，结构在自激力作用下振幅越来越大最后导致动力失稳。由于这种振动一经发生就会导致结构的整体破坏。 ）桥梁颤振与主梁截面的气动外
35、形有这密切关系，通常来讲，主梁截面的流线性越好，气动稳定性越好。因此，在大跨度桥梁的初步设计阶段，有必要对主梁截面进行比选或通过风洞试验对基本截面进行优化，以保证结构的抗风安全性。抖振它主要由大气中即脉动风所激起，是一种随机强迫振动。风是一种自然现象，是由于太阳对地球大气的加热不均匀而引起的。由于地球表面的地形起伏和各种障碍物的影响，使靠近地面的风的流动发生紊乱，造成风在速度、方向及其空间分布上都是非定常的（即随时间变化的）和随机的。虽然是一种限幅振动，但由于发生抖振的风速低，频率大，会导致结构局部疲劳，影响行人和车辆行驶的安全性，因此桥梁抗风设计时也要进行抖振相应分析。 研究表明：随着桥梁跨
36、度的增大，结构的柔性增加，抖振也会相应增大；且随着风速的增大，抖振相应成倍增大。因此，对于设计风速较高或跨度较大的各式桥梁，尤其对大跨度斜拉桥和悬索桥，不能轻视抖振的破坏作用。 （3）撞击对桥梁的破坏 2007年6月15日广东九江大桥被运沙船撞击了大桥23号墩，三个桥墩坍塌，大桥桥面200米倒入江中，九江大桥全长1675。2米，是1988年建成通车的，其主航道为2x160米的独塔双索面斜拉桥。鉴定后认为，其非通航孔桥墩按横桥向撞击力40吨进行船撞击的设防是合适的，受撞击的桥墩设计撞击能力仅为40吨，而西江水道上很多船只都是一两千吨，设计者应充分考虑这一点。从此撞击事故中人们亦应反思：对已建成的
37、且防撞击标准不满足新设防标准的桥梁，必须采取相应的技术、工程和管理上的防护措施，以应对突发事件造成的不良后果。 3.城市管网城市管网是城市承灾载体中的重要一类，主要包括电力、热力、燃气、雨水排水、污水排水等。电力、通信等，可以在地面以上敷设和在地面以下敷设。热力只局部地上、燃气局部地上，其余主干管均在地下，全在地下。一般情况下，这些主干均在下面敷设，之间有距离要求。埋深都是经过计算的，的分叉、汇合、交点，都有严格的尺寸、要求的。防止管线打架碰撞，尤其一些管道，一旦设计好之后，想要再调整非常困难的，除非整体全部改造，但这个费用是惊人的，比如靠重力流排出的。城市管网复杂，情况不一，一般这些管网都是
38、分布在各个行业的范围内，由各个相关行业负责完成设计，再又相关市政单位负责施工、验收等。一个城市，它在规划阶段，就已经规划好了管网，后期只不过是一段一段实施和细化而已。城市管网突发事故频繁发生这一现状的主要原因有：指导思想问题 从世界范围来看，城市内涝发生在发展中国家的几率还是比较多，相比较而言发达国家城市内涝的发生率要低一些。 发达国家： 世界观：城市建设的严重事故； 建设指导思想：唯下（让百姓满意）；先地下后地上；着眼于长期 建设标准：高发展中国家： 世界观：让大家躲避 建设指导思想：唯上（让领导满意）；先地上后地下；着眼于短期 建设标准：低规划：城市整体规划不够科学，没有长远科学的预期判断
39、设计：城市排水管网的标准一样 城市基础设施长期投入不足，历史欠账多。例如城市管网的设计覆盖面方面，2008年上海城市排水管网覆盖率约为60，其中内环以内98，内外环间61，外环以外仅有36。其他城市则更不容乐观。 例如城市供水管网运营管理方面，有37 %的主干管存在严重老化问题。一些城市的供水管网铺设时间大多在50 年以上，管材质量差，长期超限运行，造成爆管及各种形式的明漏、暗漏。维护改造：没有定期检测、监测和评估的机制；改造的目的性、科学依据不足治理：头痛医头，脚痛医脚，缺少针对性、系统性。 如何对城市管网这一承灾载体实现有效管理，降低其脆弱性，可以从规划设计、包括管网运行状况监控方面来进行
40、，这一点我们在第五章第二节城市重要基础设施监控中给与详细讲解，我们到时学习一下城市智慧管线的一些知识。下面我们讲本节课最后一个问题，关于应急管理的环节序列分析，对此我们可以从灾害的生命周期对应来理解。三、应急管理1. 突发事件的时间序列分析1）突发事件的预防准备 通过分析识别灾害要素的早期形态、特征与规模，采用恰当手段防止灾害要素被触发或达到临界值。 2）突发事件的监测监控 一方面对灾害要素的临界值和可能的触发要素进行监测监控，一方面对突发事件的类型、强度、时空特征进行监测监控。涵盖日常监测、应急监测。 3）突发事件的预测预警 基于对灾害要素引发突发事件的机制与规律，结合监测信息，对事件发生的
41、大致时间、地点、范围、程度进行预测预报； 在事件发生后对事件发生的大致时间、地点、范围、程度进行预测预报。 4）突发事件的救援处置 采取恰当的手段，阻止或减弱突发事件的作用，阻断或减少次生事件衍生。 5）突发事件的“恢复重建” 采用技术手段对突发事件的过程再现，从而可以进一步分析事件的机制，加深对事件的认识，寻求更有效的应对方法。 2. 承灾载体的时间序列分析1）承灾载体的预防准备 采取恰当的技术手段减低承灾载体的脆弱性，增强承灾载体的抗灾能力； 在承灾载体的受损初期阻止或减弱损伤发展趋势的临时应变措施。 2）承灾载体的监测监控 一方面对承灾载体在突发事件作用下的破坏方式和程度进行监测监控；
42、一方面对承灾载体蕴含的灾害要素被释放的可能性和释放强度进行监测监控。 3）承灾载体的预测预警 基于承灾载体在突发事件作用下的响应特征和规律的认识，结合监测信息，预测承灾载体可能发生的失效或破坏的规模与程度，并进行预警； 对承灾载体蕴含的灾害要素被释放的可能性及其影响程度和范围进行预测预警。 4) 承灾载体的救援处置 基于基于承灾载体在突发事件作用下的破坏形式与规模，针对关键薄弱环节施加高强度的救援措施，从而阻止或减弱承灾载体的被破坏程度。 5) 承灾载体的恢复重建 通过评估承灾载体的破坏程度，采用科学方法重建，力图在最短的时间内以最经济的方式恢复环境和秩序。 3.应急管理的时间序列分析我们来回
43、顾一下我们前面所提到的应急管理的定义：应急管理是指政府及其他公共机构在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后恢复过程中，通过建立必要的应对机制，采取一系列必要措施，应用科学、技术、规划与管理等手段，保障公众生命、健康和财产安全，促进社会和谐健康发展的有关活动。按照突发事件的发生、发展规律，完整的应急管理过程应包括预防、响应、处置与恢复重建4个阶段即应急管理的环节序列，分别发生在突发事件的事前、事发、事中和事后，形成一个闭合的循环过程。其中，每一个阶段都要求采取有力的应急管理措施，尽可能地减少突发事件的发生，控制突发事件的升级和扩大。所谓“预防”是指减少影响人类生命、财产的自然或人为风险，提高应对各种突发事件的能力，如实施建筑标准、推行灾害保险、颁布安全法规、制定应急预案、建立预警系统、成立应急中心、进行救援培训、开展应急演练等；所谓“响应”是指突发事件发生时所采取的行动，如研判信息、发布预警、启动应急预案等；所谓“处置”是指采取措施以挽救生命、减少财产损失，如调动资源控制突发事件的扩大、升级，提供医疗援助、组织疏散与搜救等；所谓“恢复”既指按照最低运行标准将重要生产生活支持系统复原的短期行为，也指推动社会生活恢复常态的长期活动，如清理废墟、控制污染、恢复生产、提供灾害失业救助、提供临时住房等。_