高 偉 程家瑩 何宏林 劉 波

?

社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布的時(shí)空差異性評(píng)價(jià)——以北京豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店地區(qū)為例1

高 偉1）程家瑩2，3）何宏林1）劉 波2）

1）中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029 2）北京市第十二中學(xué)，北京 100071 3）中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100083

社區(qū)作為城鎮(zhèn)基本單元，也應(yīng)是防震減災(zāi)的基本單元，而針對(duì)社區(qū)級(jí)人口時(shí)空差異性分布模型的緊急地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的評(píng)價(jià)研究，目前卻鮮有開(kāi)展。為此，本文運(yùn)用地理信息科學(xué)中的空間分析技術(shù)，采用具有時(shí)空差異性的社區(qū)人口分布模型，提出了一套評(píng)估社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理性的方法，并以此對(duì)北京豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店地區(qū)進(jìn)行了合理性評(píng)估。結(jié)果顯示在夜晚時(shí)間段，研究區(qū)內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所完全可以滿足區(qū)內(nèi)最大人口避險(xiǎn)需求，但在白天工作時(shí)間段，部分小區(qū)存在地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的需求缺口。因此，建議依據(jù)社區(qū)實(shí)際人口分布規(guī)律增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的管理，增加其有效面積，并重視新小區(qū)的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所規(guī)劃。

空間分析 ArcGIS 地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所 時(shí)空差異性 北京市豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店

引言

地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、震害防御、應(yīng)急救援是有效避免人員傷亡和減輕地震災(zāi)害損失的3個(gè)重要手段，有效的短臨預(yù)報(bào)目前仍是一個(gè)世界性難題，后兩者則成為當(dāng)今最大限度減輕地震災(zāi)害損失的重要研究課題。在人口聚集的城鎮(zhèn)區(qū)，合理規(guī)劃地震應(yīng)急避難避險(xiǎn)場(chǎng)所不僅是震害防御準(zhǔn)備中不可或缺的措施之一，更是災(zāi)后能夠及時(shí)開(kāi)展應(yīng)急救援的必要條件。國(guó)內(nèi)外在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域和政府政策法規(guī)方面，都對(duì)地震應(yīng)急避難避險(xiǎn)場(chǎng)所給予了極大關(guān)注（Turkstra，1977；姚清林，1997；都市緑化技術(shù)開(kāi)発機(jī)構(gòu)等，2000；周天穎等，2001；楊文斌等，2004；中華人民共和國(guó)建設(shè)部，2007；李志強(qiáng)等，2013）。這些研究大多著眼于整個(gè)城市范圍，是基于簡(jiǎn)化、靜態(tài)人口數(shù)據(jù)空間分布模型的宏觀評(píng)價(jià)，而構(gòu)成城市基本單元的社區(qū)，才是防震減災(zāi)的基本單元（張勤等，2009），但目前缺乏針對(duì)社區(qū)級(jí)的具體情景和人口時(shí)空差異性分布的微觀評(píng)價(jià)研究。

地震最主要的傷亡原因通常是建筑物的倒塌。在人口和建筑均密集的社區(qū)，人們的首要需求是在地震發(fā)生時(shí)附近有可以緊急逃往并躲避危險(xiǎn)的場(chǎng)所，即社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所（施小斌，2006；樊良新等，2013）。與擁有較為完備的生活設(shè)施的應(yīng)急避難所不同，地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所只需要為人們提供一個(gè)開(kāi)放的安全空地，待地震過(guò)后返回解除危險(xiǎn)的房屋或者轉(zhuǎn)移集合到可以提供生活設(shè)施條件的避難所，所以一般使用期僅為幾十分鐘到一天。目前，城市建筑一般都參照較高的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)（中華人民共和國(guó)建設(shè)部，2007），地震發(fā)生時(shí)人們出于安全考慮，絕大多數(shù)都會(huì)本能地逃離建筑到安全空地躲避，因此地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所要滿足區(qū)域內(nèi)所有人的避險(xiǎn)需求，其需求量要比避難所大得多。目前城市建設(shè)用地追求高效、集約利用，城市單體建筑的高度和密度不斷增高，且汽車(chē)增多帶來(lái)的空地被停車(chē)場(chǎng)大量占用等，導(dǎo)致居民區(qū)、高樓區(qū)等城市社區(qū)級(jí)的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所嚴(yán)重不足（楊文斌等，2004；賴俊彥等，2015）。

與研究整個(gè)城市地震應(yīng)急避難場(chǎng)所不同，評(píng)價(jià)社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所時(shí)不應(yīng)再采用靜態(tài)的人口分布數(shù)據(jù)模型。一個(gè)城市的總?cè)丝谠谝欢〞r(shí)期內(nèi)是相對(duì)固定的（毛夏等，2010），因而研究城市避難所只需要關(guān)注受災(zāi)人口的空間差異性（李煒民等，2007；陳振拓等，2012；吳健生等，2015）?，F(xiàn)今商業(yè)工作區(qū)和生活居住區(qū)通常位于城市的不同區(qū)域，城市內(nèi)部人口流動(dòng)非常頻繁，在非孤立的社區(qū)范圍層面，人口作為最關(guān)鍵的地震受災(zāi)體，具有不可忽視的時(shí)空分布差異性（張勤等，2009；Freire等，2012；袁海紅等，2016）。

本文以北京豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店地區(qū)為例，將研究目標(biāo)細(xì)化為社區(qū)級(jí)別的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，并根據(jù)實(shí)地調(diào)查、走訪、統(tǒng)計(jì)獲取更符合實(shí)情的社區(qū)人口空間和時(shí)間分布數(shù)據(jù)，并基于這種具有時(shí)空差異性的人口分布模型，提出一套評(píng)價(jià)社區(qū)現(xiàn)有地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的方法，以期為政府在新建社區(qū)和城區(qū)規(guī)劃時(shí)提供一些有益的參考。

1 研究區(qū)與研究對(duì)象

北京市位于北西向張家口-北京-蓬萊地震帶和北東向三河-淶水-靈壽地震帶的交匯部位（徐杰等，2015），北京及臨近地區(qū)歷史上記錄到7級(jí)及以上地震6次，其中最大地震為1679年三河-平谷地震，震級(jí)高達(dá)8級(jí)（國(guó)家地震局震害防御司，1995；汪素云等，1998；何宏林等，2008）。根據(jù)2015年最新發(fā)布的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015），除位于1679年8級(jí)大震震中區(qū)的馬坊鎮(zhèn)外，北京市地震峰值加速度在0.1—0.2g之間，其中長(zhǎng)辛店地區(qū)的地震峰值加速度為0.2g，屬于Ⅷ度高烈度區(qū)。前人在評(píng)估北京城區(qū)綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能時(shí)認(rèn)為豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店鎮(zhèn)防災(zāi)避險(xiǎn)的服務(wù)覆蓋范圍較低（張燦強(qiáng)等，2012），但其評(píng)價(jià)對(duì)象只限于能提供綜合防災(zāi)能力的綠地系統(tǒng)，而具有地震應(yīng)急避險(xiǎn)功能的還有學(xué)校操場(chǎng)、城市廣場(chǎng)等各類(lèi)空地。因此，本文選取長(zhǎng)辛店鎮(zhèn)的人口聚集地區(qū)為研究區(qū)，如圖1所示。研究區(qū)總面積約16km2，主要由長(zhǎng)辛店和張郭莊2個(gè)人口最多的行政村組成，總戶籍人口5萬(wàn)余人，占長(zhǎng)辛店鎮(zhèn)總?cè)丝诘囊话胍陨稀?個(gè)行政村的建筑密集、社區(qū)相連，周邊被園博園、永定河和山崗地所環(huán)繞，構(gòu)成一個(gè)較為獨(dú)立的人口聚集社區(qū)研究單元。

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地震應(yīng)急避難、避險(xiǎn)場(chǎng)所可分為規(guī)模較大且功能設(shè)施較全的中心避難場(chǎng)所，具備一定生活設(shè)施的固定避難場(chǎng)所以及僅供臨時(shí)就近避震疏散的緊急避震場(chǎng)所（中華人民共和國(guó)建設(shè)部，2007；中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2008）。本文的研究對(duì)象屬于最后一種類(lèi)別，是人們?cè)诟兄卣鸷缶o急逃往的最近避險(xiǎn)場(chǎng)地，在暫時(shí)等待地震危險(xiǎn)消除后重新回到工作生活場(chǎng)地，或者震災(zāi)后轉(zhuǎn)移到固定避難場(chǎng)所。該類(lèi)社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)不需要具備生活設(shè)施和很大規(guī)模，只要有建（構(gòu)）筑物倒塌危險(xiǎn)范圍以外的安全空地即可，居民日常生活圈中的公園綠地、城市片林、綠化帶、城市廣場(chǎng)、體育場(chǎng)地、學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)地、工程空地等各類(lèi)場(chǎng)地都可以作為地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所。另外，相對(duì)固定的應(yīng)急避難場(chǎng)所在震災(zāi)前期也承擔(dān)臨時(shí)緊急疏散的功能（張麗梅等，2005）。因此，我們將上述場(chǎng)地都作為本文的研究對(duì)象。

圖1 研究區(qū)地理位置及衛(wèi)星影像

2 評(píng)價(jià)方法模型

2.1 評(píng)價(jià)原則指標(biāo)

地震應(yīng)急避難過(guò)程中，受災(zāi)群眾一般會(huì)有2個(gè)空間的轉(zhuǎn)換：首先是以最短的時(shí)間從震災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)緊急疏散到臨時(shí)的應(yīng)急避險(xiǎn)空間，然后從臨時(shí)應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所轉(zhuǎn)移到相對(duì)穩(wěn)定的避難空間（張麗梅等，2005）。地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所作為人們?cè)讷@知地震發(fā)生時(shí)臨時(shí)緊急躲避危險(xiǎn)的空間，不同于相對(duì)穩(wěn)定的應(yīng)急避難所需要綜合兼顧資源保障、社會(huì)控制等因素（熊焰等，2014），其只需注重場(chǎng)地本身的環(huán)境支撐能力。因此，地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的評(píng)價(jià)主要有以下4個(gè)原則指標(biāo)（圖2）：

（1）安全性

安全性是評(píng)價(jià)避險(xiǎn)場(chǎng)地的首要指標(biāo)（姚清林，1997；蘇幼坡等，2004）。可從3個(gè)方面評(píng)價(jià)避險(xiǎn)場(chǎng)地的環(huán)境安全性：①地震地質(zhì)環(huán)境安全，即應(yīng)避讓地震斷層和地震次生地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)域，如嚴(yán)重砂土液化地區(qū)、易發(fā)生泥石流和滑坡及軟土震陷地區(qū)等；②自然-人工環(huán)境安全，如避讓水庫(kù)河堤下游泄洪區(qū)，采礦區(qū)陡崖陡坡等；③人工環(huán)境安全，如避讓高層建（構(gòu)）筑物垮塌范圍、地下停車(chē)的地面空地、高壓線走廊沿線、化學(xué)藥品及易燃易爆倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存地等。

（2）可達(dá)性

地震災(zāi)害發(fā)生后，人們?cè)诰o急逃生時(shí)一般以步行方式就近選擇避險(xiǎn)場(chǎng)所，因此避險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)在步行5分鐘內(nèi)可達(dá)，故其服務(wù)半徑宜為500m（楊文斌等，2004；中華人民共和國(guó)建設(shè)部，2007）。同時(shí)，避險(xiǎn)場(chǎng)所附近要有開(kāi)放的道路允許人們步行到達(dá)。

圖2 社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所評(píng)價(jià)指標(biāo)

（3）面積容量

人們?cè)趹?yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所停留的時(shí)間一般只有幾個(gè)小時(shí)，基本的活動(dòng)主要有站立和蹲坐（張麗梅等，2005；張燦強(qiáng)等，2012），并且需要一定的身體舒展活動(dòng)空間，同時(shí)考慮社區(qū)中老人的特殊身體情況和此階段可能存在緊急救助傷員的空間需求，人均有效應(yīng)急避險(xiǎn)面積應(yīng)不少于1.5m2。社區(qū)居民在應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所及時(shí)開(kāi)展互救可以大大減少災(zāi)害傷亡損失，因此，為滿足一定數(shù)量居民聚集的需求，社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的面積一般應(yīng)不小于1000m2（李剛等，2006；陳志芬等，2010；魯昭等，2011）。避險(xiǎn)場(chǎng)所實(shí)際的有效避險(xiǎn)面積除以人均避險(xiǎn)面積即為其避險(xiǎn)容量。

（4）均衡分布

為了人們?cè)诎l(fā)生災(zāi)難時(shí)能夠迅速到達(dá)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，避險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)較均勻地分布，同時(shí)還要考慮與人口密度時(shí)空差異相對(duì)應(yīng)的合理分布。

2.2 模型的建立

2.2.1 前提假設(shè)

（1）以小區(qū)為單位調(diào)查統(tǒng)計(jì)人口的空間分布，并依據(jù)人口分布的時(shí)空差異性將目標(biāo)區(qū)分為住宅區(qū)、工作區(qū)、地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所以及既不適合避險(xiǎn)又鮮有人口分布的其他區(qū)域；

（2）假定每個(gè)人口分布區(qū)（住宅區(qū)、工作區(qū)）內(nèi)的人口均勻分布；

（3）不考慮地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所中的人口分布；

（4）每處地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的邊界向外延伸500m（服務(wù)半徑）的區(qū)域稱為該地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)；

（5）當(dāng)研究區(qū)內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)已覆蓋所有人口分布區(qū)時(shí)，各服務(wù)區(qū)間通常會(huì)有重疊區(qū)域，導(dǎo)致重復(fù)計(jì)算人口需求，為消除重復(fù)計(jì)算，將重疊區(qū)域分別只劃歸到最近的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，此時(shí)得到的互不重疊的服務(wù)區(qū)劃分結(jié)果稱為地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的“最鄰近區(qū)”；

（6）考慮城市中人口分布隨上下班時(shí)間段有明顯的變化，且工作區(qū)域和居住區(qū)域甚至分處城區(qū)和郊區(qū)，本研究考慮的人口分布隨時(shí)間的差異變化僅區(qū)分白天（即工作時(shí)間）和夜間（非工作時(shí)間，節(jié)假日時(shí)間等同夜間），不同時(shí)間段目標(biāo)區(qū)內(nèi)人口總數(shù)可能不同；

（7）考慮住宅區(qū)白天仍有退休老人等，設(shè)定夜間人口分布數(shù)量為L（工作區(qū)夜間無(wú)人口分布），白天時(shí)段工作區(qū)人口數(shù)為W，白天生活住宅區(qū)人口分布數(shù)量為夜間人口分布數(shù)量的%，由此計(jì)算服務(wù)區(qū)和最鄰近區(qū)內(nèi)人口總數(shù)的公式為：

2.2.2 評(píng)價(jià)等級(jí)

（1）A級(jí)：目標(biāo)區(qū)內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)覆蓋全部人口分布區(qū)，并且目標(biāo)區(qū)內(nèi)每一個(gè)避險(xiǎn)場(chǎng)所的容量都不小于其對(duì)應(yīng)的服務(wù)區(qū)內(nèi)所有時(shí)段的人口總數(shù)且滿足可達(dá)性原則。該級(jí)別區(qū)域內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理，且容量充足，人們可以任意選擇服務(wù)半徑內(nèi)的避險(xiǎn)場(chǎng)所。

圖3 地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理性的評(píng)價(jià)流程

（2）B級(jí)：目標(biāo)區(qū)內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)覆蓋全部人口分布區(qū)，并且目標(biāo)區(qū)內(nèi)每一個(gè)避險(xiǎn)場(chǎng)所的容量都不小于其對(duì)應(yīng)的最鄰近區(qū)內(nèi)所有時(shí)段的人口總數(shù)并且滿足可達(dá)性原則。該級(jí)別區(qū)域內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理，但需要指導(dǎo)人們只能到最鄰近的避險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行避險(xiǎn)。

（3）C級(jí)：目標(biāo)區(qū)內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)覆蓋全部人口分布區(qū)，但部分避險(xiǎn)場(chǎng)所的容量小于其最鄰近區(qū)內(nèi)所有時(shí)段的人口總數(shù)。該級(jí)別區(qū)域內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理，但避險(xiǎn)場(chǎng)所容量不能滿足人們的避險(xiǎn)需求，應(yīng)擴(kuò)建避險(xiǎn)場(chǎng)所規(guī)模。

（4）D級(jí)：目標(biāo)區(qū)內(nèi)所有地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)未覆蓋全部人口分布區(qū)。該級(jí)別區(qū)域內(nèi)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布不合理，存在避險(xiǎn)場(chǎng)所服務(wù)空區(qū)，應(yīng)增建避險(xiǎn)場(chǎng)所。

2.2.3 評(píng)價(jià)流程

地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理性的評(píng)價(jià)可以分為4個(gè)階段，如圖3所示。階段1為評(píng)判工作的資料準(zhǔn)備和預(yù)處理階段；階段2評(píng)估應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所服務(wù)區(qū)覆蓋能力，如果能覆蓋全部人口分布區(qū)就進(jìn)入下一個(gè)評(píng)判階段，否則就應(yīng)評(píng)為D級(jí)；階段3評(píng)估應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的容納能力，若其容量不少于其服務(wù)區(qū)各時(shí)段的人口總數(shù)，就可評(píng)為A級(jí)，否則進(jìn)入階段4，只考量各應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所最鄰近區(qū)域的人口數(shù)，當(dāng)應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的容納量可滿足其最鄰近區(qū)域人口需求時(shí)，評(píng)估為B級(jí)，否則評(píng)為C級(jí)。

3 分析與結(jié)果

采用上述評(píng)價(jià)指標(biāo)和流程，對(duì)目標(biāo)區(qū)北京長(zhǎng)辛店地區(qū)進(jìn)行了地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的時(shí)空差異性評(píng)價(jià)。

3.1 資料準(zhǔn)備和預(yù)處理（階段1）

（1）地震斷裂帶、地震次生災(zāi)害的分布區(qū)域

通過(guò)搜集目標(biāo)區(qū)及周邊的遙感影像、地圖和地震構(gòu)造圖、地震區(qū)劃圖等相關(guān)地震、地質(zhì)資料，我們了解到北京市主要發(fā)育北東向和北西向2組斷裂帶（徐錫偉等，2015），其中一條北西向的永定河斷裂從本目標(biāo)區(qū)的西北端通過(guò)，該斷裂沿永定河河谷延伸，長(zhǎng)30余千米，根據(jù)構(gòu)造地貌解譯和物探推測(cè)其為一條隱伏的中更新世活動(dòng)正斷裂（圖4）。由于在該斷裂展布的位置規(guī)劃建設(shè)了園博園，使得重要設(shè)施和一般住宅等建筑物合理地避開(kāi)了斷裂，不會(huì)對(duì)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的有效面積產(chǎn)生影響，所以該斷裂對(duì)分析評(píng)估目標(biāo)區(qū)內(nèi)應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的影響可以不計(jì)。此外，目標(biāo)區(qū)地處平原開(kāi)闊區(qū)域，距離西山較遠(yuǎn)，地質(zhì)災(zāi)害如泥石流、山體滑坡等對(duì)本區(qū)域地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的影響也可以不予考慮。

圖4 北京市活動(dòng)斷裂分布（資料來(lái)源于“活動(dòng)斷層探測(cè)數(shù)據(jù)匯交與共享管理中心”）

（2）根據(jù)步行可通行性劃分子目標(biāo)區(qū)

目標(biāo)區(qū)東南角有京港澳高速公路穿過(guò)，其在區(qū)內(nèi)5028m的沿線均設(shè)有行人無(wú)法通行的隔離欄。根據(jù)可達(dá)性原則，我們以高速路為界將目標(biāo)區(qū)劃分為2個(gè)子目標(biāo)區(qū)域，即A區(qū)和B區(qū)，如圖5（a）所示，A區(qū)實(shí)際較為狹小，在下文的計(jì)算分析中將著重分析B區(qū)，對(duì)A區(qū)只進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。

（3）住宅區(qū)、工作區(qū)、避險(xiǎn)場(chǎng)所與人口分布統(tǒng)計(jì)

根據(jù)實(shí)地走訪調(diào)查和遙感數(shù)據(jù)解譯測(cè)量，將目標(biāo)區(qū)域劃分為地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所、工作區(qū)、住宅區(qū)和既沒(méi)有人口分布又不符合地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所條件的其他區(qū)域，并實(shí)地走訪調(diào)查各區(qū)域?qū)嶋H人口分布情況。如圖5（b）所示，目標(biāo)區(qū)擁有60處應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，包括公園、廣場(chǎng)、操場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、林地和閑置空地等類(lèi)型，總面積達(dá)到約6.783×106m2；共有住宅小區(qū)54個(gè)，總居住面積約6.736×106m2，最大居住人口約12.6萬(wàn)人，與2010年第6次全國(guó)人口普查中長(zhǎng)辛店街道辦事處統(tǒng)計(jì)的常駐人口8.1萬(wàn)人相比較，并考慮近年北京外圍城區(qū)的發(fā)展導(dǎo)致的外來(lái)人口加快增長(zhǎng)等情況，認(rèn)為該調(diào)查結(jié)果具有可信性。同時(shí)參考人口普查數(shù)據(jù)，豐臺(tái)區(qū)65歲及以上人口占常住人口的8.9%，故將公式（1）中的比例指數(shù)取10。區(qū)域內(nèi)共有工作區(qū)（場(chǎng)所）57個(gè)，總面積約6.552×106m2，最大總?cè)丝诩s16.7萬(wàn)人。在ArcGIS中建立地理數(shù)據(jù)庫(kù)，填寫(xiě)存儲(chǔ)以上各地理要素的屬性信息（如類(lèi)型、面積、人口數(shù)或容量等）。

圖5 子目標(biāo)區(qū)劃分（a）及地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所、住宅區(qū)、工作區(qū)的分布圖（b）

3.2 地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)覆蓋范圍分析（階段2）

利用ArcGIS軟件的ArcToolbox鄰域分析中的緩沖區(qū)分析工具，以服務(wù)半徑500m作為緩沖半徑，計(jì)算出每個(gè)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)（圖6）。明顯可見(jiàn)A、B區(qū)域地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)均覆蓋全部人口分布區(qū)域，證明目標(biāo)區(qū)初步滿足地震應(yīng)急避險(xiǎn)的需要，排除了D級(jí)的可能。

圖6 A區(qū)域（a）和B區(qū)域（b）中地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)覆蓋范圍

3.3 地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所容量（階段3）

子目標(biāo)區(qū)A區(qū)沒(méi)有工作區(qū)，住宅小區(qū)人口最大為7830人，唯一的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所為大寧山莊公園，面積266770m2，可容納177846人進(jìn)入避險(xiǎn)，足以容納其服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有人，所以A區(qū)符合A級(jí)合理性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

B區(qū)既有住宅區(qū)也有工作區(qū)，需要對(duì)其分白天和夜間2個(gè)時(shí)間段進(jìn)行分析。首先用ArcToolbox工具箱中疊加分析的相交分析來(lái)解析B區(qū)中每個(gè)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所服務(wù)區(qū)分別與住宅區(qū)、工作區(qū)重疊的部分（圖7（a）），然后根據(jù)公式（1）計(jì)算每個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)2個(gè)時(shí)間段的人口總數(shù)。結(jié)果顯示，夜間所有應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)人口數(shù)均小于其容納量，而白天時(shí)間段則有19處應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的服務(wù)區(qū)人口需求超過(guò)其容納量（圖7（b）），其服務(wù)區(qū)影響范圍幾乎覆蓋了長(zhǎng)辛店和張郭莊行政中心區(qū)域。因此，子目標(biāo)區(qū)B區(qū)不符合A級(jí)合理性標(biāo)準(zhǔn)，但從圖7明顯可見(jiàn)各地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所服務(wù)區(qū)重疊度偏高，以服務(wù)區(qū)總?cè)丝谛枨笥?jì)算存在大量重復(fù)冗余，因此，需要針對(duì)白天時(shí)間段繼續(xù)進(jìn)行最鄰近區(qū)人口需求的評(píng)估分析。

3.4 地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所容量能否覆蓋最鄰近區(qū)域人口（階段4）

利用ArcGIS軟件中Spatial Analyst工具集的歐式分配工具，結(jié)合柵格轉(zhuǎn)面要素工具，得到B區(qū)中距離每個(gè)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所500m內(nèi)的最鄰近區(qū)域（圖8（a）），然后再利用相交分析工具并結(jié)合公式（1）得到白天時(shí)間段各地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所最鄰近區(qū)域的人口總數(shù)。與各地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所容量比較后仍有6處應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的容納量小于其最鄰近區(qū)域內(nèi)的人口總數(shù)（圖8（b））。如表1所示，與地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所最鄰近區(qū)的最大人口需求相比，長(zhǎng)辛店二小和長(zhǎng)辛店七小附近的避險(xiǎn)場(chǎng)所需擴(kuò)充的面積大于1000m2，在該區(qū)域附近地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所明顯不足。綜上，子目標(biāo)區(qū)B區(qū)大部分區(qū)域滿足B級(jí)合理性標(biāo)準(zhǔn)，而長(zhǎng)辛店二小、長(zhǎng)辛店七小、長(zhǎng)辛店一小周邊區(qū)域地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所規(guī)模相對(duì)總?cè)丝诘谋茈U(xiǎn)需求偏小，應(yīng)評(píng)價(jià)為C級(jí)。

圖7 B區(qū)應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所服務(wù)區(qū)覆蓋住宅區(qū)和工作區(qū)情況（a）及容量不滿足服務(wù)區(qū)人口需求的應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布圖（b） Fig. 7 (a) Residential area and work area covered by service area of allearthquake emergency shelters in the Area B, (b) residential area and work area covered by service area of earthquake emergency shelters with shortage of capacity in the Area B

表1 容量不滿足最鄰近區(qū)人口需求的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所

續(xù)表

注：容納量根據(jù)避險(xiǎn)場(chǎng)所的總體面積計(jì)算，即容納量＝面積÷1.5m2/人。

圖8 B區(qū)應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所最鄰近區(qū)覆蓋住宅區(qū)和工作區(qū)情況（a）及容量不滿足最鄰近區(qū)人口需求的應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布圖（b） Fig. 8 (a) Residential area and working area covered by the nearest neighborhood area of all earthquake emergency shelters in the Area B, (b) residential area and working area covered by the nearest neighborhood area of earthquake emergency shelters with shortage of capacity in the Area B

4 討論和認(rèn)識(shí)

在實(shí)際調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，與政府規(guī)劃的城市級(jí)別的固定地震應(yīng)急避難所不同，地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所在人口密集的社區(qū)需求更大，但更易被人們忽視，進(jìn)而在無(wú)意中被占用、破壞。采用本研究提出的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理性評(píng)價(jià)方法，對(duì)北京市豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店地區(qū)的地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的分布合理性進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示，其綜合整體評(píng)價(jià)結(jié)果為C級(jí)。問(wèn)題主要表現(xiàn)為在長(zhǎng)辛店二小、長(zhǎng)辛店七小、長(zhǎng)辛店一小周邊區(qū)域地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的規(guī)模（避險(xiǎn)容量）不足，相對(duì)該區(qū)域?qū)嶋H居住人口的密度存在一定的差距，緊急狀態(tài)難以承擔(dān)現(xiàn)有人口的避險(xiǎn)壓力。另外，對(duì)于公園、停車(chē)場(chǎng)等類(lèi)型地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，應(yīng)該排除樹(shù)林、灌木、假山、停放車(chē)輛等地物占用部分面積，以及高層建筑崩落影響范圍區(qū)的面積（李繼東等，2008），但鑒于此情況數(shù)據(jù)獲取復(fù)雜以及存在不確定性，本研究未排除上述影響，所以目標(biāo)區(qū)內(nèi)實(shí)際有效應(yīng)急避險(xiǎn)的面積應(yīng)更少。

造成不合理的原因主要有2個(gè)方面：其一，近年來(lái)年北京市發(fā)展迅猛，人口急劇膨脹，諸如公園、綠地等一些公共設(shè)施的規(guī)劃不足；其二，過(guò)去的城市建設(shè)規(guī)劃很少考慮應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，而是建設(shè)完成后再考慮應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的布設(shè)，分布難以達(dá)到合理，存在先天不足。另外，隨著近年防震減災(zāi)意識(shí)以及建筑物抗震性能的增強(qiáng)，在一定程度上減輕了人們對(duì)應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的巨大需求壓力，本文采用研究區(qū)內(nèi)全部人口數(shù)作為需求量應(yīng)是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的上限指標(biāo)。

針對(duì)造成分布不合理的原因，有2條建議可供市政規(guī)劃部門(mén)以及小區(qū)開(kāi)發(fā)商等相關(guān)單位參考：①對(duì)已經(jīng)完成規(guī)劃建設(shè)的區(qū)域，政府及社區(qū)管理部門(mén)可依據(jù)城市人口分布規(guī)律合理管理甚至擴(kuò)建地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，增加應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的有效面積，如整頓在公共開(kāi)闊區(qū)域違章搭建的構(gòu)筑物，充分利用樓房周邊的小片空地作為應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的補(bǔ)充，增加小區(qū)內(nèi)有效應(yīng)急避險(xiǎn)面積等；②對(duì)于新規(guī)劃社區(qū)區(qū)域，在規(guī)劃階段就應(yīng)充分考慮區(qū)域人口密度分布特征，合理規(guī)劃建設(shè)小區(qū)內(nèi)廣場(chǎng)、開(kāi)闊公園綠地等承擔(dān)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所功能的區(qū)域。

5 結(jié)論

合理規(guī)劃社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，使人們?cè)诘卣鸢l(fā)生時(shí)能夠及時(shí)有效地逃生避險(xiǎn)，是避免傷亡和減輕地震災(zāi)害損失的重要手段之一。構(gòu)成城鎮(zhèn)基本單元的社區(qū)，也應(yīng)是防震減災(zāi)的基本單元。與政府規(guī)劃的城市級(jí)別的固定地震應(yīng)急避難所不同，地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所在人口密集的社區(qū)需求更大，也更易被人們忽視甚至被占用、破壞。如何在社區(qū)層面合理布局地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所，如何評(píng)價(jià)已有應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的合理性并加以改善，這些都是亟待解決的問(wèn)題。本文采用時(shí)間相關(guān)的社區(qū)人口分布模型，提出的一套評(píng)估社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布合理性的方法模型，在北京市豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店地區(qū)得到探索應(yīng)用，結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)的應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布存在一定的不合理，主要是長(zhǎng)辛店二小、長(zhǎng)辛店七小周邊區(qū)域地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的規(guī)模相對(duì)該區(qū)域白天工作時(shí)間的人口密度存在一定程度的差距，緊急狀態(tài)難以承擔(dān)現(xiàn)有人口的避險(xiǎn)壓力。因此，建議政府和社區(qū)管理部門(mén)能夠依據(jù)社區(qū)實(shí)際人口分布規(guī)律增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的管理或者擴(kuò)建，以保障甚至增加應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所的有效面積；而對(duì)新小區(qū)的建設(shè)應(yīng)合理增加綠地、廣場(chǎng)等承擔(dān)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所功能的區(qū)域規(guī)劃。

致謝：審稿人提出的修改意見(jiàn)使本文有了很大的改善和提高，在此表示誠(chéng)摯的謝意。另外，感謝北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)組織的“北京青少年科技后備人才早期培養(yǎng)計(jì)劃”為本研究開(kāi)展提供的平臺(tái)支持。

陳振拓，李志強(qiáng)，丁文秀等，2012．面向防震減災(zāi)的人口數(shù)據(jù)空間化研究——以2007年寧洱地震災(zāi)區(qū)為例．震災(zāi)防御技術(shù)，7（3）：273—284．

陳志芬，李強(qiáng)，陳晉，2010．城市應(yīng)急避難場(chǎng)所層次布局研究（Ⅱ）——三級(jí)層次選址模型．自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，19（5）：13—19．

樊良新，佟艷，劉昌華，2013．城市社區(qū)應(yīng)急避難所評(píng)價(jià)——以焦作市為例．人文地理，（3）：107—113．

國(guó)家地震局震害防御司，1995．中國(guó)歷史強(qiáng)震目錄（公元前23世紀(jì)—公元1911年）．北京：地震出版社．

何宏林，閔偉，原口強(qiáng)，2008．1679年三河-平谷8級(jí)地震破裂帶的大地切片實(shí)驗(yàn)研究．地震地質(zhì)，30（1）：289—297．

賴俊彥，李亦綱，杜曉霞等，2015．新建社區(qū)的地震應(yīng)急避難規(guī)劃研究．震災(zāi)防御技術(shù)，10（3）：629—638．

李剛，馬東輝，蘇經(jīng)宇等，2006．城市地震應(yīng)急避難場(chǎng)所規(guī)劃方法研究．北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，32（10）：901—906．

李繼東，周長(zhǎng)興，榮博，2008．城市地震應(yīng)急避難場(chǎng)所的規(guī)劃建設(shè)——以北京市地震應(yīng)急避難場(chǎng)所為例．北京規(guī)劃建設(shè)，（4）：16—21．

李煒民，李延明，謝軍飛等，2007．城市公共綠地應(yīng)急避險(xiǎn)功能中的人口服務(wù)輻射能力的研究——以北京市為例．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，27（2）：223—229．

李志強(qiáng)，楊國(guó)賓，李曉麗，2013．我國(guó)地震應(yīng)急避難場(chǎng)所的現(xiàn)狀與思考．中國(guó)應(yīng)急救援，（4）：36—42．

魯昭，項(xiàng)愛(ài)枝，2011．地震應(yīng)急避難廣場(chǎng)規(guī)劃探討——以旺蒼為例．震災(zāi)防御技術(shù)，6（3）：326—334．

毛夏，徐蓉蓉，李新碩等，2010．深圳市人口分布的細(xì)網(wǎng)格動(dòng)態(tài)特征．地理學(xué)報(bào)，65（4）：443—453．

施小斌，2006．城市防災(zāi)空間效能分析及優(yōu)化選址研究．西安：西安建筑科技大學(xué)．

蘇幼坡，劉瑞興，2004．城市地震避難所的規(guī)劃原則與要點(diǎn)．災(zāi)害學(xué)，19（1）：87—91．

汪素云，吳戈，時(shí)振梁等，1998．中國(guó)近代地震目錄（公元1912年—1990年，S≥4.7）》簡(jiǎn)介．中國(guó)地震，14（3）：83—87．

吳健生，郎琨，彭建等，2015．城市防災(zāi)避險(xiǎn)功能的空間差異性評(píng)價(jià)——以深圳市經(jīng)濟(jì)特區(qū)為例．城市規(guī)劃，39（6）：37—42．

熊焰，梁芳，喬永軍等，2014．北京市地震應(yīng)急避難場(chǎng)所減災(zāi)能力評(píng)價(jià)體系的研究．震災(zāi)防御技術(shù)，9（4）：921—931．

徐杰，計(jì)鳳桔，2015．渤海灣盆地構(gòu)造及其演化．北京：地震出版社．

徐錫偉，于貴華，冉勇康等，2015．中國(guó)城市活動(dòng)斷層概論．北京：地震出版社．

楊文斌，韓世文，張敬軍等，2004．地震應(yīng)急避難場(chǎng)所的規(guī)劃建設(shè)與城市防災(zāi)．自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，13（1）：126—131．

姚清林，1997．關(guān)于優(yōu)選城市地震避難場(chǎng)地的某些問(wèn)題．地震研究，20（2）：244—248．

袁海紅，高曉路，戚偉，2016．城市地震風(fēng)險(xiǎn)精細(xì)化評(píng)估——以北京海淀區(qū)為例．地震地質(zhì)，38（1）：197—210．

張燦強(qiáng)，張彪，李文華等，2012．北京城區(qū)綠地防災(zāi)避險(xiǎn)功能評(píng)估．地理研究，31（12）：2301—2309．

張麗梅，許倩英，胡志良，2005．天津市避難場(chǎng)所人均用地指標(biāo)取值研究．城市，（3）：30—32．

張勤，高亦飛，高娜等，2009．城鎮(zhèn)社區(qū)地震應(yīng)急能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建．災(zāi)害學(xué)，24（3）：133—136．

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2008．GB 21734—2008地震應(yīng)急避難場(chǎng)所場(chǎng)址及配套設(shè)施．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社．

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2015．GB 18306—2015中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社．

中華人民共和國(guó)建設(shè)部，2007．GB 50413—2007城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社．

周天穎，簡(jiǎn)甫任，2001．緊急避難場(chǎng)所區(qū)位決策支持系統(tǒng)建立之研究．水土保持研究，8（1）：17—24．

Freire S., Aubrecht C., 2012. Integrating population dynamics into mapping human exposure to seismic hazard. Natural Hazards and Earth System Science, 12(11): 3533—3543.

Turkstra C., 1977. Seismic risk and engineering decisions. Earth-Science Reviews, 13(3): 303—304.

都市緑化技術(shù)開(kāi)発機(jī)構(gòu)，公園緑地防災(zāi)技術(shù)共同研究會(huì)，2000．防災(zāi)公園技術(shù)ハンドブック．東京：株式會(huì)社環(huán)境コミュニケーションズ．

Assessment of Distribution of Earthquake EmergencyShelters of Community—A Case of Changxindian in Beijing

Gao Wei1), Cheng Jiaying2, 3), He Honglin1)and Liu Bo2)

1) Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China 2) Beijing No.12 High School, Beijing 100071, China 3) China Agricultural University, Beijing 100083, China

As the basic unit of the city, the community should be the basic unit of earthquake preparedness and emergency rescue. However, no much research on the evaluation of the actual population distribution characteristics of the community has been conducted before. Here, we propose a method of assessing the rationality of community-level urgent earthquake emergency shelters based on the population distribution model with time and space differences by using spatial technology in geographic information science. Taking the Changxindian area in Fengtai district of Beijing as an example, our results suggest that the present earthquake emergency shelters satisfy the maximum population needs at the night period, but there exists a certain degree of gap between the shelters’ capacity and the population density during the working hours at some communities. Therefore, more attention should be paid on the management of effective areas of current earthquake emergency shelters, and constructing more shelters in those new resident communities.

Spatial analysis; ArcGIS; Earthquake emergency shelter of community; Spatio-temporal difference; Changxindian

高偉，程家瑩，何宏林，劉波，2018．社區(qū)級(jí)地震應(yīng)急避險(xiǎn)場(chǎng)所分布的時(shí)空差異性評(píng)價(jià)——以北京豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店地區(qū)為例．震災(zāi)防御技術(shù)，13（2）：447—459．

10.11899/zzfy20180219

地震行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)“中國(guó)地震活斷層探察—南北地震帶北段”項(xiàng)目（201408023）；國(guó)家自然科學(xué)基金（41372210）

2017-03-31

高偉，男，生于1987年。在讀博士研究生。主要從事活動(dòng)構(gòu)造與GIS研究。E-mail：gaoweicug@126.com