引言
近年来，随着城市化的进程高速推进，以及全球极端天气不断出现，城市灾害逐年递增[1]。根据城市灾害的统计，城市气象灾害占比约为60%[2]，气象灾害是对城市造成经济损失的最严重灾害之一[3]。然而纵观气候灾害的研究，关注多为防洪排涝、地震地质等渐发性、持续久、国内分布广的灾害，而同样危害性极强的大风灾害研究较少[4]。大风灾害是指能在短时间内产生很大风速的一种突发性强对流灾害性天气[3]，对农业生产、社会活动和人类安全造成巨大影响。提高城市的抵御大风灾害风险的能力，是城市安全的重要保障，而掌握城市内产生大风灾害的风险程度和面对大风灾害产生时的抵抗措施是首要的任务[5]。因此，文章结合大风灾害的危害和防御系统现状，从大风灾害的敏感性、危险性、脆弱性和抗灾能力四个角度选定9个指标，构建邯郸市大风灾害综合风险评估指标体系，利用AHP为各指标赋予权重，评估结果通过GIS地理信息系统进行空间分析，并划分大风灾害的风险等级，为邯郸市的防灾减灾规划作出具有地域特点的指导。
1研究区概况与数据来源
1.1研究区域概况
邯郸市位于河北省南部，属于大陆性季风区影响范围，每年3—5月邯郸地区高空受西风环带控制，在地面辐射增强的影响下，西风环带低温的冷空气下沉到地面，导致低层温度逐渐上升，大气层结构稳定性受到破坏，锋面逐渐形成，气旋活动变得频繁，容易造成大风灾害[6]。最近30年，邯郸地区大风天气共发生3160次。2020年8月11日—8月15日凌晨，大名县、馆陶县出现大风夹降雨强对流天气，其中大名县风力达到6～7级，灾害造成18205人受灾，花生、山药、玉米等农作物受灾面为1700.86公顷，成灾面积1090.61公顷，直接经济损失910.752万元。据统计，邯郸平均每年有1～2个热带气旋（含大风）登陆或者对城市有影响，对人民群众生命、财产安全和经济社会发展构成严重威胁。大风一般发生在夏秋之间，最早发生在5月，最迟发生在11月。大风中心登陆地点难准确预报，风向时有变化，常出人预料。损毁性严重，对不坚固的建筑物、架空的各种线路、树木等破坏性很大。同时，强大风发生时常伴有大暴雨，人力不可抗拒，易造成人员伤亡。
1.2数据来源
文章涉及的数据包括：邯郸市的气象数据、统计数据和空间数据等自然及社会经济数据。风灾发生次数及发生地点、多年平均日最大降雨量和多年平均最大风速来源于邯郸市气象局官方网站；地面高程、地形坡度和水系密度来源于测绘组实地监测获取；人口密度、单位面积GDP和地均耕种面积来源于统计年鉴。
2城市大风灾害风险评估城市大风灾害风险评估分为评估体系的构建和评估的结果
2.1构建大风灾害风险评估体系
科学剖析城市的风灾风险，有利于认识和掌握城市大风灾害的受灾机理。大风灾害系统中的孕灾环境对应了大风灾害风险评估体系的敏感性评估，致灾因子对应危险性评估，承灾体和大风灾情分别对应脆弱性和大风抗灾能力评估[1]。
2.1.1大风灾害敏感性
城市道路两侧高楼的间距，形成了类似山区中具有流线密集的风口，从而使空气压缩，风速增强，能够在风环境稳定的情况下形成局地大风。通过风洞实验得出，大风气旋容易在高层建筑周边形成，高层建筑正立面的涡游流区和侧立面的角流区域，风速比地面的风速高约30%[7]。其次，海拔高度越高，风速越大，当高空的空气层在运行受到高层建筑顶部的阻碍，空气在垂直方向被迫向下压缩，大风瞬间形成。城市下垫面的粗糙程度与山地复杂的地形相似，在坡面上风道口的风速是平地上风速的两倍，当环境风速为5.5米/秒时，坡面上风速可达11米/秒，相当于形成了6级大风。综上所述，高差大的区域大风灾害风险较高，而高差小的区域风险较低；地形坡度越大的区域风险越高，反之越低；并且水系网络是高程和坡度结合的评价指标之一。文章根据大风灾害的特性，选取城市的地面高程、地形坡度和水系密度对邯郸市进行孕灾环境的敏感性评估。
2.1.2大风灾害危险性
（1）大风对建筑物的影响。各类危房、临建等结构相对脆弱的建筑和建筑工地中的吊机、脚架等施工设备容易被大风刮倒。高层建筑受到大风侵袭时会产生风振问题，大风造成室内家具碰撞和吊灯摇晃。（2）大风对供电系统的损害。大风侵袭不仅可使电杆被吹倒折断，也有可能损坏万伏以上高压铁塔甚至刮倒，极易造成停电事故或引发火灾。（3）大风对交通的影响。风力达到一定强度时，城市车辆会出现颠覆、失控或停驶等事故。当风速达7级时，高铁运行速度要低于300千米/时；风速达到8级，运行速度要低于200千米/时；风速达10级，运行速度要低于120千米/时；11级以上禁行。严重影响城市交通运行。大风灾害的发生常伴随雷电、暴雨等次生灾害。因此，文章选取多年平均最大风速和多年平均日最大降雨量作为评估大风灾害致灾因子危险性的两个指标。
2.1.3大风灾害脆弱性
考虑到城市地域的大风对高层建筑、市政设施、公共交通等行业和人民生活产生巨大的影响，城市人口密度越大的区域，面对大风灾害时越脆弱，灾害风险越高；城市单位面积GDP越高，灾害对城市的损失越大；风灾严重威胁着农田，大风会使农作物折枝损叶、断根等，农业产量大幅降低。因此，选取人口密度、单位面积GDP、与地均耕种面积作为衡量邯郸市承灾因子脆弱性的指标进行评估。
2.1.4大风灾害抗灾能力
防灾抗灾能力是城市在遭受大风灾害前的预警能力和灾害后的可恢复生产能力，预警能力越强代表防灾抗灾能力越高，防灾体系越完备则防灾抗灾能力越高。邯郸市应对大风灾害抗灾能力如下：（1）监测能力。邯郸市现有16座国家气象观测站，11座部级一般气象站，247座常规气象站，1处部级天气雷达站，14座应用气象观测站，保障了气象灾害监测预报能力。（2）预警能力。建成了重大灾害性气象信息服务平台、手机气象短信、天气信息网络服务和气象预报电视节目等，实时各类预警信息。（3）应急防灾能力。邯郸市基本形成了应对各类气象灾害的应急预案体系，有《邯郸市重大气象灾害应急预案》《邯郸市重污染天气应急预案》等。邯郸市还编制了《邯郸市户外广告专项规划》，针对城区的广告牌设置，提出了具体的防御措施，减少大风造成的广告牌被吹翻或吹坏的安全隐患。（4）现存问题。气象灾害的监测预警平台不够完善。各部门之间的联动不充分，信息互动机制不完善，防灾体系不完备。文章以防灾、抗灾能力指数评估邯郸市对大风灾害的抗灾能力，通过精准评估大风灾害风险，为气象灾害监测预警提供支持。
2.2评估结果
对15名来自规划、安全、建筑、应急和气象等领域内的专家进行问卷调查，通过AHP层次分析法构造判断矩阵，得到评估因子权重后，进行一致性检验，进一步得到各指标权重，对邯郸市的大风灾害风险进行综合评估（表1）。将权重值代入GIS中得到各评估因子的空间分布状况（图1）。从敏感性评估结果中得出，敏感性等级有自东向西递增的趋势，邯郸市东部区域地势较为平坦，大部分为低敏感度地区；中部地势逐渐变高，除响堂山区域为中等及次高敏感度地区外，其余中部区域为次低和低敏感度地区；而西部区域地面高程偏高，地形坡度较大，为高敏感度地区。在危险性评估中，危险性等级呈现出中部高两翼低的格局，武安市一带和邱县东部区域年均降雨量高，以及武安市市区年均最大风速较高，因此评估为高危险区；而鸡泽县全域和大名县南部因年均降雨量低，评估为低危险区。在脆弱性评估中，邯郸市中心城区和武安市东部等区域人口密度较大，评估为高脆弱区。在抗灾能力评估中，武安市、复兴区和丛台区的抗灾系统较为完善，抗灾能力强。从邯郸市大风灾害风险评估结果图中得出，风灾高风险区域主要为武安市和峰峰矿区，冀南新区、邯山区东南部、磁县西部、临漳县、成安县和馆陶县为次高风险区（图2）。
3城市大风灾害规划
响应城市大风灾害规划响应分为大风灾害防御分区、大风灾害监测能力的保障、大风灾害防御措施和大风灾害应急处置。
3.1大风灾害防御分区根据大风灾害风险评估结果，将邯郸市划分为三个大风灾害防御分区：第一防御区为西部山区大风灾害防御区，主要为武安市、涉县一带，该防御区发生大风灾害的风险度较高，为年均日降雨量和年均风速值最大的区域。第二防御区为农作物生产防御区，主要为东部平原区域，该区存在大面积的农业种植基地。第三防御区为重点防御保护区，主要为邯郸市中心城区，该区域人口集中，是邯郸市经济、文化和防灾减灾的指挥中心，道路通达性较好，为重点防御保护区。
3.2大风灾害监测能力的保障根据《气象设施和气象探测环境保护条例》规定，以国家气象观测站为中心点外扩800米的范围为探测环境保护区，此区域禁止建设高度大于距观测站距离1/8的构、建筑物。在观测站外扩200米范围内禁止设置垃圾站、堆填区和排污口等干扰源；100米范围内禁止修建高铁、轻轨等交通轨道；50米范围内禁止挖筑水塘和水池等；30米范围内禁止修建公路、种植高度超过1米的树木和作物等。
3.3大风灾害防御措施
（1）坚持政府在气象灾害防御中的主导作用，推动各部门建立大风灾害防御联动和信息共享机制，全社会积极参与大风灾害防御工作。（2）建立主城区大风灾害防线（图3）。设立6条区域通风廊道和8条城市通风廊道以及3层环城林带。其中，区域通风廊道不小于1000米；城市通风廊道为100～400米；环城林带不小于200米。规定高层建筑、高密度建筑与阵列、体量大的立柱式广告牌等构筑物不宜设置在城市通风廊道沿线上。城市通风廊道沿线周边的大型住宅区或建筑群应设置次区域通风廊道，廊道宽度应大于30米，宜与城市通风廊道相呼应。城市次干路级别以上的路口不宜建设高层建筑，为垂直于主导风向上的道路提供自然通风的条件。提升城区的空气流动性、缓解热岛效应和改善人体舒适度，邯郸市借助两高之间绿道、滏阳河、沁河、洺河等道路河流打造了多条通风廊道，为城区引入新鲜、冷湿空气。（3）避免在风灾入口处等存在安全隐患的区域内重建住房。对于建设结构及建设标准都达不到防御强大风的标准，应进行合理监督，督促对于房屋建筑的整改，加强高空建筑、架空设施和广告牌等安全检查，及时采取加固、下放或拆除工作。
3.4大风灾害应急处置
（1）曲周县和永年区等低风险地区，大风平均风力为6级以下，应当作出大风灾害预警，时刻警惕大风灾害的发生，做好风力升级的准备。（2）鸡泽县等次低风险地区，大风平均风力为6～7级，应当做好防风准备，固定好门窗、棚架、临时搭建物等容易受到大风破坏的构架物，妥善安置室外物品。（3）复兴区、肥乡区和涉县等中风险地区，当大风风力为8～9级时，关紧门窗、通知高空、水上等户外作业人员停止作业，危险地带工作人员撤离。切断户外危险电源。公共交通单位视灾情采取对应的交通安全措施，应急单位在保证安全的前提下继续运作。（4）邯山区、磁县、成安县和临漳县等次高风险地区，发生大风灾害的平均风力为10～11级，成立应急管理指挥部，针对灾害实际情况制定抢险措施，工作人员轮岗值班时刻追踪灾情。居民避免外出，幼儿园、学校等建议停课，暂停或取消大型活动和群众集会，暂停或关闭高空游乐项目、室外旅游景区。（5）邯郸中心城区、武安市和峰峰矿区等高风险地区，发生大风灾害的平均风力可达12级以上，相关应急处置部门和抢险单位启动抢险应急方案。居民切勿外出，除灾害应急、物资补给等单位继续运行，其余单位停工避险，并开放应急避难场所为受灾人员提供安全的住处。高铁、高速公路等按照行业规定采取管制措施。
结语
本文从大风灾害风险形成的敏感性、危险性、脆弱性和防灾减灾能力四个因子入手，构建了邯郸市大风灾害风险评估指标体系，并进行邯郸市大风灾害时空分布特征分析及防灾、减灾规划策略研究。得到结论如下：（1）邯郸市整体呈现大风风险自东向西递增的格局，中西部大风灾害发生的风险较大，且大风可达的风速较高，而东北部区域风险大风灾害风险较低。（2）涉县和武安市西部需提防山地大风灾害。（3）武安市城区一带和邱县东部等区域，降雨产生的大风灾害的风险较大。（4）邯郸市中心城区等人口密度较大的区域，需要做好灾害人员疏散和应急工作。（5）磁县需提升防灾、减灾能力。本文研究了邯郸市的大风灾害风险评估及规划响应，为城市综合防灾、减灾规划提供参考。同时，本文为单灾种风险的研究，城市灾害包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等，城市各灾种的综合评估、综合防灾和综合应急有待进一步研究。
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作者：唐保文 屈文诺 马利霞 单位：河北工程大学建筑与艺术学院 邯郸市规划设计院