華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院殷杰教授研究團(tuán)隊(duì)在沿海城市洪澇災(zāi)害應(yīng)急疏散戰(zhàn)略規(guī)劃方面取得重要進(jìn)展。該研究專注于提高沿海城市老年人群的風(fēng)暴洪水應(yīng)急疏散效率，通過(guò)對(duì)上海和紐約兩個(gè)典型沿海大城市的對(duì)比分析，發(fā)展了一種結(jié)合應(yīng)急疏散區(qū)劃、疏散路徑規(guī)劃和避難場(chǎng)所優(yōu)化為一體的應(yīng)急疏散戰(zhàn)略規(guī)劃體系，可為全球沿海城市風(fēng)暴洪水應(yīng)急預(yù)案編制和管理決策提供重要的參考依據(jù)。相關(guān)成果以 Strategic storm flood evacuation planning for large coastal cities enables more effective transfer of elderly populations 為題于2024年3月11日在線發(fā)表于 Nature Water， 華東師范大學(xué)為論文的第一完成單位，殷杰教授為論文第一作者和共同通訊作者。
《自然-水》刊登殷杰教授研究團(tuán)隊(duì)研究論文
居住在沿海城市地區(qū)的老年人是受風(fēng)暴洪水影響的重點(diǎn)脆弱人群。2005年，卡特里娜颶風(fēng)導(dǎo)致的遇難者中71%是60歲以上老人、近一半是75歲以上。2022年，美國(guó)新奧爾良市編制了城市疏散援助規(guī)劃（草案），在颶風(fēng)登陸前為65歲以上老年人群提供直接的疏散轉(zhuǎn)移服務(wù)。然而，大多數(shù)沿海城市現(xiàn)有的颶風(fēng)或洪水應(yīng)急預(yù)案主要面向一般居民和市民，沒(méi)有考慮脆弱群體的特殊需求。因此，編制科學(xué)、有效的應(yīng)急預(yù)案并合理設(shè)置避難場(chǎng)所和疏散路徑，在臺(tái)風(fēng)登陸前為行動(dòng)不便的老人提供應(yīng)急疏散援助服務(wù)顯得尤為迫切。
為此，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)紐約和上海市居民進(jìn)行風(fēng)暴洪水風(fēng)險(xiǎn)感知與疏散行為的問(wèn)卷調(diào)查，深入分析了脆弱人群的應(yīng)急避難需求。采用多目標(biāo)優(yōu)化和地理網(wǎng)絡(luò)空間分析方法，研究確定了兩個(gè)城市疏散區(qū)內(nèi)老年人群和避難場(chǎng)所的最優(yōu)配置方案，并計(jì)算了疏散路徑的通量（人數(shù)）和疏散時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)上海市現(xiàn)有應(yīng)急避難場(chǎng)所容量不足和空間分布不均等問(wèn)題，分別提出了以最少投入滿足現(xiàn)狀避難需求為目標(biāo)的優(yōu)化方案一和以最快就近疏散避難人群為目標(biāo)的優(yōu)化方案二（圖1）。
圖1 沿海城市風(fēng)暴洪水應(yīng)急疏散戰(zhàn)略規(guī)劃理論框架
研究結(jié)果揭示了上海市和紐約市在應(yīng)急疏散行為和策略上的顯著差異（圖2，圖3）。98%的上海居民愿意響應(yīng)政府的疏散指令、74%的選擇前往政府指定的避難場(chǎng)所、82%的老年人需要政府提供的應(yīng)急疏散援助，而紐約市僅有約1/3的居民在桑迪颶風(fēng)期間遵照指令離開(kāi)疏散區(qū)、其中2%的居民選擇待在疏散中心避險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)兩個(gè)城市6個(gè)應(yīng)急疏散區(qū)內(nèi)總?cè)丝诤屠夏耆丝跀?shù)，以及現(xiàn)有避難場(chǎng)所布局和容量發(fā)現(xiàn)，紐約市現(xiàn)有避難場(chǎng)所可以滿足緊急狀況下的疏散安置需求，且絕大多數(shù)人可以在較短時(shí)間內(nèi)有序轉(zhuǎn)移，而上海市現(xiàn)有應(yīng)急避難場(chǎng)所配置和風(fēng)暴洪水疏散需求存在一定的空間錯(cuò)配，難以滿足脆弱人群的避難需求并可能導(dǎo)致整體疏散時(shí)間大幅延長(zhǎng)。兩種避難場(chǎng)所優(yōu)化方案可以滿足當(dāng)前上海市風(fēng)暴洪水應(yīng)急疏散的供需矛盾，優(yōu)化方案二在疏散效率和公平性方面明顯勝過(guò)優(yōu)化方案一。優(yōu)化方案二通過(guò)在上海市中心城區(qū)周邊以及崇明島等關(guān)鍵區(qū)域部署避難所，分?jǐn)傊饕枭⒙窂酵浚行Ь徑饬碎L(zhǎng)距離疏散的交通壓力，使90%的避難人員在基線交通條件下的旅行時(shí)間顯著減少，應(yīng)急疏散效率較優(yōu)化方案一提升了三倍以上（圖4）。
圖2 上海和紐約市風(fēng)暴洪水人群應(yīng)急疏散O-D分配方案
圖3 上海和紐約市風(fēng)暴洪水疏散路徑通量（人數(shù)）和疏散時(shí)間對(duì)比
圖4 兩種優(yōu)化方案下上海市風(fēng)暴洪水疏散路徑通量（人數(shù)）和疏散時(shí)間對(duì)比
上述研究發(fā)現(xiàn)揭示了紐約市和上海市應(yīng)急疏散格局的顯著差異及優(yōu)化路徑，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬，證明了所提優(yōu)化方案能夠有效提高沿海城市風(fēng)暴洪水應(yīng)急疏散的效率和公平性，尤其是對(duì)于脆弱群體如老年人的保護(hù)具有重要意義。研究為全球沿海城市風(fēng)暴洪水應(yīng)急疏散規(guī)劃提供了系統(tǒng)性的分析框架和重要參考。
近年來(lái)，殷杰教授研究團(tuán)隊(duì)在城市洪澇災(zāi)害應(yīng)急管理領(lǐng)域開(kāi)展了創(chuàng)新深入研究，先后在Nature、Nature Sustainability、Nature Water、中國(guó)科學(xué)等國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表系列高水平文章。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的資助。
附：
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s44221-024-00210-z
來(lái)源｜地理科學(xué)學(xué)院、科技處 編輯｜蔣萱 編審｜郭文君
