溃坝应急撤离的技术与预警时间探究(2)

　　2. 3 溃坝应急撤离过程分析模型。
　　
　　张子民和李琦[16]将应急撤离建模划分为宏观、中观和微观模型（ 图 2） ,宏观模型是以撤离起始点和交通分配建模为主要内容，在较短时间内将撤离需求分配到交通网络中； 中观模型是以模拟经过分组后形成的撤离单元的撤离轨迹为主要内容； 微观模型是以撤离个体行动轨迹为主要内容，需要基于行为科学理论和应急撤离经验确定个体行动规则。溃坝应急撤离属大尺度撤离场景，目前重点体现在宏观模型层面，中观与微观模型研究成果很少。
　　 　　
　　在溃坝应急撤离宏观建模技术上，主要特点为： 以网络流优化为主要思路，将应急撤离转化为网络优化问题，包括最短路径、最小费用、最快时间、最大人流量等问题[17].从研究方法上，主要分为数学分析法和计算机仿真模拟法，主要特点是将各路径的交通学特征（ 人流密度、人流速度、路宽和时间等） 、不同路径组合撤离时间对比结果、人员在撤离路径上分配机制等因素考虑在内，利用 GIS 网络分析功能、区间数网络最小风险路径确定法等方法选择最优路径，较有代表性的成果包括： 基于路径风险要素的撤离路径优化选择实用方法[18]、基于区间数网络最小风险路径的应急撤离优化选择实用方法[19]、基于 GIS 平台网络分析功能的应急撤离优化选择实用方法[20]、联合 GIS 和。 NET 平台以撤离时间和道路通行量最小为目标的人员撤离双目标优化模型[21]等，Thomas 和 Zhang[22]利用有限的、宝贵的实测撤离交通数据研究构建了区域尺度撤离模型中参数校验程序与框架。上述方法缺点是只能考虑静态网络结构，不能反映实际撤离过程与网络流随时间的变化特征和撤离时人类的中观、微观行为。
　　
　　综上所述，目前溃坝应急撤离模型分析技术相关研究集中在洪水-人流-路径叠加分析与生命损失统计等表层阶段，忽略了“环境-地物-人群”三元耦合过程的相互作用与驱动关系，难以反映元素间相互作用过程和系统动态演化机制，这也是中观和微观模型研究成果较少的根本原因。
　　
　　2. 4 溃坝撤离应急预案评价技术研究。
　　
　　目前溃坝应急预案评价技术研究主要体现为可行性和有效性评价，其中应急撤离是核心内容，中国这方面的研究与应用相对领先，研究主要集中在南京大学和南京水利科学研究院。程翠云等[23]将水库突发事件应急预案是否可行定义为预案编制是否完整、考虑是否周全，“明确大坝下游受影响总人数”、“具体的人员和财产转移方案”等与应急撤离有关的指标被作为关键指标，利用层次分析法开展可行性综合评估。由于上述应急预案可行性评价指标体系是人为建立的，不完备性造成的灰色特征难以避免，张士辰和龙智飞[24]建立了基于灰色关联度的评价方法，降低了可行性指标体系灰色特征对评价结果准确性的影响。程翠云等[25]将水库应急预案是否有效定义为是否能够实现预定目标，通过模拟溃坝洪水淹没范围，确定各路段的通行时间，利用 GIS 平台网络分析模块的路径选择（ Pathfinding） 工具，寻找灾民最佳撤离路径，计算撤离时间，据此检验应急预案是否有效。上述可行性和有效性评价方法特点是思路简单，容易被掌握，适用于所有类型水库的溃坝应急撤离预案评价工作。
　　
　　国外在溃坝应急撤离预案评价技术方面发展不明显，主要集中在化工、运输等领域[26-28],评价方法包括演练检验、按照检查列表检验、事先拟定考评指标检验和事先提供标准模板对比检验等评价模式，对应急预案评价技术研究具有参考价值。
　　
　　总体来看，目前溃坝撤离应急预案评价技术尚不成熟[29],归根结底，是针对溃坝应急撤离过程的研究不够深入，未触及溃坝应急撤离系统动力学特征、预警时间科学内涵、预警级别动态转换机理等关键科学问题及撤离过程本质。溃坝应急撤离研究是对溃坝致灾机理与人类活动互馈规律的研究，不仅是应急路径选择和风险人口分配问题，撤离过程中与人密切相关的应急决策、应急通知、撤离准备、撤离清空等主要环节中各影响因子之间反馈关系更为重要，甚至可以左右溃坝应急撤离的成败与发展变化趋势。应基于人类的行为和社会组织机制开展研究，构建溃坝应急撤离系统动力学模型，重点研究溃坝应急撤离系统动力学特征，揭示系统内部各因素之间的反馈机制和系统动态发展本质。
　　
　　3 溃坝应急撤离预警时间研究。
　　
　　3. 1 预警时间的研究现状。
　　
　　确定预警时间 WT是估算溃坝生命损失的最重要内容。若白天溃坝，溃坝迹象被及时发现的概率较高，则有可能及时发布溃坝警报； 若夜间溃坝，溃坝迹象不易被及时发现，则及时发布溃坝警报的可能性变小。已有溃坝生命风险估算公式[8-9,30]中将预警时间划分为几个固定区间，Granham 法定义小于 0. 25 h 无警报、0. 25 ~ 1. 00 h 部分警报、大于 1. 00 h 充分警报，王晓航等[31]定义小于 0. 25 h 无警报、0. 25~0. 50 h 较少部分警报、0. 50~0. 75 h 一般部分警报、0. 75~1. 00 h 较多部分警报、大于 1. 00 h 充分警报，预警时间超过 1. 30h 时溃坝生命损失大大减少。张社荣等[32]通过研究洪水预警时间与撤离路径选择关系，得出预警时间足够长时不影响路径选择，当小于某个特定值时撤离路径选择受到限制。
　　
　　上述目前国内外溃坝生命损失估算方法中，对预警时间进行考虑合理，预警时间越长、生命损失越少的定性规律符合客观实际。但由于水库数量多、特征差异大，预警时间采用固定划分方式显然欠科学。当客观条件不允许预留足够的预警时间时，仅了解预警时间长短与生命损失大小之间存在的反变关系是不够的，预警时间最短为多少满足撤离需要及其与溃坝生命损失的定量关系，对研究溃坝应急过程意义重大。
　　
　　3. 2 预警时间的定义问题。
　　
　　国外在洪水、飓风研究[33]中，提出如下应急疏散时间概念模型（ 图 3） :
　　 　　
　　ET= DT+ NT+ PT+ CT（ 2）。
　　
　　式中： ET为应急疏散时间； DT为决策时间，即突发事件预警至发布疏散指令之间所需的时间； NT为通知时间，即疏散警告时间； PT为准备时间，即撤离者从接受警告至开始撤离的时间； CT为待撤离区清空时间，即撤离者从出发至抵达目的地所需要的行程时间。
　　
　　溃坝应急预案中预警时间是基本概念，在国内外溃坝应急预案中普遍采用，但预警时间的定义在实践中模棱两可。目前，溃坝应急撤离预警时间总体上有两类定义，一是从预警指令发布到溃坝洪水到达风险人员所在地，即图 3 中的 NT+WT; 二是从风险人员接到撤离指令到洪水到达风险人员所在地的时间间隔，即图 3中 WT.严格意义上讲，两种定义都不尽合理或不够准确。
　　
　　第一种定义不尽合理。预警时间是针对风险人员应急撤离组织管理设定的，预警时间定义为通知时间NT和风险人员接到警报指令至洪水到达的时间 WT之和，其中 NT是应急指挥机构发布撤离警报通知风险人员的过程，过程中风险人员对警报指令并不知晓，对他们而言通知过程不是预警过程，预警时间不宜将通知时间 NT包含在内，否则逻辑不顺。
　　
　　第二种定义不够准确。风险人员在溃坝应急撤离过程中始终处于运动状态，到达安置点前风险人员的位置不固定。对于风险人员接到撤离指令至溃坝洪水到达风险人口所在地这一过程，风险人员所在地存在两种理解，一种是固定在接到警报地点，另一种是某动态撤离点，这种定义方式中对这一情况未交代清楚。按实际情况应该是后者，但制定溃坝应急撤离计划时往往简化处理，即按照前者。
　　
　　笔者认为，溃坝应急撤离预警时间 WT应当是指，从待撤离人员接到撤离警报指令至溃坝洪水到达撤离人员动态位置的时间间隔。这一定义对上述两种定义中不尽合理和不够准确的问题均做了回应，一方面，预警时间是针对待撤离人员的一个应急管理概念，必须以待撤离人员接到警报为起点，另一方面，溃坝洪水运动和人员撤离位置都是动态的，两者遭遇的时间应当作为预警时间的终点，若将预警时间终点描述为溃坝洪水到达撤离人员居住地，则是不够准确的。