灾害的严重性及土木工程在防灾减灾中的重要性.pdf

崔京浩 清华大学 一、灾害的定义 分类和分级 二、灾害的属性及全球灾害的严重性 三、中国是一个多灾害的国家 四、土木工程在防灾减灾中的重要性 灾害的严重性及土木工程在防灾减灾中的重要性灾害的严重性及土木工程在防灾减灾中的重要性 1 2006.10 灾害损失灾害损失 全世界每年数千亿美元，仅2005.8美国卡特 里娜飓风损失2000亿美元 中国2003年 自然灾害2800亿人民币/年死亡2400万人/年 安全事故 4000亿人民币/年 灾害损失占国民经济比例 美国 0.06 日本 0.08 中国23（按2003年自然自然灾害损失与当 年GDP的比值计） 中国2003年GDP 11.7万亿，自然灾害、安全事故总损失 280040006800亿，占5.8 2 一、灾害的定义一、灾害的定义 世界卫生组织任何能引起设施破坏、经济严 重受损、人员伤亡、健康状况及卫生服务条件 恶化的事件，如其规模已超出事件发生社区的 承受能力而不得不向社区外部寻求专门援助 时，就可称其为灾害。 联合国“国际减轻自然灾害十年”专家组灾害 是指自然发生或人为产生的，对人类和人类社 会具有危害后果的事件与现象。灾害是一种超 出受影响社区现有资源承受能力的人类生态环 境的破坏。 3 灾害的分类灾害的分类 1、自然灾害、自然灾害 1 地质灾害地质灾害地震、火山爆发、地下毒气 2 地貌灾害地貌灾害山崩、滑坡、泥石流、沙漠化、水土流失 3 气象灾害气象灾害暴雨、洪涝、干旱、风灾、冰雹低温 4 生物灾害生物灾害流行病、病虫害、有害动物 5 天文灾害天文灾害天体撞击、太阳活动与宇宙射线异常、陨石 2、人为灾害2、人为灾害 1 社会生活灾害社会生活灾害恐怖袭击、战争、瘟疫、交通事故 2 生态灾害生态灾害环境污染、人口过剩、非科学发展、认识滞后 3 工程经济灾害工程经济灾害塌方、爆炸、有害物质失控、违规反科 学生产 4 灾害的分级灾害的分级 不同质的灾害分级不同 1、以释放能量计地震 1 震级，分9级近年有人分10级 Mlog10AA为距震中100km测到的最大地震动位移 每级较前一级增加30倍。 2 烈度建筑设防用，反映破坏程度的分12级，北京8度设防 5 2、以速度计、以速度计风灾风灾热带气旋热带气旋 1805年蒲福风力分级012级，风速小于7级5061km/h 不构成破坏。1949年扩大为18级，我国参照使用 7级以上风的征象及参数 风力 等级 陆地地面征象自由海面 浪高m 距地10m高处 风速m/s 7全树摇动，迎风步行感觉不便4.05.5 13.917.1 5061km/h 8微枝折毁，人向前行感觉阻力 甚大 5.57.5 17.220.7 6274km/h 9建物有小损烟囱顶部及平屋顶 摇动 7.010.0 20.824.4 7588km/h 10陆上少见，可将树木拔起或使 房屋损坏较重 9.012.5 24.528.4 89102km/h 11陆上很少见，有则必有广泛损 坏 11.516.0 28.532.6 103117km/h 12陆上绝少见，摧毁力极大14.0 32.736.9 118133km/h 6 2006.6中国制定的中国制定的“热带气旋等级划分热带气旋等级划分” 热带气旋等级 底层中心附近最大平均 风速/m/s 底层中心附近 最大风力级 热带低压TD 10.817.13962km/h 67 热带风暴TS 17.224.46288 km/h 89 强热带风暴STS 24.532.688117km/h 1011 台风TY 32.741.4117149km/h 1213 强台风STY 41.550.9149183km/h 1415 超强台风 SuperTY ≥51.0≥183km/h 16或以上 7 灾害基本属性灾害基本属性 1、 普遍性和恒久性普遍性和恒久性 灾害是物质运动形式普遍发生，不断发生，直至永恒 2、多样性与差异性多样性与差异性复杂、模糊、起源、轻重 3、全球性与区域性全球性与区域性 全球处处有灾，不同区域灾种不同、严重性不同 4、随机性与预测困难性随机性与预测困难性时间、地点、强度、范围 5、突发性与迟缓性突发性与迟缓性 突发地震、火山。迟缓沙漠化、水土流失。 8 6、迁移性、滞后性与重现性、迁移性、滞后性与重现性 迁移加拿大酸雨来自美国污染 滞后人口膨胀，科学发明负面显现的滞后。 重现每10年左右一次大地震，中国每年约20次台风 7、后果的双重性、后果的双重性 火山灰经风化后可成沃土；台风给东南各省带来降雨 和降温；地震使矿床上移；CO2产生温室效应但利于 光合作用，森林过火后再生更茂 8、人为性和可预防性、人为性和可预防性 战争，恐怖主义，核泄露，人口膨胀，生态破坏 可以通过政治、政策、科技等予以预防 9 全球灾害严重性全球灾害严重性 联合国公布19631992年30年的统计资料 1 SD有效损失≥年国民生产总值1 1 AF 受影响人数≥受灾地区或国家总人数1 1 ND死亡人数≥100人 满足三条之一者算一次，列入统计数字 10 11 有效损失SD 其他灾 害5 地震 10 3干旱 22 1洪水 33 2热带风 暴30 1SD≥ 年国民生产总值1 受影响人数AF 2 洪水 32 1干旱 33 3热带风 暴20 其他灾 害7 地震4 饥荒/粮 荒4 1AF≥ 受灾地区或国家总人数1 12 死亡人数ND 1洪水 26 2热带风 暴19 3流行病 17 地震 13滑坡7 暴气6 其他灾 害9 干旱3 1ND≥ 100人 13 呈上升趋势 14 15 南亚、东亚最重，北美最轻 结论指自然灾害结论指自然灾害 1、严重性按灾种划分依次为 洪水、干旱、热带风暴、流行病、地震 有人统计三种气候灾害占总损失75 2、严重性按地区划分依次为 南亚印支半岛，东亚中国，太平洋， 南非，南美，西非，最好的是北美、欧洲 3、所有灾害随时间均呈上升趋势 16 人为灾害人为灾害战争、恐怖袭击、人口膨胀、科技战争、恐怖袭击、人口膨胀、科技 发展认识上的滞后、生态失衡发展认识上的滞后、生态失衡 1、战争、战争 二次大战二次大战 1、涉及六十多个国家20亿人口，死亡近1亿人。 2、中国死亡3000万，损失大于1000亿美圆。 3、苏联死亡4000万。 核袭击核袭击 1、广岛广岛 1945年8月6日晨8时15分，代号“小男孩”铀弹当量12.5千吨 TNT，爆心离地高度570米爆炸。冲击波摧毁90建筑，城市过 火6小时，爆后11年 统计死6.8万，伤7.6万，占全市人口56 2、长崎长崎 1945年8月9上午11时30分，代号“胖子”钚弹当量22千吨 TNT，爆心离地离度500米爆炸。摧毁房屋建设28.3（长崎地 形陡峭山谷较多 死 3.08万，伤2.1万，合计5.9万 占该市总人口34 17 近代战争平民伤亡的增加 1991.1.172.28多国部队与伊拉克战争 伊军死2000人 平民死20万，军民死亡比例1100 2004.3.205.1，美英联军进攻伊拉克出动23万 大军美军死1600人，2006.6媒体报导已达2500 人，伊军死亡5倍于美军约8万人，平民可能达 30万左右 18 一次大战 二次大战 朝鲜战争 越南战争 伊拉克战争 军民伤 亡比例 2011312151201100 911恐怖袭击恐怖袭击 纽约世贸大厦，南北两塔楼，110层高 416m，占地6.5km2，耗资7亿美元；办公面积 84万m2，电梯100台，可容5万名工作人员办公 及2万人同时就餐，钢框筒结构，用钢7.8万t， 最大风力楼顶可摆92cm。 2001年9月11日，845纽约时B-757撞北塔 楼；903B-767撞南塔楼 损失300亿美元；死亡3000多人 两机共载油近90t，燃烧1000oC钢筒软化塌落， 为大楼撤离提供1小时 19 911事件的基本情况 20 2004年11起重大恐怖事件 序号日期地点简况死伤注 1 2.1 伊拉克北埃尔 比勒 库尔德两办楼自杀式爆 炸 109 133 22.6 莫斯科地铁列车爆炸40100 普京称车臣所为 3 3.2 伊拉克巴格达 及卡尔巴拉 系列爆炸271 500 4 3.1 1 西班牙首都马 德里 旅客列车系列爆炸1961800“基地”下属 的马德里旅 58.24 俄图拉州及罗斯托夫 州坠机 俄图-134，图-154由莫斯科起飞后 坠毁 8989人未计机组人员 68.31 莫斯科地铁车站自杀式爆炸1051 7 9.1 俄别斯兰市第 一中学 恐怖分子劫持1000人质 达3天，特种部队抢救 335 死亡中包括 30名绑匪 89.9 雅加达澳驻印尼使馆自杀式爆炸9100 伤者有4名中国人 911.7 埃及西奈半岛塔巴地区连续3起爆炸34100 死亡中游客居多 10 12.6 沙特阿拉伯美国领事馆恐怖分子袭击5 5人国籍不同 11 12.9 伊拉克纳杰夫和卡尔巴 拉两圣城 炸弹袭击62130 序号1，3，4，7最严重，影响最大的是4，7两次事件 摘编自2005.1.2京华时报 21 切尔诺贝利CNB爆炸核泄露事故 死亡50人，厂区作业及抢救的4000 多名工作人员受到0.816gy的照射。可能 死于与放射有关的癌症及白血病 22 人口膨胀、自然资源与环境污染的世界发展模型预测麻省理工 资料依据 19001972共72年的 世界人口、粮食、资 源、工业产值、污染 状况 结论 1. 人口、人均粮食、 人均工业产值均有一 个峰值，之后下降、 峰值约在21世纪中叶 2. 资源日益减少；污 染日益严重 3. 灾难可能发生在21 世纪中叶 23 一个人为干预生态失衡的例子 美国Kaibab草原19091939年黑尾鹿种群的动态 1905年美亚利桑那州Kaibab草原黑尾鹿4000头美食动物 1907年捕打狮、狼，促进黑尾鹿繁殖 1918年黑尾鹿上升至4万头；草场损耗 1925黑尾鹿上升至10万头；草场更损耗；鹿大量被饿死，17年后减至1万头。 结论该草场只可供养23万头；狮、狼对黑尾鹿起优选作用 24 四、中国是一个多灾害的国家四、中国是一个多灾害的国家 近200年来世界死亡人数大于100万人的大灾难览表 序号时间受灾地区灾型死亡人数万人 1 2① 3② 4 5 6③ 7④ 8 9⑤ 10⑥ 11 12 13⑦ 14⑧ 15 ⑨ 16⑩ 17 18⑾ 19 20 1770-1772 1810 1811 1837 1845-1846 1849 1847 1865 1876-1878 1888 1896-1905 1918-1919 1929-1932 1931-1939 1942-1943 1943 1943-1944 1946 1968-1973 1984-1985 孟加拉 中国 *中国 印度北部 爱尔兰 *中国 中国 印度东北部 *中国山东、河南、河北等 中国 印度 印度 *中国四川、甘肃、陕西等 中国 中国河南 中国广东 孟加拉 中国湖南 非洲萨赫勒地区 埃塞俄比亚 饥荒 饥荒 饥荒 饥荒 饥荒 饥荒 饥荒 饥荒 旱灾 饥荒 饥荒、黑死病 饥荒、流感 旱灾、饥荒 水灾 旱灾 旱灾 洪水、饥荒 饥荒 旱灾 旱灾 800-1000 900 2000* 100 150 1500* 500 100 1300* 350 1000 1500 1770* 698 300 300 350 300 150 100 特点亚洲最严重，中国为最，次数占1/2，序号中加○者 死亡最多前三名在中国在最后栏内打*者 25 历史上死亡2万人以上的地震历史上死亡2万人以上的地震 历史上11次，中国占4次，超过1/3；其中序号1死亡83万， 为世界之最； 中国多为浅震30km以内，6度设防城市占79 26 1 地震华县、潼关 中国* 1556.1.23 关中大破坏，共死83万人 2地震里斯本葡萄牙 1255.11.1 8.0级，欧洲最大地震，死6万人 3 地震 西昌中国* 1850.9.12 7.5级，城毁，死2.6万人 4地震亚里加港秘鲁1868.8.8 震后海啸，98居民遇难，死2万人 5地震旧金山美国1906.4.18 8.3级，火烧三日认，死6万多人 6地震墨西拿意大利 1908.12.28 7.8级毁于海啸，共死8.5万人 7 地震 海原中国* 1920.12.16 8.5级，包括其他地区共死20 万人 8地震东京、横滨日本1923.9.1 8.2级，震后大火，海啸，共死14.2万人 9 地震 唐山中国* 1976.7.28 7.8级，京、津、唐共死24.2 万人 10地震阿斯南阿尔及 利亚 1980.10.10 7.5级，死2万多人 11地震列宁纳坎苏联1988.12.7 7.0级，死2.5万人 河南大水河南大水1975.8 该年8月台风北移，大片积雨云迂冷 骤降，连续暴雨三昼夜总降水量 1605mm，若干水库溃坝，不少坝堤被迫 炸口分洪 29个县113万km2农田被淹 1100万人口受灾 9万人死亡 京广线冲毁102km，中断行车18天 损失超过100亿元 27 黄河柳园口附近长江荆江河段黄河柳园口附近长江荆江河段 防洪标准 黄河60年一迂 海河4050年 长江1020年；实际多数仅为510年 28 中国是多地震国家频率高、震级大、震源浅、死亡多 1955年以后中国7级以上强震灾害统计表 序号地震发震时间震级 M 震中 烈度 受灾面积 平方公里 死亡人数 人 伤残人数 人 倒塌房屋 间 1康定1955.4.147.595,00084224636 2乌恰1955.4.157.0916,00018/200 3邢台1966.4.147.21023,0007,9388,6131,191,643 4渤海1969.7.187.4//930015,290 5通海1970.1.57.7101,00015,62126,783338,456 6炉霍1973.2.67.9106,0002,1992,74347,100 7永善1974.5.117.192,3001,6411,60066,000 8海诚1975.2.47.399201,3824,2921,113,515 9龙陵1976.5.297.69/7327948,700 10唐山 1976.7.28 7.81132,000 242,769 164,851 3,219,186 11松潘1976.8.167.285,00038345,000 12乌恰1985.8.237.485267020030,000 13澜沧1988.11.67.6991,7007487,7512,240,000 小计184,223 272,536 217,670 8,315,726 29 我国旱、涝灾害呈逐年增加趋势我国旱、涝灾害呈逐年增加趋势 我国历年农作物受旱、涝面积演变曲线 旱灾占中国自然灾害损失30 次数逐年增加，京津塘地区50年代5次；60年代8次；70年代11次 30 水资源匮乏水资源匮乏 联合国专门会议警告“水不久将成为一项严重的社会危机是继石 油危机之后的一个更为严重的危机” 中国水资源世界排行第六；但因人口太多，人均占有量很低仅及 世界人均值的1/4，排名第88位。 农村农田灌溉缺水300亿m3/年 8000万人，6000万头大牲畜饮水困难 城市 180市城市缺水，日缺水量1200万t （另有资料说567个城市有300多个缺水） 2000年底统计，我国共缺水600亿m3， 西部大开发的关键问题之一是“水” 北京地下水位自70年代每年下降1m，已形 成一个1000km2大漏斗，中心区地下水位 在地表下25多米。 地下水位下降导至苏州地面下降1m 上海地面下降2.7m 天津地面下降1.56m 31 华北地区水资源总量1955年625亿m3，1985年减为375亿m3， 30年共减250亿m3，年均减8.3亿m3 80年代以来，年均减910亿m3 华北地区水资源总量演变曲线 32 北京地下水位下降图北京地下水位下降图 59年至99年，40年间水位下降天安门25m，红庙35m 33 黄河断流问题黄河断流问题 19721998年27年有21年出现断流 1990年开始每年出现断流 1997年山东利津站全年断流13次，累计226天，330天无黄河水入海 断流起点曾上延到开封柳园口附近，全长704km，占黄河下游河道长 度90。 危害 下游城乡用水，胜利油田用水，水环境容量减小； 冲沙入海量减少，泥沙淤积下游河床，降低行洪能力，决 口； 加重河口地区土地盐碱化，河口湿地生态系统退化 原因引水量超过黄河负载能力；目前黄河全区引黄能力6000m3/s； 仅下游就达4000 m3/s；供水能水引水能力 浪费农业引黄灌溉定额较先进灌溉定额高出50100，灌溉水利 用率仅为30；工业万元值用水量高出全国1倍，高出先进国 家6倍，而废水处理率不足21。 对策集中领导，统一管理，重在节水，提高水价，加快调水 规划南水北调 2050年东线调148亿m3/年； 中线调130亿m3/年；西线调170亿 m3/年。近期2007年东、中线一期可望调水100亿m3/年左右 34 沙漠化沙漠化 世界每年沙漠化面积6万km2，受沙漠侵蚀的面积21万km2 全球35的土地，25人口（8.5亿）受沙漠化威胁 中国沙漠化面积20.1万km2 每年扩大2100km2，危及400万公顷农田，467万公顷草场 因沙漠每年损失783918亿元 地域主要集中在北方 2000.3.223.30一场席卷华北延及南京上海的沙尘暴起自 内蒙西部阿拉善沙漠，大范围的沙尘和泥雨波及京、津、 冀、陕、南京、上海。汽车和马路上被泥雨污染的斑斑点 点。28日北京决定城乡结合部的植树造林规划由原计划10 年完成，提前3年。 35 人口膨胀人口膨胀 世界人口增长曲线世界人口增长曲线 36 1850年后呈直线陡 增；每增10亿的年 限日趋缩短。50亿 增至60亿，慢了4 年，归功于中国计 划生育，联合国授 与中国“世界人口奖” 按20世纪出生率推 算，全球每分钟出 生259人中国30 人，每天37万中国 4万，每年8296万 中国1500万 地球最多可养活 80100亿人口 联合国警告“人口 危机对国际社会构 成的潜在危险比金 融风波和军事冲突 等问题更严重” 人口膨胀人口膨胀 中国人口增长曲线中国人口增长曲线 建国以后，1950年开始 猛增，平均每年增加 1520万人，每天增4.2万 人，每分钟30人 全国壮劳力7.5亿，只有2 亿正规就业，失业率 726不同资料数据不 同 2亿农民工城里打工，其 中1亿在建筑业 就业岗位不足待业的大 学生已达数百万 老龄化，2005年60岁以 上，占11，2020年17 37 水污染 1979年我国全年排放废水283亿t；1980年代中期全年排 放废水达310亿t 每日排入长江的污水中 酚21t氧化物14t 汞3.2t 砷6.1t 铬3.2t 1957年调查长江下游经济鱼类汞检率100 1953年日本水俣病就是工厂把汞排入水俣湾引起甲基汞 慢性中毒，64年，73年，78年连续发现病人麻木、失听、 疯癫等直至死亡，到78年3月患者达1972人，死亡300余 人。 重金属镉易在谷物中浓集，引发胃病，规定含量必须小 于1mg/kg，而我国有的地区检出镉含量达2.2mg/kg。 38 注 1ppm等于每kg肌体内含有1mg的DDT 不同种类的生物对DDT的浓集作用 39 食物污染 上海276例尸体脂肪测定（1977） 6669.52mg/kg；DDT22.95mg/kg 浙江120例尸体脂肪测定（19731975） 66620.29mg/kg；DDT17.74mg/kg 杭州对大米的测定（1973） 6662.11mg/kg；DDT0.75mg/kg 杭州对猪肉测定（1974） 有机氯5.5mg/kg 杭州对蔬菜测定（1975） 6660.11mg/kg；DDT0.028mg/kg 40 瘟疫 2003年2月6月遍及全球的SARS疫情是 现代最严重的一次流行病，中国为最 死亡人数总数798截止到2003年6月底， 其中中国大陆347，香港296，台湾84三 者总计727，占全球死亡总数91。其余 为河内死5人，新加坡31人，多伦多35人 41 全国北京最严重，死亡193人，占中国内陆死 亡总数34756，其次是广东58人，内蒙28人 42 安全生产之首降低矿难 2003年我国矿难死亡7000人煤矿6000人 6人/百万吨美0.03/百万吨，2002年统计，我国是美国200倍 日期地点原因死 伤注 19.4贵州毕节金沙县安德胜煤矿瓦斯爆炸11 2 10.18 四川雅安宝兴大理石矿场岩体垮塌 149 采石矿 3 10.20 河北武安德胜煤矿特大透大 29 4 10.20 郑州大平煤矿瓦斯突出引发瓦斯爆炸 148 32 5 10.22 黔西南贞丰县挽兰煤矿瓦斯爆炸 153 6 10.30 辽宁抚顺西露天矿坑平山峒采空区大面积塌落毒气涌出 15 711.5 山西朔州石崖湾煤矿瓦斯爆炸16 8 11.11 河南鲁山原新生矿报废井偷采 瓦斯爆炸33 6 9 11.13 成都白鹿镇宏盛煤矿瓦斯爆炸 7 10 11.20 河北邢台白塔镇五个铁矿并发 井下特大火灾65铁矿 11 11.28 陕西铜川陈家山煤矿瓦斯爆炸抢救时12.2又爆炸 4次 166 摘编自新华社稿 43 2004.911三个月矿难摘录 安全生产建筑业的严重问题 建设部公布2004.111，11个月内全国建筑施工 事故956起，死亡1125，而2003年同期死亡数还 要高出19.2，即1441；2003年全年则约死亡 1500人左右，仅次于矿难 建筑业百亿元产值死亡率2002年为6.9人， 2003年6.7人北京城建科技，2003,No.6 44 减灾对策示意表减灾对策示意表 45 46 土 木 工 程 属 性 土 木 工 程 属 性 防护性防护性从筑巢穴居到近代的地下指挥所、核电安全壳 超前性超前性防护设施必建在遭受袭击之前；许多行业土木是 先行官，如交通需先修路架桥、发电先建电厂 基础性基础性大都是国民经济的基础设施，投入大、效益大、 服役周期长 普遍性普遍性各行各业对土木有不同程度的依存关系 恒久性恒久性人类社会的发展和运动是恒久的，土木就是恒久的 土木工程在防灾减灾中的重要性土木工程在防灾减灾中的重要性 47 结结结结 论论论论 1、只要承认世界是物质的，物质是运动的，灾 害就是永恒的 2、土木工程的固有的属性决定了它在减灾防灾 中具有极强的积极主动性和不可替代性，这 些属性也同时证明了它的永恒性 3、国务院学位委员会把“防灾与防护”棣属于土 木工程之下的一个二级学科是正确的科学的 48 49