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国土空间韧性规划的演进逻辑与理论探索——从应急响应到动态适应的路径创新
廖启鹏;韦桦;胡守庚;陈启辉;范域立;在全球气候变化加剧与自然灾害频发的背景下,国土空间韧性规划作为应对环境不确定性的关键策略,日益成为学术界和政策制定者关注的焦点。为加快国土空间韧性规划编制体制的整合,基于2000—2024年文献数据,利用文献计量分析与知识图谱构建,系统梳理了国土空间韧性规划的理论演进及国内外研究进展,总结了城市防灾、气候适应等领域在国土空间韧性规划中的实践应用与现存挑战。结果表明:现有研究多集中于灾害防控技术、政策工具开发及空间规划策略,而对极端复合型灾害、城市系统脆弱性演化等新兴风险的前瞻性探索及国土空间韧性规划的长期动态效应分析仍显不足;国土空间韧性规划在全球研究脉络中的核心议题与发展趋势为从单一灾种应对转向综合减灾体系构建,从应急响应转向长效适应与恢复机制设计。该研究提出了面向新安全格局的韧性治理理念,主张通过构建分层分类的规划体系与动态反馈机制,强化城市系统的抗灾能力与适应性,同时,呼吁聚焦国土空间重大风险防控的科技攻关与理论突破,推动国土空间韧性规划从静态防御向灵活智能的动态治理转型,为全球城市及区域的可持续发展提供兼具理论深度与实践价值的韧性建设框架。
热风险视角下的城市通风廊道方案构建
林凯;詹庆明;童安;陆亦潇;黄宇兴;21世纪以来的快速城镇化带来较多气候环境问题。作为有效的缓解手段,城市通风廊道的合理构建已在学界受到深度关注。从城市热风险视角出发,基于电路模型连通了武汉市都市发展区的作用空间、补偿空间、潜在廊道空间,构建了该尺度下的城市通风廊道方案。结果表明:2007—2023年间武汉市都市发展区内热暴露指数呈现增长趋势,热适应指数和热敏感指数空间分布呈现中心高、外围低的中心外围结构;较高及高热风险地区主要分布于西部及东北地区,且江汉区、硚口区、青山区、江岸区4个区域需要重点关注;通风潜力呈现圈层式分布,自二环核心区向外依次递减;为武汉市都市发展区规划了6条城市通风廊道,其中4条顺应西南风向,2条顺应东南风向。该研究提出的通风廊道构建方法具备视角更综合、针对性更强的技术特点。该研究成果拓展了城市通风廊道研究的理论框架,可为与武汉市类似的存在高温风险的城市规划通风廊道提供科学指导。
应对多情景内涝灾害的医疗服务韧性测度——以武汉市中心城区为例
舒建峰;彭翀;随着极端降雨事件导致的洪涝灾害频发,城市空间面临的风险不确定性进一步增加。医疗设施是保障居民日常就医服务、提供应急医疗响应的核心要素之一,提升医疗设施应对多灾害风险的动态响应能力至关重要。以武汉市中心城区为例,基于多情景内涝灾害模拟,并利用改进的两步移动搜索法开展多情景、多搜索半径下的医疗服务韧性测度。结果表明:(1)武汉市中心城区医疗服务资源整体丰富;10年、50年、100年一遇3种内涝灾害情景下,路段、医疗设施和人口活动单元出现不同比例的淹没风险;高医疗服务水平的单元呈现“圈层+飞地”特征。(2)搜索半径为9 min的紧急状态日常医疗需求下,武汉市中心城区医疗服务韧性水平整体较高,3种内涝灾害情景下均有超过50%的单元表现出医疗服务功能上升的特征;同时,灾害级联效应造成约4%~5%的单元的医疗服务功能显著下降。(3)随着搜索半径从9、18 min增加至36 min,3种内涝灾害情景下医疗服务韧性水平均出现了显著下降;相比紧急状态下日常医疗服务韧性受影响的范围小、局部受影响程度大的特点,平时状态下日常医疗服务韧性呈现出受影响的范围更广、受影响程度更小的特征。研究结果可为医疗服务资源多情景需求优化以及应对灾害风险的国土空间设施体系完善提供理论和方法参考。
城市地表温度与下垫面关系的时空分异特征及其对缓解热岛效应的启示——以青岛市为例
童陆亿;陈赞;罗素;杨剩富;蔡超;系统认知下垫面与地表温度(land surface temperature,LST)之间的关系是应对城市热岛效应的重要基础。以山东省青岛市一典型区域为例,运用相关性分析、地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)等方法探测了LST与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、归一化建筑指数(normalized difference built-up index,NDBI)、裸土指数(bare soil index,BSI)之间关系的时空分异特征,识别了LST与下垫面之间关系的典型场景,并据此分析了除下垫面外影响LST的主要因素。结果表明:学校、停车场、广场等场所易形成“热岛”,而“冷岛”多分布于高档住宅区以及大型水体、山地等区域;LST与NDVI、MNDWI总体呈负相关关系,与NDBI、BSI总体呈正相关关系;LST与下垫面的关系存在显著的空间异质性和季节性变动,植被、水体对LST具有明显的非线性影响;热排放和洒水等特殊的人类活动、建筑阴影、不同植被类型及其物候学特征、特殊建筑材质及地形和风等因素通过改变局部LST,来塑造具备时空分异特性的LST与下垫面关系。建议进一步推进LST与下垫面之间微观关系的系统研究,全面查清影响LST的因素,揭示其对LST的影响过程与机理,从城市开发强度控制、建筑材料选用、统筹人工降温活动和激活自然要素降温作用等方面完善城市热岛效应的应对机制与措施,助力宜居城市和韧性城市建设。
三峡库区县域脆弱性测度及其分类管控策略——基于“压力-支撑力-潜力”分析框架
何钊;瞿诗进;胡守庚;人地耦合系统脆弱性是表征县域国土空间安全及区域高质量发展的关键内涵,也是可持续性科学探究的重点问题。基于城市脆弱性及资源环境承载力等相关研究基础,通过解析承载“力”内涵,构建人地耦合系统脆弱性“压力-支撑力-潜力”研究框架,探究了2010—2022年三峡库区26个县(区)脆弱性时空演变特征,厘清了主要致脆因子,并提出了分类管控策略。结果表明:2010—2022年三峡库区县域脆弱性水平呈显著下降趋势,压力与潜力结构关系发生转折性变化;2010—2022年三峡库区县域脆弱性格局总体呈现“库首高—库腹低—库尾高”的分布特征,库腹压力水平降低,库首、库尾的支撑力和潜力水平显著升高,脆弱性由较高等级向较低等级趋近;年平均降水深度、建设用地占行政区面积比例、地质灾害科学防治资金投入是库区关键致脆因子,其对不同县(区)的主要致脆过程有所差异。据此,基于优化发展类、资源转型类、管控提升类和协同治理类策略,对三峡库区26个县(区)提出差异化管控策略,为提升县域安全水平、推动区域可持续发展提供实践参考。
隧道交通荷载对储气库盖层完整性的影响
雷宝泽;王时林;苏培东;邱鹏;陆星好;欧阳沐鲲;隧道运营产生的振动对储气库上覆盖层有着不容忽视的安全影响。为研究交通荷载应力波的传播对储气库上覆盖层完整性的影响,以黄草峡储气库为依托,采用有限元数值模拟方法,分析了渝利铁路货运列车、沪渝蓉高铁列车和黄草山高速公路载重汽车3类交通荷载引起的盖层变形和振动速率。结果表明:①隧道运营过程中,储气库上覆盖层的变形量和振速均未超过安全限值;②储气库上覆盖层的变形随距隧道距离的增加而减小,其中雷口坡组和嘉四4 2套膏岩层受影响较大,而嘉二3膏岩层变形最小,说明岩性和地层结构对地层响应具有显著的调控作用;③上覆盖层在多种交通工况的叠加影响下,其影响主要局限于隧道下部嘉四4膏岩层范围内,未对储气库盖层的完整性造成威胁。研究成果可为复杂交通荷载下储气库上覆盖层完整性评估提供理论支撑和实践指导。
高强度开发地区生态系统服务价值动态变化分析——以深圳市光明区为例
陈龙;刘松;张燚;姚维科;探究高强度开发地区生态系统服务价值动态变化,对保护区域尤其是新区的生态系统安全具有重要意义。基于2007-2022年光明区16期遥感影像数据,在定量分析光明区土地利用变化的基础上,利用当量因子法、障碍度函数模型和生态经济协调度模型对光明区生态系统服务价值变化、主要提升障碍因素和生态经济协调发展状况进行了分析。结果表明:①光明区建设用地面积>林地面积>城市绿地面积>农用地面积>湿地面积>未利用地面积;2007-2022年,光明区建设用地、湿地和城市绿地面积累计增幅分别为39.67%、38.77%和13.68%;未利用地、林地和农用地面积分别下降了48.42%、29.75%和28.57%。②2007-2022年,光明区林地、农用地的生态系统服务价值分别下降了 6.67 亿元、 3.09 亿元,湿地、城市绿地的生态系统服务价值分别增加了 10.43 亿元、 1.52 亿元,光明区生态系统总服务价值增加了 2.18 亿元;光明区生态系统总服务价值的贡献率表现为湿地>林地>城市绿地>农用地。③2007-2022年林地和农用地的障碍度总体呈上升趋势,城市绿地和湿地的障碍度总体呈下降趋势,其中2007-2017年湿地的障碍度最大,2018-2022年林地的障碍度最大;林地、农用地、城市绿地和湿地的障碍度变化趋势与其对应的生态系统服务价值变化趋势恰好相反。④2008-2022年光明区的生态经济系统处于低度冲突与低度协调左右摇摆状态,表明光明区的生态经济系统存在一定的安全隐患。
基于特征增强的Transformer-GRU库岸滑坡位移预测模型
汪松林;唐辉明;邹宗兴;三峡库区水系纵横,峡谷幽深,广泛分布软弱易滑的三叠系和侏罗系红层,为我国地质灾害防治的重点区域。滑坡位移作为滑坡变形最直观的表征,其高精度预测对地质灾害风险防范具有重要意义。以三峡库区典型库岸滑坡——黄土坡临江Ι号滑坡为应用实例,在特征提取、集成学习和参数优化方面改进模型,深入挖掘每日降雨、库水位和地表位移监测数据中的关键特征,并结合注意力机制动态赋权及并行运算的优势,用Transformer编码层堆叠门控循环单元(gated recurrent unit,GRU),并用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法寻找最优超参数组合,提出一种基于特征增强的Transformer-GRU库岸滑坡位移预测模型。实验结果表明,新模型相较于PSO-GRU、PSO-BPNN、PSO-SVR这类传统位移预测模型,均方根误差(root mean square error,RMSE)降低了72.02%~75.53%,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)降低了74.35%~78.86%,说明新模型在特征学习能力和位移预测精度上更具优势,为滑坡位移预测研究提供了新思路。
基于响应面分析的热流固耦合盐穴储气库泄漏率影响因素
史永飞;文沛然;张俊飞;杨帆;范金洋;姜德义;盐穴储气库是以盐岩地层为储存介质的能源储库,用于储存空气和天然气等气体。盐穴使用过程中围岩蠕变变形会引发渗透系数改变,影响储气库的安全密闭性,增大气体泄漏风险,严重威胁公共安全。通过综合考量温度场、渗流场和应力场的相互作用,以达西定律为依据,结合孔隙渗透率演化方程和蠕变本构模型,推导出了盐穴围岩渗流的热流固三场耦合方程。在此基础上,建立了盐穴储气库数值模型,通过数据模拟和响应面分析方法分别量化了单因素变化和多因素交互作用对盐穴储气库泄漏率的影响。结果表明:①提高最小工作压力和降低温度可有效抑制盐腔变形,而提高最大工作压力和减小腔体埋深会增加气体泄漏风险;②最小工作压力与最大工作压力和腔体埋深之间的交互作用对泄漏率的影响最为显著,且表现出强烈的协同效应。
压缩空气储能地下内衬硐库密封堵头力学模型与优化设计
屈杰;刘形林;孙冠华;杨生彬;饶虎;于显杨;王娇;地下内衬硐库是压缩空气储能系统的重要组成部分。由于施工期通道和运行期密封性的要求,任何地下内衬硐库都需要1个或多个密封堵头。密封堵头复杂的受力特征对其选型和设计提出了挑战。针对堵头和围岩之间的界面工程力学特性,采用理论分析和数值模拟方法,对4种典型结构形式的密封堵头进行分析,并基于挑选出的抗力特性最佳的堵头,进一步开展优化设计研究。结果表明:楔形堵头的抗力特性最佳,最有利于维持堵头与围岩界面之间的变形协调;楔形堵头前端倾角宜选择25°~40°,后端倾角可按围岩潜在破裂角公式计算;提出了基于极限平衡分析方法的堵头长度计算公式,该长度与倾角、气压和直径有关。研究成果为地下内衬硐库堵头设计提供了理论支撑,具有重要的工程意义。
地质灾害风险区划与综合防治对策
殷坤龙,张桂荣地质灾害不仅给人类生命带来威胁 ,而且对环境、资源、财产等均具有破坏性。由于地质灾害的发生具有区域性、突发性、分布广、频率高等主要特点 ,地质灾害所造成的损失十分严重。我国是世界上地质灾害损失最严重的国家之一 ,现有 4 0 0多个县级城镇、1万多个村庄受到滑坡、崩塌、泥石流等灾害的威胁。虽然 ,我国在地质灾害领域的理论研究和防治水平有了很大提高 ,但灾害威胁依然存在 ,而且越来越严重 ,归纳起来可以概括为三个主要原因 :(1)预防性、区域性研究远远跟不上治理工程需要 ;(2 )治理工程偏重工程技术方面忽略地质灾害发生的地质机理研究 ;(3)人类因素的参与 ,造成自然地质体平衡状态的恶化、自然生态环境的破坏等加速了大区域范围内地质灾害的发生频率和规模。因此 ,作为我国地质灾害综合防治的一条有效道路 ,就是要加强开展地质灾害危险性和风险区划 ,开展预防性研究 ,圈定地质灾害危险性区域和灾害高风险区域 ,为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供可靠依据 ,从而达到综合防灾与减灾的目的
环境中抗生素污染物的研究进展
吴青峰;洪汉烈;最近的研究显示,在城市污水、表面水、土壤甚至食物中都检测到了不同种类抗生素的存在,抗生素在环境中的残留问题已经引起了研究者的关注。本文主要介绍了当前国内外抗生素的使用情况、来源,在环境中暴露途径、归趋和对生态的影响等方面的最新研究进展及存在问题,并提出了今后抗生素环境污染研究的主要方向。
基于Pyrosim和Pathfinder的高校学生宿舍火灾人员疏散安全性模拟分析
邹馨捷;萨木哈尔·波拉提;郝明;庞奇志;高校学生宿舍是人群密集的场所,存在较多的火灾安全隐患,因此对高校学生宿舍进行有针对性的火灾人员疏散安全性分析十分必要。以某高校学生宿舍楼为研究对象,运用Pyrosim软件建立火灾扩散模型,模拟分析了高校学生宿舍楼在自动喷淋灭火系统是否失效和着火房间窗户是否关闭等情况下发生火灾时,着火楼层安全出口处烟气能见度、顶棚温度和烟气层高度的变化规律,并结合Pathfinder软件模拟计算出人员疏散到安全地带的时间和整栋楼全部人员完全疏散所需安全疏散时间,综合利用人员疏散可用安全疏散时间和人员疏散所需安全疏散时间对人员疏散安全性进行分析。结果表明:高校学生宿舍楼消防设施是否有效和着火房间窗户是否关闭对人员疏散安全性的影响较大,并提出了消防安全管理措施,以为高校学生宿舍消防安全管理提供依据。
基于模糊综合评价和主成分分析法的岩溶流域水资源承载力评价
陈丽;周宏;水资源承载力评价是水资源合理开发利用和管理的重要基础。岩溶流域水循环过程复杂,水资源的禀赋存在空间异质性,因此基于水资源评价的基础开展水资源承载力评价十分有必要。基于径流模数法计算了长阳县的水资源量,在此基础上结合当地社会经济和生态环境状况,构建了长阳县水资源承载力评价指标体系和指标分级标准,采用模糊综合评价法和主成分分析法对长阳县县域和乡镇的水资源综合承载力进行了评价,并对两种评价方法的评价结果进行了对比。结果表明:2015—2019年长阳县城水资源承载力综合评分值都处于Ⅱ级,水资源综合承载力属于中等水平,且近五年水资源承载力变化趋势整体呈缓慢下降趋势;长阳县各乡镇水资源承载力也均处于Ⅱ级,但其中榔坪镇、资丘镇、大堰乡、都镇湾镇和磨市镇属于中等偏高水平;相较主成分分析法的评价结果,模糊综合评价法更适合岩溶地区水资源承载力评价。依据评价结果分析水资源承载力的提高途径,可为长阳县国土空间规划、"三区三线"的划定提供科学依据,也可为岩溶流域水资源承载力评价提供借鉴。
大学生电信网络安全状况调查分析及防控措施研究——以15所高校大学生为例
姜伟军;李蔚然;采用实证性调查研究方法,对15所高校2 264名大学生的电信网络安全状况进行问卷调查,分析了当代大学生遭遇电信网络诈骗的状况及其原因。调查结果表明:大多数大学生都遭遇过电信网络诈骗,女性大学生的受骗率高于男性大学生,电信网络诈骗在形式上渐趋多样化,大学生的电信网络安全意识不足,在受骗后主动维权的意识较差;大学生自身的价值观偏差与社会阅历浅、高校电信网络安全教育缺失、有关部门监管保障乏力是大学生遭受电信网络诈骗的主要原因。针对以上问题,有针对性地提出大学生电信网络安全教育引导和诈骗防范的对策与措施,即通过开设电信网络安全通识课程、创新电信网络安全教育形式、拓展电信网络安全教育载体、构建多方联动协作机制、加强相关法律法规制度建设等对策与措施,做好大学生的安全教育引导与诈骗防范工作,以助力大学生成长成才。
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