第1章 绪论
随着我国经济的快速发展，城市化进程日新月异。由于城市系统复杂、人员密集，一旦出现灾害事故，其后果往往会更加严重，人们对城市安全问题的关注度越来越高。采取切实有效的措施预防灾害发生、减少灾后损失、加快城市灾后恢复时间，成为全社会的重要需求。在此背景下，城市脆弱性分析与多灾种综合风险评估研究应运而生，并迅速成为研究热点。本书的主要内容为介绍城市脆弱性评价方法和城市多灾种综合风险评估技术与系统研究。本章首先介绍城市脆弱性以及城市多灾种综合风险评估技术的研究背景及研究意义，然后介绍本书主要的内容，以便读者快速了解本书的结构。
1.1 城市脆弱性分析的研究意义
进入21世纪以来，中国城镇化发展迅速。2012年，中国城镇化率突破50%，中国城镇人口首次超过农村人口，中国城市化进入关键发展阶段。至2020年，中国城镇化率已达到63.89%，城镇常住人口数已达到了9.02亿人。“十四五”期间，中国城镇化率预计平均每年提高1.03个百分点，未来20年，城镇化仍是中国社会变迁的主旋律，中国城镇化率峰值将出现在75%～80%（张车伟和蔡翼飞，2022）。据推断，中国的城市人口将于2025年达到9.26亿人，到2030年将突破10亿人（麦肯锡，2008）。
城镇化进程对于推动我国国民经济的发展有着重要的作用，在人口转化、产业调整、科技进步、文化交流等领域均有积极的影响。同时，如环境污染、住房紧张、交通拥堵等一系列负面影响也伴随着城镇化的进程而不断涌现。
公共安全问题是城镇化进程中日益凸显的关键问题之一。城镇化进程的发展带来了人口、资源、经济、技术、文化等的密集化，也伴随着公共安全问题的日趋复杂和严峻。城市是所在地区的政治、经济、文化、交通中心，人口密集，具有财富集中、建筑物密度高、基础设施和生命线工程发达且密集的特点，一旦发生突发事件，往往造成严重的人员伤亡和经济损失。由于城市人流量大、交通和信息技术发达、媒体传播迅速，因此突发事件极易演变为社会危机并迅速扩散。如果应对不当，危机极有可能变成区域性甚至全国性的社会危机。
城市是一个有组织、高效率的主体，也是一个脆弱的主体，这种“脆弱性”主要体现在以下方面。
（1）城市的正常运行都是在各类生命线系统的牵引下实现的，水、电、燃气、交通、通信、物流等，任何一个环节出现问题都可能引发城市的大瘫痪。
（2）由于城市（尤其是大城市）人口、基础设施密集，人员流动频繁，在同样的灾害面前，城市（尤其是大城市）的损失和危害要远大于农村地区。
（3）城市地区一般自有的自然资源有限，如粮食、能源、原材料供应以及产品销售等，对外部的依赖性较强，一旦外部出现问题将给城市生产生活带来冲击。
（4）随着社会经济的快速发展，人口群体的不断分化，不同群体的收入差异和消费能力差异的扩大将导致社会不稳定因素集聚。
1995年1月17日发生在日本关西重要城市神户的阪神大地震造成6434人死亡，43792人受伤。分析其原因，主要是城市抗震设防较差，房屋、交通设施及生命线工程大量被毁坏。城市内建筑物密集，使得地震引发的火灾蔓延。同时，由于震后神户市通信不畅，道路阻塞，引发灾区人员恐慌的情绪，给救灾工作带来了极大的困难。
2005年8月28日，卡特里娜飓风袭击美国新奥尔良市。风暴潮冲垮了防洪堤，城市80%的地区被水淹没，致使超1800人死亡，100万人被迫转移。飓风造成的损失高达1350亿美元，是美国有史以来损失*大的自然灾害。灾害引发了大规模的骚乱，全城陷入无政府状态，面临严重的社会治安问题。
2021年6月13日，湖北省十堰市某小区发生天然气爆炸事故，41厂菜市场被炸毁，爆炸事故造成26人死亡，138人受伤，其中重伤37人，直接经济损失约5395.41万元。事故直接原因为天然气管道泄漏，在密闭空间内聚集遇火星发生爆炸，大量的玻璃被炸碎，墙壁被炸裂，空气的流动性导致燃气爆炸极易引发连锁反应，再加上爆炸地点周围人员密集，现场众多人员受伤。
2021年7月20日，河南省郑州市及其周边地区遭遇历史罕见特大暴雨，发生严重洪涝灾害。灾害共造成河南省150个县（市、区）1478.6万人受灾，致使398人死亡失踪，直接经济损失1200.6亿元。城市道路、桥梁、水利工程多处受损，涝水冲毁停车场挡水围墙，灌入地铁、隧道，引发水库漫坝、山洪灾害，造成重大人员伤亡。④
综合上述案例不难看出，城市在大地震、台风、暴雨等自然灾害以及生命线系统破坏等事故灾难面前显得尤其脆弱。任何一个城市都有脆弱性的一面，其脆弱性有共性，也有差异性，不同城市的脆弱性有自己的偏重，不同的突发事件环境下城市脆弱性也不尽相同。因此，对城市脆弱性的风险分析不能一概而论，而应采取科学、有效的方法。城市作为一个复杂的巨大系统，在运行过程中，状态是开放的、动态的、不确定的，所以城市的脆弱性也存在很大的模糊性。因此，有必要利用科学的风险分析方法，对城市的脆弱性进行系统的分析。
1.2 城市多灾种综合风险评估的研究意义
在城市安全问题日趋复杂，城市安全保障受到政府、社会和公众的普遍与高度重视的当前，我国政府提出了“预防为主、关口前移”的应急管理方针，并对风险评估工作给予高度重视。城市面临的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件，及其相互次生衍生和耦合事件的冲击，对城市发展和人民生活也造成了严重影响。城市灾害种类繁多且差异性大，灾害造成的损失异常严重，灾害连发性和耦合性强。开展城市多灾种综合风险评估研究已成为当务之急。
城市面临的灾害风险呈现以下特点。
（1）灾害的种类繁多、差异性大。城市面临的灾害风险是复杂多样的：地震灾害、洪水灾害、地质灾害、食品安全危害、火灾爆炸和危化品泄漏、生命线系统事故风险等，形成这些灾害的原因与机理、产生的过程、方式与后果及其影响的时空范围等都存在着极大的差异。
（2）灾害对象多，灾害造成的损失异常严重。由于城市人口密集，经济发达，各类设施高度集中，所以城市灾害造成的损失异常严重。同时，城市的发展与扩张意味着新的灾害源不断增加，暴露在灾害中的承灾载体（人员、设施等）不断增加，这不仅使灾害发生的可能性增加，也使同等强度灾害造成的损失和影响加大。
（3）连发性、耦合性强。在许多情况下，各种灾害并非单独发生，在某一种灾害发生后常常诱发一种或多种灾害，形成复杂的灾害链。现代城市的各个子系统之间在空间上和功能上均高度关联，相互之间有很强的依赖性，城市任何一次强度较大的灾害都可能引起多种次生灾害和衍生灾害，形成灾害链和灾害群。这种特征扩大了灾害的危害范围和破坏损失程度。
由于城市系统本身的复杂性，城市公共安全问题呈现出多种灾害连发、并发且耦合作用的现象。例如，阪神大地震中，地震引发了城市大面积的火灾，造成的通信、交通中断又反作用于地震救援，阻碍了正常的灾害应急。美国卡特里娜飓风致使城市全面瘫痪，城市陷入恐慌、骚乱和暴力之中，即使在飓风之后，也无法尽快完成灾后重建。湖北十堰天然气爆炸产生连锁反应，波及周围人员密集的居民区，致使众多人员受伤。河南郑州“7 20”特大暴雨，引发城市内涝，致使生命线系统受损。由此可见，城市已面临多灾种综合风险，了解并合理地评价城市的脆弱性特征，对于减少城市灾后损失，加快城市灾后恢复，乃至增强城市的韧性，有着至关重要的作用。
作为城市的组织与管理者，政府在面对城市脆弱性问题时可以通过合理运用其拥有的资源和强制力有效地降低风险，城市管理者有义务和责任建立新的风险管理体系和控制机制，以更好地做到风险评估和风险管理。做好风险评估工作有助于提升面对突发事件的应急处置能力，可以有效降低或缓解突发事件的危害与影响，是创造良好公共安全环境的关键，更是实现科学高效的公共安全保障与应急管理的重要基础和前提。防患于未然是中国的古训，充分认识城市可能存在的各种风险，对各区域的潜在风险进行科学合理的评估，是制定合理的安全布局与规划，制定科学高效的应急预案，从而切实提高政府应对突发事件能力的基础。对于城市管理者，需要尽可能全面地了解城市区域中的风险，判断其区域风险级别，分析城市区域风险的组成，考虑这些风险组成的相关性，这些都需要开展城市综合风险评估研究，为确定城市区域综合风险控制措施和应对城市突发事件提供决策参考。
1.3 本书的主要内容
本书在充分调研国内外有关城市灾害综合风险评估技术的基础上，以公共安全三角形理论为指导，从突发事件危险性、承灾载体脆弱性和应急能力三个方面考虑城市公共安全的综合风险，并以此为基础提出了基于指标体系的城市公共安全综合风险评估方法和基于突发事件链演化动力学的城市多灾种综合风险评估方法。
本书共分为9章。第1章为绪论，介绍本书的研究背景与主要内容；第2章介绍城市脆弱性分析与风险评估技术研究进展；第3章介绍城市公共安全综合风险评估理论与方法；第4章介绍城市社会脆弱性分析，并分析灾害信息传播对城市社会脆弱性的影响；第5章介绍城市物理脆弱性分析，选取建筑脆弱性和生命线系统脆弱性进行阐述，并以城市燃气管网为例介绍多方式监测与反演预警研究；第6章选取台风、暴雨和地面塌陷三类自然灾害，介绍基于指标体系的典型城市灾害风险评估方法；第7和第8章分别以城市台风事件链和罐区突发事件链为例，介绍基于突发事件链的风险评估方法；第9章介绍城市风险评估数据的收集与处理方法，并介绍城市脆弱性分析和多灾种综合风险评估系统。
第2章城市脆弱性分析与风险评估技术研究进展
目前，城市脆弱性分析和多灾种风险评估领域的研究在国内外是一个很热门的话题，专家学者提出了许多与城市脆弱性及风险评估相关的研究理论和概念。本章主要以文献综述的形式梳理了目前国内外关于城市脆弱性以及灾害综合风险评估技术的研究进展。主要从城市脆弱性分析、灾害风险评估、灾害风险管理、灾害链和事件链、多米诺效应研究、多灾种耦合研究、Natech事件研究、风险评估系统研究八个方面进行简要介绍。以便读者了解城市脆弱性和风险评估研究中的一些基本概念与热点研究方法，对城市脆弱性理论有更好的理解。
2.1 城市脆弱性分析
目前，国内灾害风险评价主要包括三方面内容：一是危险性分析，二是脆弱性分析，三是期望损失分析。其中，危险性分析是前提，脆弱性分析是基础，期望损失分析是核心。
不同的脆弱性定义产生不同的评价指标体系和评价方法。从目前国内外的研究情况来看，脆弱性定义可以分为三类：第一类是用承灾体本身指标来反映承灾体的特性，如海岸带海平面上升的脆弱性研究；第二类是把自然现象与社会后果联系起来，或认为是相互联系的两个系统的函数；第三类是用自然现象的社会后果来定义脆弱性概念，如把脆弱性定义为暴露于危险中的某一特定对象的潜在损失程度。我国学者的观点多属于第三类，但各有见解，如将脆弱性定义为社会经济水平分布及其承灾能力，或特定社会的人及其所拥有的财产对自然灾害的承受能力。
“脆弱”和“脆弱性”源于英文Vulnerable和Vulnerability。联合国人道事务部（Department of Humanitarian Affairs）1992年给出的Vulnerability定义为由于潜在损害现象导致的损失程度（从0%到100%）。
脆弱性分析是对灾害的社会属性进行分析，通过对评价区内各类受灾体数量、价值和对不同种类、不同强度灾害的敏感程度与抗御能力进行综合分析，以及防治工程、减灾能力分析，综合评价承灾区脆弱性，确定可能遭受灾害危害的人口、工程、财产以及国土资源的数量（或密度）及其破坏损失率。
从大的方面来看，针对城市脆弱性的研究可以分为两个部分，即城市的社会脆弱性和物理脆弱性。其中，社会脆弱性又可分为人口脆弱性、经济脆弱性等。人口脆弱性，有时与社会脆弱性合为一体，即socio-demographic vulnerability。在社会脆弱性研究中引入人口变量要素，*早从Glewwe和Hall（1998）的研究开始，成为脆弱性研究中相对独立的领域。在2000年的拉丁美洲和加勒比经济委员会（Econom
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