基于免疫思想的城市防灾减灾新理论

杜修力 , 许成顺 , 缪惠全 , 侯本伟 , 董慧慧 , 钟紫蓝

中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (5) : 294 -306.

PDF (991KB)
中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (5) : 294 -306. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2025.09.036
工程前沿

基于免疫思想的城市防灾减灾新理论

作者信息 +

A Novel Theory for Urban Disaster Prevention and Mitigation Based on the Concept of Immunity

Author information +
文章历史 +
PDF (1013K)

摘要

本文在回顾国内外城市防灾减灾实践的基础上,指出以“恢复”能力建设为目标的抗灾韧性城市建设理论在指导我国城市巨灾防控方面存在“先天”缺陷,亟需建立新的城市防灾减灾理论;新理论应在全面纳入“预防 ‒ 应急 ‒ 恢复 ‒ 学习”4个灾害应对阶段的基础上,实现超越城市设防水准的极端灾害作用下灾害防控“保底线”的目标。为此,借鉴人体免疫学思想,提出了抗灾免疫城市建设理论,将城市视为“生命体”,将抗灾免疫防御机制分为固有、适应性、记忆3个免疫层级。在可能的各种历史记忆“病毒”侵入时,能够保障代表城市“生命体”基本“生命体征”的城市关键运行功能维持在可接受水平之上的固有免疫机制,应是核心建设目标;系统的记忆免疫防御机制,形成贯穿于整个灾害应对过程并动态体现于下一个灾害应对循环,是系统灾害经验总结学习成果的反映。城市抗灾免疫理论与抗灾韧性理论的主要区别在于,前者明确了对城市关键运行功能维持可接受水平的鲁棒性分析架构以及系统优化和子系统之间协同的目标。城市抗灾免疫理论与抗灾风险理论的不同之处在于,前者将城市关键运行功能的概率风险控制问题转化为系统基本运行功能可接受的阈值问题。

Abstract

A review of disaster prevention and mitigation practices in China and abroad reveals that resilience-based approaches, which prioritize post-disaster recovery capabilities, have inherent limitations in guiding China’s urban disaster prevention and control. Therefore, it is urgent to build a new theoretical framework that can integrate all four stages of disaster response: prevention, response, recovery, and learning, thereby maintaining essential urban functions under extreme events that exceed a city’s designed defense capacity. Drawing inspiration from human immunology, this study proposes a theory of disaster-immune cities. In this framework, cities are conceptualized as living organisms with disaster resistance and immune defense mechanisms categorized into three levels: innate, adaptive, and memory. The inherent immune mechanism should serve as the core objective of urban resilience construction. This mechanism ensures that key urban operational functions—representing the fundamental vital signs of the city as living organisms—are maintained at an acceptable level when confronted with various "viruses” of historical memory intrusions. The memory immune defense mechanism dynamically operates throughout the entire disaster response process and manifests in subsequent disaster cycles, reflecting the system’s accumulated experience, adaptation, and learning outcomes. The key distinction between the theory of urban disaster immunity and the resilience theory is its explicit framework for robustness analysis, which ensures the maintenance of critical urban functions at acceptable levels, along with its emphasis on system optimization and coordination among subsystems. Compared with risk-based theory, the immunity-based approach shifts the focus from probabilistic risk control of critical urban functions to defining and safeguarding threshold levels for the essential operational functions of the system.

Graphical abstract

关键词

城市 / 防灾减灾 / 抗灾免疫 / 极端灾害作用 / 巨灾防控

Key words

city / disaster prevention and mitigation / disaster immunity / extreme disaster effects / catastrophe prevention and control

引用本文

引用格式 ▾
杜修力,许成顺,缪惠全,侯本伟,董慧慧,钟紫蓝. 基于免疫思想的城市防灾减灾新理论[J]. 中国工程科学, 2025, 27(5): 294-306 DOI:10.15302/J-SSCAE-2025.09.036

登录浏览全文

4963

注册一个新账户 忘记密码

一、 前言

城市是人类生产和生活的主要聚居区,应对地震、洪水等自然灾害侵袭一直是城市生存和发展过程中不可回避的重大难题,许多城市中的古代堤坝、沟渠等正是城市防御自然灾害活动的历史见证。现代科学意义上的城市防灾减灾活动萌芽于1906年的美国洛杉矶地震(Mw=7.9级),真正肇始于1923年的日本关东地震(Mw=7.9级)。美国洛杉矶地震导致3000多人死亡、约40万人无家可归,震后供水管线破坏导致次生火灾无法及时扑灭,约2.8×104栋建筑被烧毁。这次灾害推动了现代地震科学研究,至今仍是世界城市防灾减灾领域的标志性事件之一[1~4]。日本关东地震至少导致13万人死亡,其中超10万人死于震后发生的次生火灾,大火烧毁超过4.5×105栋建筑;横滨市的5条大口径供水管线折断,涌出的水又造成了严重次生灾害[5]。1925年,日本东京大学成立了世界首个地震研究所[6]。1933年,美国获得了世界首条强震记录[7,8]

虽然现代意义上的城市防灾减灾已历经百年发展,但随着经济社会发展驱动人口、财富高度集中到城市以及全球气候变化的影响,城市面临灾害时的脆弱性不降反增,呈现出明显的不协调现象。联合国研究认为,2018年人口超过30万人的城市全球共有1860个,人口共有25亿人,其中约58%的城市承受龙卷风、洪水、干旱、地震、滑坡、火山6种自然灾害中的至少1种,约14%的城市同时承受2种灾害,约2%的城市同时承受3种及以上灾害[9]。全球灾害数据平台统计结果表明,过去20年全球每年约有1.67亿人受到各种自然灾害的影响,其中地震灾害的年均影响人数约为640万人[10]。鉴于全球自然灾害的严峻形势,联合国多次召开世界减轻自然灾害大会,制定《横滨战略》(1994年)、《兵库行动框架》(2005年)、《仙台减灾框架》(2015年)3项倡导性政策文件以指导全球防灾减灾工作。城市防灾减灾是世界共同面临的难题和挑战,建立科学的城市防灾减灾理论以指导城市日益复杂的防灾减灾实践具有重要意义。尽管国际上城市防灾减灾的理念与实践稳健发展,但各种理念产生的背景、适用的情况存在显著差异。

本文在分析当前世界城市防灾减灾领域典型模式的基础上,借鉴人体免疫学理论,立足我国城市防灾减灾的基本国情,提出城市抗灾免疫能力建设方面的新理论。具体地,针对城市运行关键功能维持可接受水平的鲁棒性保障目标,结合历史记忆的潜在风险源识别/监测/预警、灾害情景仿真与“免疫”诊断、系统协同与优化、“靶向治疗”、灾后应急抢险及恢复建设、事件学习等方法与技术,构建涵盖“预防 ‒ 应急 ‒ 恢复 ‒ 学习”灾害应对阶段的全过程抗灾免疫理论及其方法与技术体系,阐述相应的基本内涵和关键科学问题,为远超设防水准的城市巨灾防控研究提供新的思想。

二、 城市防灾减灾的背景需求与新挑战

(一) 现实背景和宏观要求

我国自然灾害种类众多,灾害造成的损失较为严重,常见的自然灾害有地震、洪涝、台风、冰雪、泥石流等。其中,地震灾害的严峻程度尤为突出。截至2018年,世界上致人死亡最多的10次地震灾害中,排名第1、5、8位的事件均位于中国[11]:1556年,陕西关中地震(ML=8.3级),造成死亡约83万人;1920年,宁夏海原地震(ML=8.5级),造成死亡约28万人[12];1976年,河北唐山地震(ML=7.8级),造成死亡约24.2万人、伤残约16.4万人,直接经济损失约占当年全国国内生产总值(GDP)的1%。自改革开放以来,我国城市化进程迅速,人口、财富高度集中于长江三角洲(长三角)、京津冀、粤港澳大湾区等城市群。我国人口超过500万人、1000万人、2000万人的城市分别有91座、18座、8座,以3%的国土面积承载了约40%的人口、创造了65%的GDP和90%的进出口总值。在此背景下,城市和城市群的灾害脆弱性凸显。以2008年四川汶川地震(ML=8级)为例,地震造成死亡约8.7万人,直接经济损失约为8451亿元,约占当年全国GDP的2.65%;相比河北唐山地震,尽管地震造成的死亡人数显著下降(得益于地震发生时间、震区人口分布等因素),但经济损失反而显著提高,充分说明当前城市防灾减灾任重道远。

国家一直高度重视城市防灾减灾工作。1966年河北邢台地震后,于1970年组织召开第一次全国地震工作会议。2018年,国家在河北唐山地震40周年之际确定了防灾减灾领域“两个坚持、三个转变”的基本方针。2020年,“十四五”规划纲要提出,建设海绵城市、韧性城市,提高城市治理水平,加强特大城市治理中的风险防控。2021年,党的二十大报告提出,加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市。2023年,深入推进长三角一体化发展座谈会提出,加快推进韧性城市建设,健全城市安全预防体系,强化城市基本运行保障体系,提高防灾减灾救灾能力。2025年,中央城市工作会议提出,以建设创新、宜居、美丽、韧性、文明、智慧的现代化人民城市为目标,将着力建设安全可靠的韧性城市作为未来城市工作七方面的重点任务之一。

(二) 城市防灾减灾新挑战

数十年来国内外发生的城市灾害事件表明,远超设防水准的城市巨灾频发,是城市防灾减灾面临的全球性重大挑战。例如,河北唐山地震发生时,城市设防烈度规定为6度,而实际震中烈度达到11度,事实上处于不设防状态;四川汶川地震发生时,汶川县城设防烈度规定为7度,但实际烈度达到11度。台风、暴雨等灾害方面亦存在类似的现象。例如,2005年美国卡特里娜飓风发生时,新奥尔良市设防水平为2级飓风,而实际遭受5级飓风,最终造成1392人死亡、直接经济损失1250亿美元;2021年郑州“7·20”暴雨发生时,多个监测点的实际降雨量超过了百年一遇甚至千年一遇的水平,而郑州市的设防水平是按50年一遇的设防标准制定。

尽管大多数城市在防灾规划中已对可能面临的自然灾害作出了一定考虑,但现行的城市工程设防标准总体上是按照区域平均概率风险水平来确定的;虽然针对重要建(构)筑物适当提高了设防水平,但在远超设防水准的极端自然灾害作用下,对城市运行至关重要的关键功能(如生命线工程的系统功能)的可靠性程度仍然缺乏了解。实际上,相关城市灾害事件中,因城市运行关键功能的瘫痪或严重破坏导致的灾害级联放大效应,是造成城市巨灾的根本原因[13]。在城市灾害中,各类生命线工程系统遭到破坏,造成应急抢险和救灾能力的严重丧失,显著放大了直接和衍生灾害的危害程度,甚至引发严重的社会稳定问题。

以河北唐山地震为例开展剖析。地震发生于夜间3时42分,电力系统破坏导致全城漆黑,给震后救援带来了极大困难。震后调查表明,震后0.5 h人员救出的存活率是99.1%,而1天、2天的存活率则分别下降至81%、34.3%。通信系统瘫痪导致受灾信息无法准确上报,只能依靠汽车赶往北京报告灾情(凌晨4点10分出发,8点以后才到达)。通信系统破坏又严重影响了救援工作和社会稳定,出现了灾后越轨行为。医疗系统85%的建筑物、98%以上的病床被毁,10%的医护人员死亡,超过10万名伤员被迫转运,约占伤员总数的14%。供水系统破坏严重,4座水厂中破坏3座,294 km管线破坏200 km,震后1周无法供水;市区灾民只能饮用不卫生水源,导致震后出现大量的肠炎、痢疾患者,市区患病率为10%~20%,郊区患病率为20~30%[14]。可见,自然灾害不仅对各类建(构)筑物造成直接破坏并导致人体生理的直接伤害,而且对人类经济生产关系、社会组织模式、群体心理状态等造成的伤害也非常重大。可以采用异化的概念来概述这种城市在不同维度、不同层次上面临严重自然灾害时出现的总体突变,以对自然灾害导致的严重后果进行质性的区分[15]

三、 城市防灾减灾的典型模式

目前,城市防灾减灾在实践中有两种典型模式。第一种是通过提高整体设防水准来提升综合抗灾能力,以智利为代表。第二种是通过强化城市抗灾韧性来提升城市抗灾恢复能力,由美国倡导,已发展成为国际防灾减灾领域的主流思想。

(一) 智利模式

1. 智利自然条件

智利是南美洲经济领先的发展中国家,西临太平洋,东临安第斯山脉,国土南北长约4352 km,东西长为96.8~3623 km(平均为150 km),是世界上最狭长的国家。2023年,智利总人口为1965.8万人,城市人口占比为84.6%;有483.7万人生活在首都圣地亚哥,占全国总人口的24.61%[16]

智利地处太平洋板块中纳斯卡与南美洲板块交接地带,前者以每年约80 mm的速度俯冲后者[17],导致智利地震和火山灾害频发。该区域于1960年5月21日爆发了人类史上记录到的规模最大的地震(Mw=9.5级),引发了20世纪规模最大的海啸;至6月,共发生200多次余震,包含3次8级地震,7次7级地震[18]。过去10年中,智利300 km范围内4级及以上地震高达10 268次,平均每年1026次,相当于平均每8 h就有1次,其中4级、5级、6级、7级、8级地震占比分别为93.26%、5.96%、0.75%、0.02%、0.01%[19]。亚洲受地震灾害困扰最严重的国家是日本,过去10年中300 km范围内4级及以上地震年均为1019次,其中4级、5级、6级、7级、8级地震占比分别为90.73%、8.55%、0.67%、0.05%、0[20]。对比可见,智利地震灾害频次、极大值、历史最大值均高于日本。

2. 智利抗震防灾实践

为了应对复杂的地震灾害环境,智利制定了严格的抗震设计规范。普通建筑结构的设计规范主要是《建筑抗震设计》(NCh433)、《钢筋混凝土设计与分析要求》(NCh430)。NCh433详细规定了结构抗震设计荷载标准;智利国家标准局(INN)抗震设计标准委员会1986年制定,1989年颁布征求意见版,1993年正式实施(NCh433.Of 93)。随后,INN建立了一系列工作组来评审实践中的应用效果,为规范修订做准备。1996年,NCh433.Of 93规范正式修订为NCh433.Of 96。2010年智利“2·27”大地震后,进行了简单修订并在2012年发布。

NCh433根据地震区划图来设计震动强度,将智利划分为3个区域(区域1主要是东部沿着安第斯山脉西侧,区域2主要是中部平原地带,区域3主要是沿海区域)[21],对应的设计加速度分别为0.2 g、0.3 g、0.4 g。建筑场地分为Ⅰ~Ⅳ类,建筑类型分为A~D类。计算方法分为静力计算法、模态反应谱分析法两类。

对于普通混凝土结构,智利早期的设计规范为NCh429.Of1957、NCh430.Of1961,依据德国标准《混凝土与钢筋混凝土》(DIN1045)(1953年版本)。1993年,智利荷载规范Nch433.Of 93正式采用ACI 318-89作为钢筋混凝土结构设计标准。Nch433.Of 96则更新为ACI 318-95。在规范应用过程中,智利进行了本土化调整,在Nch430.Of 2008予以体现。据此设计的结构经受了2010年智利级地震(Mw=8.8级)的考验。

与发达国家相比,智利人工成本相对低,设计中倾向使用可提供多种抗侧力的分布式结构体系(发达国家人工成本较高,倾向减少构件数量以控制劳动力投入),即通常将建筑结构跨度设计得较小。对于传统的居民建筑,经验性地保持剪力墙面积约为第一层楼层总面积的1%[22]。从典型居民建筑的结构布置示意图(见图1)可见,大量的走廊墙、电梯井、房间单元墙均采用具有横向承载力的剪力墙,在地震作用下发挥抗侧力的作用,使建筑具有非常强的抗震能力。

从实践结果来看,尽管智利地震非常频繁,但是灾害损失并不严重,这与我国抗震防灾实践具有显著差别。2010年智利地震(Mw=8.8级)为世界有记录以来第8位的强烈地震[18],影响智利中部地区南北约600 km、东西约200 km范围,波及康塞普西翁、比尼亚德尔马、圣地亚哥3个城市以及约占40%的国土总人口。然而,地震最终造成的死亡人数仅为525人,各类生命线工程系统表现也基本良好[23,24]。自1985年智利地震(Ms=7.8级)发生以来,共新建超过3层的建筑9974栋,其中20%的为9层及以上、3%的为20层以上,最高的为52层[25];2010年地震仅导致4栋4~18层建筑倒塌、约40栋建筑严重破坏,而20层以上建筑无一倒塌。换言之,仅有不到1%的新建建筑受到地震破坏,这一结果充分证明智利城市抗震防灾实践的极大成功。

3. 智利模式分析

不难发现,智利抗震实践取得优秀成绩的根本原因是采用了全面的抗震设防管理。从荷载规定看,智利抗震设防的最小加速度达到0.2 g,而我国仅为0.05 g;从抗震设计看,智利的多层和高层建筑普遍采用剪力墙结构,而我国则允许砌体、框架等结构形式;智利频繁的地震又在不断检验着结构抗震性能、规范的合理性并促进规范修订。例如,圣地亚哥、比尼亚德尔马作为智利人口占比前两位的城市,分别经历了1985年、2010年地震,1960年、2010年地震,极端地震灾害的重现期分别仅为25年、50年。智利的结构工程师普遍认为,建筑结构在生命周期内至少经历1次极端地震灾害[25],这就促使设计和施工人员在结构设计、施工等环节追求良好的质量。

需要指出的是,尽管智利模式取得了极大成功,但对于我国的适用性有限。我国地域辽阔、人口分布相对分散,各地地震发生的地质条件差别较大,不同地域强震重现期差别非常大。概率性抗震设防需要普遍性地提高各类结构的抗震设防等级,但各地经济条件差异较大而致全面提高建筑抗震能力并不现实。可以借鉴智利抗震设防的实践经验,但不宜照搬具体的管理理念和模式。

(二) 美国模式

1. 美国自然条件

美国本土西部地区、阿拉斯加州位于环太平洋火山地震带之上,面临相当高的地震风险。过去10年中,美国300 km范围内4级及以上地震为1766次,平均每年176次,相当于平均每2天就有1次4级及以上地震,其中4级、5级、6级、7级、8级地震占比分别为88.34%、10.65%、0.85%、0.16%、0[26]。美国历史上最大地震为1964年3月27日发生于阿拉斯加州的地震(Mw=9.2级),造成139人死亡、3亿美元经济损失。2023年,美国地质调查局研究认为,近75%的美国国土可能经历1场破坏性地震,各类建筑的直接经济损失平均每年为147亿美元[27]

2. 美国抗震防灾实践

对于一般建筑,美国早期的抗震规范主要是国际职业建筑人员与法规管理人员联合会(BOCA)提出的《国家建筑规范》(NBC)、国际南方建筑规范大会(SBCCI)提出的《标准建筑规范》(SBC)、国际官方建筑师学会(ICBO)提出的《统一建筑规范》(UBC)。美国各州、县可自主选择抗震规范,具体实施情况为:NBC主要为美国东部地区城市选用,重在不断改善的消防和生命安全标准;SBC主要为美国东南部受飓风侵扰的地区选用,在风工程方面保持领先;UBC主要为美国西部受地震灾害侵扰的地区采用,在抗震设计方面保持领先。1971年,美国加利福尼亚州附近的圣费尔南多发生地震,经过规范设计的建筑仍出现了严重破坏,这一现象引起学术界广泛关注,促进了抗震设计标准的进一步改进。1976年,ICBO发布了《建筑抗震规范进展的暂行规定》(ATC 3-06)。随后,美国加州结构工程师协会地震学委员会吸收了ATC 3-06的成果,形成了1988年版UBC。美国联邦紧急事务管理署(FEMA)在国家减少地震灾害计划项目的支持下,指导国家建筑科学研究所成立了建筑抗震安全委员会(BSSC),旨在根据ATC 3-06制定一系列推荐性的抗震设计规定。1985年,BSSC颁布了第一版成果,规定每3年修订1次(1991年版本被NBC、SBC吸收,1994年版本被美国土木工程师协会(ASCE)纳入ASCE 7-98标准)。20世纪90年代后期,BOCA、SBCCI、ICBO合并为国际规范委员会,开始建立单一且适用美国全国的建筑规范。2000年公布了第一版成果《国际建筑规范》(IBC),随后每3年更新1次,最新版本为2021版[28~31];从2006年版开始,IBC吸收了ASCE/SEI 7-05规范。目前,美国大部分政府机构采用的抗震设计规范即为不同版本的IBC规范,与普通钢筋混凝土结构抗震设计直接相关的即为ASCE/SEI 7规范、ACI 318规范。

与智利采用地震区划图的方法不同,美国ASCE/SEI 7规范采用基于风险考虑的最大可信地震(MCER)强度作为地震动最大值,据此进行抗震设计[32]。MCER强度确定主要依据SsSl两个参数。Ss是美国东部地区5%阻尼比0.2 s处的工程场地谱加速度、美国西部地区5%阻尼比0.3 s处的工程场地谱加速度,同时考虑不同场地近地表软岩或坚硬土层的土质条件。Sl是5%阻尼比1 s处的工程场地谱加速度。Ss在主要断层附近约为2 g、在大部分地震活动性较强的地区为1~1.5 g,对应的S1的值为0.8 g、0.4~0.6 g,峰值加速度的几何均值为1 g、0.4~0.6 g。基于MCER进行抗震设计,可保证一般建筑的倒塌概率<10%,针对的是美国大部分地区50年超越概率<2%的地震(即地震重现期为2475年);对于特定区域地震动的活跃程度,MCER重现期为2000~3000年[22]。工程场地分为6类,风险等级则有4级。采用上述荷载规定,美国不同地区单体建筑结构实现了有效的抗震设计,显著提升了不同结构的抗震设防能力。

“9·11”事件后,美国重组并成立了国土安全部,专门负责“9·11”事件中暴露出的问题,如保护边境、确保交通和其他关键基础设施安全、与私营部门合作评估系统脆弱性等[33]。2007年起,美国国家标准与技术研究院开展世界级的灾难韧性计划项目,将建筑和基础设施系统的安全统一纳入基于社区的综合性框架中。在遭受2005年卡特里娜飓风、2012年桑迪飓风等重大自然灾害的影响后,FEMA意识到灾害恢复阶段给地方政府带来了极大的压力,特别是遭到破坏的基础设施和公共设施通常没有保险。

基于上述两方面因素,美国逐步兴起了基于韧性理念的科研与实践,尤其是2011年PPD-8[34]、2013年PPD-21[35]总统令发布后,将韧性上升为国家战略[36]。经联合国国际减灾战略办公室、洛克菲勒基金会等国际组织倡导后,基于韧性的防灾减灾理念逐渐成为全球流行的发展思路。

3. 美国模式分析

目前,针对韧性基本概念的解析已较深入[37~46]。尽管相关研究中对系统韧性的概念阐述略有差异,但在两方面保有共性:维持系统的基本功能,快速恢复到正常状态[47~49]。恢复被视为韧性的关键部分[38],需要关注两方面:恢复研究的前提是系统自身已具备较强的抵抗能力(即基本功能的鲁棒性);恢复研究旨在平衡不同利益方的权益,以充分发挥计划和市场的双重灾害管理作用。这两方面的关注点契合美国国情:一方面,美国基于IBC规范已在城市防灾减灾能力方面进行了有效建设,自身已具备较强的灾害抵抗能力,满足优化恢复工作的前提条件;另一方面,美国私营部门掌握着美国约85%的关键基础设施和关键资源[50],需要通过以保险和投资为主的方式,充分发挥私营部门在防灾减灾领域的作用[51]。这两方面直接应用于我国的韧性防灾减灾建设具有一定困难:一是我国地域辽阔,各地的经济和技术水平差异较大,抗灾设防水平标准总体不高;二是我国防灾减灾工作一般由中央统一调配、地方结对帮扶,以计划管理模式为主导。

可见,系统韧性评价在本质上是对系统功能损失与恢复过程所需时长的估计(前者),涉及功能损失程度和功能恢复所需组织、技术、资源等能力建设程度的量化评估(后者);实际上,后者强烈依赖前者,且随着损失程度的增大而呈现更高的非线性和不确定性,这是目前韧性评估研究中较为欠缺的。当前开展的研究工作都采用了两个假设:系统可接受的基本功能在预设的灾害作用强度下能够保持鲁棒性,系统功能损失程度对恢复能力的影响是线性的。通常,我国城市预设的灾害作用强度由区域平均超越概率方法确定,相关结果并不能反映真实灾害风险源事件对城市区域工程建筑的差异化影响;特别是在超过设防水平灾害的作用下,城市工程系统关键运行功能维持可接受水平的鲁棒性是难以保证的。换言之,保障城市工程系统关键运行功能维持可接受水平的鲁棒性,需要面向城市环境的具体灾害风险源集合,进行可信的最不利分析,再对存在问题进行“靶向治疗”或提升。对于总体抗灾设防水平不高、灾害风险管理主要靠计划方式进行的我国而言,这一点尤为重要。当然,城市工程系统关键运行功能的可接受水平问题,在国际上仍然缺乏定量研究。

综上,我国当前的城市工程系统抗灾韧性研究或城市抗灾韧性能力建设实践是存在重大缺陷的,即缺乏城市工程系统关键运行功能维持可接受水平鲁棒性保障的韧性评估与能力提升,仍然难以避免城市在大灾作用下的脆弱性,更谈不上有效应对极端灾害作用。灾害作用下城市功能恢复能力与功能损失程度的近似线性相关性也需要一定的条件予以保证,即限定功能损失程度应在合理范围内,而我国低设防水准的现实难以达到这一目标。因此,城市应对重大自然灾害作用,特别是避免极端灾害作用下巨灾的形成,需要发展新的理论以及相应的方法和技术体系。

四、 我国城市防灾减灾发展历程

(一) 主要发展阶段

我国城市防灾减灾实践经历了没有设防、重点设防、全面设防3个主要发展阶段。以地震灾害为例,在河北唐山地震之前,国内城市基本处于没有设防管理的发展阶段(1949—1976年)。唐山作为人口高度集中的工业城市,依然缺少有效的防灾管理(震前唐山市区人口密度为2.4万人/km2,与当前北京市城六区的人口最高密度相当)。天津塘沽区制定的《塘沽区防震工作要点》,是京津唐地区唯一震前以政府正式文件发布的对策性文件。

河北唐山地震发生后,我国抗震防灾工作进入了重点设防发展阶段,各地陆续设立了抗震办公室,形成了全国性的抗灾防灾工作管理体制与网络,制定了《关于抗震加固工作的几项规定》《城市抗震防灾规划编制工作暂行规定》等制度和规范[52]。1978年召开了第二次全国抗震工作会议,确定了37个城市重点开展抗震工作,标志着城市防灾减灾全面进入了重点设防发展阶段。20世纪80—90年代(即“六五”计划[53~55]、“七五”计划[56]、“八五”计划[57]、“九五”计划[58,59]时期),编制了系列标准[60],针对全国地震风险较高的城市完成以地震小区划为代表的防灾管理工作[61]。得益于联合国在20世纪90年代推动的“国际减灾十年”活动,我国城市防灾减灾事业获得了快速发展[62],明确了我国地震工程研究的主要任务,认为生命线工程破坏是现代地震灾害导致城市重大经济损失的主要原因[63]。“十五”时期,在城市安全方面主要发展了应急预案编制、城市风险评价、城市生命线工程缺陷无损检测技术等,深入研究了城市公共安全应急处置方面的科学问题和关键技术[64,65]

2008年发生四川汶川地震后,防灾减灾向全面性、综合性迈进[66,67],标志着我国城市防灾减灾工作进入了全面设防发展阶段。特别是偏远地区的建筑抗震设防问题,医院、学校等关键公共基础设施的抗震防灾问题等,得到前所未有的重视。“十二五”“十三五”时期,相关法制不断健全、标准体系不断完善、防灾技术不断发展、人才队伍愈加壮大、国际合作日益深化[68,69],我国防灾减灾事业取得了突出成绩。2021年,“十四五”规划纲要正式提出了建设韧性城市的目标。

(二) 重要标准规范

在具体设计标准领域,国内自1954年吸收苏联标准编制实施了《荷载暂行规定》(结规-1-54),于1958进行了修订;1974年完成了国内第一本较为完整的荷载规范《工业与民用建筑结构荷载规范》(TJ9-74),历经1987版、2001版、2006版、2012版修订,形成了《工程结构通用规范》(GB 55001—2021)。然而,GB 55001—2021并未规定地震作用下的设计,仅提出“应符合结构抗震设计的规定”“首先,地震设防区需要进行抗震设计,而且很多结构是由抗震设计控制的;其二,地震作用是能够统计并有统计资料的,可以根据地震的重现期确定地震作用”。

对具体地震作用的规定体现在规范《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2015)(简称“五代图”),之前历经四代修订[70]。“一代图”为《中国地震区域划分图》,给出了全国最大地震影响烈度的分布,1957年正式颁布。“二代图”为《中国地震烈度区划图》,给出了未来100年内场地可能遭遇的最大地震烈度分布,于1977年正式颁布。“三代图”为《中国地震烈度区划图》,给出了50年超越概率为10%的地震烈度分布,于1992年正式颁布。“四代图”为《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),给出了50年超越概率为10%的地震动参数(相当于中震的峰值加速度、加速度反应谱特征周期)分布,于2001年正式颁布。“五代图”于2015年正式颁布,同样采用“四代图”的参数形式,但有两大变化:取消不设防地区,附录中将地震动参数明确到乡镇级别。

我国的建筑结构抗震设计规范起始于1955年翻译的苏联《地震区建筑规范》。随后,中国科学院土木建筑研究所(即当前的中国地震局工程力学研究所)分别在1959年、1964年提出了两版《地震区建筑抗震设计规范(草案)》。1974年,国家建委建筑科学研究院(即当前的中国建筑科学研究院)提出了我国首部正式批准的建筑抗震设计规范《地震区建筑抗震设计规范(草案)》(TJ1-74),于1978年进行了修订。1989年,颁布了由中国建筑科学研究院牵头编制的《建筑抗震设计规范》(GBJ 11-89),该规范随后又修订颁布了2001版本(GB 50011—2001)、2010版本(GB 50011—2010)、2016版本(GB 50011—2010)、2024版本(名称修改为《建筑抗震设计标准》(GB/T 50011—2010),作为推荐性标准使用)。2021年,颁布了《建筑与市政工程抗震通用规范》(GB 55002—2021),全部条文为强制性,将建筑工程与市政工程的结构抗震设计纳入统一的规范之中。

根据GB 50011—2010、GB 55002—2021,一般建筑结构普遍采用“三水准、两阶段”的设防策略。“三水准”指小震不坏、中震可修、大震不倒。小震、中震、大震的定义是基于地震灾害为泊松过程的基本假设,50年超越概率分别为63%、10%、2%,重现期分别为50年、475年、2475年。“两阶段”设计步骤具体为:第一阶段,小震下按照弹性计算,地震效应与其他效应组合同时计入承载力调整系数,进行构件截面层次的设计,从而满足小震强度要求;对于中震,除了限制小震的弹性层间位移角,还采取相应的构造措施以保证结构延性、变形能力、耗能能力;第二阶段,通过限制大震下结构弹塑性层间位移角和构造措施,满足大震防倒塌要求。

(三) 尚存不足之处

尽管我国城市防灾取得了长足发展,然而细致梳理相关工作可以发现,仍然面临如下问题。① 城市防灾减灾建设、管理的系统思维与底线思维不足。以地震灾害为例,各类工程建(构)筑物仅需按照相关规范进行设计和施工,无需考虑工程建(构)筑物对附近乃至整个区域防灾减灾的影响;未能从整个城市防灾、减灾救灾的角度开展防灾需求分析和设计,缺少基于城市整体防灾目标的系统性分析和设计模式。② 基于概率风险的抗震设防标准难以满足城市巨灾防控需求,特别表现在超越设防水准情景下起到基本保障作用的城市生命线工程系统的防灾减灾管理与设计方面。③ 缺少巨灾情景下防灾减灾基本需求的量化研究,导致土木工程的防灾减灾与系统科学、社会学、经济学等学科的防灾减灾呈脱离状态,巨灾防控缺少科学理论指导下的方法与技术支撑。

五、 城市防灾减灾新理论

(一) 基于免疫思想的新理论

针对我国城市防灾减灾存在的抗灾设防水平整体偏低、灾害风险管理以计划为主的实际情况,为了解决日益频发、远超设防水准的极端灾害作用下城市巨灾防控难题,建立全面纳入“预防 ‒ 应急 ‒ 恢复 ‒ 学习”4个灾害应对阶段,能够实现极端灾害作用下灾害防控“保底线”目标的城市防灾减灾理论,本研究借鉴人体免疫学理论,原创性地提出城市抗灾免疫理论。该理论的核心思想是,将城市视为“生命体”,城市运行的关键生命线工程系统犹如拟人化的城市“生命体”的“心、脑、血管”,影响城市关键功能安全运行的区域潜在的各种灾害风险源及作用能量强度当作可能侵入城市这一“生命体”的“病毒”。

城市抗灾免疫并非是避免城市关键的生命线工程系统在各种潜在的“病毒”侵袭下不被破坏,更不是避免城市工程系统在各种潜在的“病毒”侵袭下不被破坏,而是要保障城市关键的生命线工程系统运行功能在这些潜在“病毒”侵袭下能维持可接受的水平,也即表征城市“生命体”生命存续特征的关键运行功能必须得到基本保障,以阻止因其瘫痪导致灾害级联放大效应失控进而酿成城市巨灾。文中提及的城市生命线工程系统指保持城市基本运行功能的工程系统,包括电力、通信、交通等。这些工程系统对城市灾后的人员生存、医疗救助、灭火消防、人群疏散等至关重要,是防止出现灾害级联失效、形成城市巨灾的关键所在。文中提及的城市工程系统包括城市所有的工程系统。

非常明显,城市关键的生命线工程系统运行功能可接受水平的标准具有主观不确定性,并不能完全客观确定。然而,相对于灾害作用预测的不确定性而言,通常情况下这一主观不确定性又要小得多;无论是抗灾韧性还是抗灾免疫理论,事实上都需要对系统维持基本运行功能可接受水平的标准进行定义,区别仅在于对系统内容和灾害作用的界定。此处,抗灾免疫理论除了对系统进行缩小范围限定(需要针对性研究),更重要的是定义灾害风险源及作用强度集合、历史可信的最不利灾害作用强度集合(即“病毒”库)。相关定义不仅可以减小对城市关键的生命线工程系统基本运行功能可靠性面临超越区域设防水准灾害作用时预测的不确定性,而且能够实现抗灾韧性理论中虽然提到但没有明确规定如何去完成的目标鲁棒性分析方法,为开展系统目标牵引下的协同和优化设计提供了理论指导。需要指出的是,城市抗灾免疫理论进一步强化对系统功能在灾害作用下的演化、失效和表征指标以及分类分级标准的研究,而这一点在目前的抗灾韧性评价和提升研究中显然是重视不够的。

(二) 理论框架及关键科学问题

本研究提出的城市抗灾免疫理论基本框架主要包括四方面。① 依据城市面临的自然灾害环境和自身特征,筛选城市运行的关键系统功能,进行重要性程度判断,定义可接受水平的表征指标与分类分级标准。② 通过“历史记忆”中的各种潜在灾害风险源和作用强度概率,进行“病毒”的识别、监测、预警,开展作用强度“能级”、位置、概率等的预测,建立历史可信的最不利灾害作用强度集合(“病毒”库)。③ 通过灾害情景仿真模拟,“诊断”系统的“免疫缺陷”,实施对应的“靶向治疗”或“疫苗防治”(系统的目标协同和优化),提升系统的固有免疫能力,实现保障关键功能维持在可接受的基本运行水平之上的鲁棒性目标。④ 不同“病毒”侵袭系统功能损伤后的免疫防护和恢复机制,或可广义地称为免疫应答,即适应性免疫。此处的免疫应答并不是消除“病毒”,而是减小“病毒”侵袭对系统功能的伤害并进行恢复的机制。适应性免疫能力包括灾中应急抢险、恢复能力建设,并不限于城市关键功能对应的生命线工程系统,而是包括整个城市的工程系统;“病毒”也不限于历史可信的最不利灾害作用。与人体免疫相似,城市“生命体”的免疫防御机制可分为固有、适应性、记忆3个免疫层级。重中之重的是城市“生命体”在可能的各种历史记忆“病毒”侵入时能保障基本“生命体征”的固有免疫机制。适应性免疫机制包括免疫应答(灾中应急)、免疫恢复(灾后重建)。记忆免疫机制则是形成于对历史灾害经验的总结学习过程之中。

城市抗灾免疫理论框架完整地包含了“预防 ‒ 应急 ‒ 恢复 ‒ 学习”4个灾害应对阶段,构建了针对极端灾害作用下灾害防控“保底线”目标的城市关键系统功能维持基本运行水平鲁棒性的分析方法。城市抗灾免疫理论与抗灾韧性理论的主要区别在于,前者确立了对城市关键运行功能维持可接受水平的鲁棒性分析架构以及系统优化和子系统之间协同的目标,明确将应急与恢复能力区别开来,真正将工程技术、工程社会学、系统科学等结合运用到城市防灾减灾研究之中。城市抗灾免疫理论与抗灾风险理论的不同之处在于,前者将城市关键运行功能的概率风险控制问题转化为系统基本运行功能可接受的阈值问题。

本研究将城市抗灾免疫能力划分为两类。① 城市抗灾固有免疫能力,指灾害来临时基于系统自身物理性能所提供的灾害抵抗能力。这种物理性能是在城市建设和发展过程中逐渐形成的,可在城市抗灾免疫理论指导下,不断地强化对影响城市基本功能运行的关键系统功能(城市系统的核心免疫能力)进行目标引导下的协同与优化提升。② 城市抗灾适应性免疫能力,指灾害来临后基于系统之前的技术与物资储备、应急管理预案以及整个社会的灾害管理体制等全部准备工作所提供的抗灾恢复能力。在影响城市基本功能运行的关键系统功能中,应急抢险、恢复重建是抗灾恢复能力建设的重点。抗灾适应性免疫能力亦同样依赖城市建设和发展的各个环节。免疫记忆或灾害经验学习是提升城市抗灾固有和适应性免疫能力不可或缺的环节。适应性免疫能力由灾后应急、恢复重建两部分组成,但当前的韧性评估并未区分这两部分,故文中也暂不做区分,统一以适应性免疫能力来描述。

为了量化城市抗灾免疫能力,可将城市遭受灾害作用下的系统关键运行功能受损和恢复的过程表示为图2图2中,横坐标t为时间;纵坐标Q(t)为城市关键运行功能;Qm(h)、Qu分别是系统受灾时功能下降后的水平、城市基本运行功能的可接受水平;Qr(t)为系统功能恢复过程的变化,是Qm(h)、城市抗灾应急组织指挥能力、技术和资源储备等因素的函数。

系统的固有免疫表征指标Ia(h)定义为:

Iah=Qmh-Qu1-Qu

式(1)中,h为某一历史可信最大灾害作用,H是城市可能面临的最大历史可信灾害作用集合,QmhQu>0, hH

系统的适应性免疫指标Ib定义为:

Ib=tbteQrt-Qu1-Qu1te-tbdt

式(2)中,tb是灾害开始时刻,te是城市恢复结束时刻。显然,Ia体现的是系统固有抗灾免疫能力的强弱,对指导灾前城市抵抗能力建设更具针对性;Ib体现的是系统受灾后的自恢复能力,可用于指导灾前准备、灾后应急与长期恢复。

基于上述阐述,本研究提出的抗灾免疫理论与抗灾韧性理论既有联系又有区别。抗灾免疫理论强调从城市防灾减灾的重点系统、重点目标入手,以保障城市运行基本功能维持可接受水平为目标,突出底线思维。具体而言,抓住城市生命线工程系统这个维持城市运行的关键系统,特别是在灾后应急阶段具有极端重要作用的关键生命线工程系统,包括电力、通信、交通等。免疫重点关注城市关键生命线工程系统功能的灾前抵抗能力建设,强调在资源有限的约束条件下,通过保障重点系统、重点目标,实现阻断灾害级联放大效应这一保底线的基本需求,筑牢极端灾害作用下城市应急抢险的基础条件。抗灾韧性理论侧重系统灾后恢复能力建设,强调在资源有限的约束条件下,通过合理调度资源实现城市系统灾后快速恢复;然而理论成立需要前文所述的两个前提条件,对于抗灾设防水准总体偏低、灾害风险管理市场化程度偏低的我国而言具有有先天不足的缺陷。

本研究基于免疫思想提出了一种城市防灾减灾新理论,核心是保障城市运行基本功能维持可接受水平的鲁棒性。后续需聚焦解决的关键科学问题有:生命线工程系统功能运行仿真与灾害失效模式,复合生命线工程系统功能灾害耦联失效机制与演化规律,生命线工程系统功能抗灾免疫评价与协同提升技术等。

六、 结语

灾害应对是“预防 ‒ 应急 ‒ 恢复 ‒ 学习”4个阶段的动态循环,抗灾韧性城市建设理论侧重对灾害作用下系统功能损失恢复能力的评价及提升,用于指导设防水平普遍偏低、灾害风险管理以计划为主的我国城市防灾减灾能力建设在城市巨灾防控方面存在固有缺陷。在超越城市设防水准的灾害作用下,因城市关键运行功能失效导致的灾害级联放大效应具有极大的不确定性,防止城市巨灾形成的关键所在是阻断灾害级联放大效应并减小不确定性。面对日益频发、远超设防水平的极端灾害作用下城市巨灾防控的挑战,亟需建立全面纳入“预防 ‒ 应急 ‒ 恢复 ‒ 学习”4个灾害应对阶段、能够实现超越城市设防水准的极端灾害作用下灾害防控“保底线”目标的城市防灾减灾新理论。

本文在系统回顾国内外城市防灾减灾研究和实践的基础之上,借鉴人体免疫学思想,原创性地提出了城市抗灾免疫理论,可为指导具有中国特色的城市防灾减灾能力建设提供参考,特别是为城市巨灾防控建议了新思路。需要指出的是,固有免疫能力建设不是要消除风险,而是要减小城市系统中关键运行功能在灾害冲击作用下维持可接受水平的不确定性,从而实现对超越设防水平极端灾害作用下级联放大效应的阻断并避免城市巨灾的形成;适应性免疫也不是要建立消除“病毒”的机制,而是通过灾中应急、灾后恢复能力建设来减小甚至消除“病毒”对系统功能的影响,这与人体的适应性免疫能力最终体现在对“病毒”侵袭后果的减小或消除是类似的。

参考文献

[1]

Zoback M L. The 1906 earthquake and a century of progress in understanding earthquakes and their hazards [J]. GSA Today, 2006, 16(4): 4.

[2]

Lefèvre E. Reminiscences of a stock operator [M]. New York: Wiley, 1923.

[3]

Ager P, Eriksson K, Hansen C W, et al. How the 1906 San Francisco earthquake shaped economic activity in the American West [J]. Explorations in Economic History, 2020, 77: 101342.

[4]

Kircher C A, Seligson H A, Bouabid J, et al. When the big one strikes again—Estimated losses due to a repeat of the 1906 San Francisco earthquake [J]. Earthquake Spectra, 2006, 22(2): 297‒339.

[5]

缪惠全. 地下供水管网地震反应分析与抗震功能可靠度研究 [M]. 北京: 北京工业大学出版社, 2022.

[6]

Miao H Q. Seismic response and functional reliability analysis of underground water supply networks [M]. Beijing: Beijing University of Technology Press, 2022.

[7]

Prof. K. Suyehiro [J]. Nature, 1932, 130: 232.

[8]

Reitherman R K. Earthquakes and engineers: An international history [R]. Reston: American Society of Civil Engineers, 2012.

[9]

Chopra A K. Elastic response spectrum: A historical note [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2007, 36(1): 3‒12.

[10]

Gu D. Exposure and vulnerability to natural disasters for world’s cities [R]. New York: United Nations Department of Economic and Social Affairs, 2019.

[11]

Our World in Data. People affected by natural disasters [EB/OL]. (2024-06-28)[2025-10-15]. https://ourworldindata.org/grapher/total-affected-by-natural-disasters.

[12]

Ritchie H. What were the world’s deadliest earthquakes [EB/OL]. (2018-10-15)[2025-10-15]. https://ourworldindata.org/the-worlds-deadliest-earthquakes.

[13]

王兰民, 郭安宁, 王平, 1920年海原大地震震害特征与启示 [J]. 城市与减灾, 2020 (6): 43‒53.

[14]

Wang L M, Guo A N, Wang P, et al. Characteristics and revelation of great Haiyuan earthquake disaster [J]. City and Disaster Reduction, 2020 (6): 43‒53.

[15]

National Institute of Standards and Technology. Earthquake-resilient lifelines : NEHRP research, development and implementation roadmap [R]. Redwood City: National Institute of Standards and Technology, 2014.

[16]

邹其嘉, 王子平, 陈非比, 唐山地震灾区社会恢复与社会问题研究 [M]. 北京: 地震出版社, 1997.

[17]

Zou Q J, Wang Z P, Chen F B, et al. Research on social recovery and social issues in Tangshan earthquake disaster areas [M]. Beijing: Seismological Press, 1997.

[18]

缪惠全. 韧性城市视角下震后城市结构异化与人口短时再分布 [J]. 同济大学学报(自然科学版), 2022, 50(12): 1770‒1777.

[19]

Miao H Q. Alienation of urban structure and short-term population redistribution after earthquakes from perspective of resilient cities [J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2022, 50(12): 1770‒1777.

[20]

Chile population [EB/OL]. (2024-06-22)[2025-10-15]. https://www.worldometers.info/world-population/chile-population/.

[21]

Ene D, Craifaleanu I G. Seismicity and design codes in Chile: Characteristic features and a comparison with some of the provisions of the romanian seismic design code [J]. Constructii, 2010, 10(2): 69‒78.

[22]

NEHRP Consultants Joint Venture. Recommendations for seismic design of reinforced concrete wall buildings based on studies of the 2010 Maule, Chile earthquake (NIST GCR 14-917-25) [R]. Redwood City: National Institute of Standards and Technology, 2014.

[23]

Chile earthqukae report [EB/OL]. (2024-06-22)[2025-10-15]. https://earthquakelist.org/chile/.

[24]

Japan earthquake report [EB/OL]. (2024-06-29)[2025-10-15]. https://earthquakelist.org/japan/.

[25]

INN-Chile. Earthquake resistant design of buildings: NCh433 [S]. 2012-06-30.

[26]

NEHRP Consultants Joint Venture. Comparison of U.S. and Chilean building code requirements and seismic design practice (NIST GCR 12-917-18) [R]. Redwood City: National Institute of Standards and Technology, 2012.

[27]

Tang A K, Eidinger J M. Chile earthquake of 2010: Lifeline performance [R]. Reston: American Society of Civil Engineers, 2013.

[28]

Edge B L. Chile earthquake and Tsunami of 2010: Performance of coastal infrastructure [M]. Reston: American Society of Civil Engineers, 2013.

[29]

Kupfer M, Lindenberg J, Bonelli P, et al. Seismic performance of high-rise concrete buildings in Chile high-rise buildings seismic performance of high-rise concrete buildings in Chile [J]. International Journal of High-Rise Buildings, 2012, 1(3): 181‒194.

[30]

The United States earthquake report [EB/OL]. (2024-09-19)[2025-10-05]. https://earthquakelist.org/usa/.

[31]

Petersen M D, Shumway A M, Powers P M, et al. The 2023 US 50-state national seismic hazard model: Overview and implications [J]. Earthquake Spectra, 2024, 40(1): 5‒88.

[32]

International Code Council. International building code (2018) [R]. Country Club Hills: International Code Council, 2018.

[33]

Ching D K, Winkel S R. Building codes illustrated: A guide to understanding the 2018 international building code [M]. New York: Wiley, 2018.

[34]

International Code Council. International building code——2021 [M]. Country Club Hills: International Code Council, 2021.

[35]

Thornburg D W, Kimball C. 2021 international building code illustrated handbook [M]. Washington DC: McGraw-Hill Companies, 2021.

[36]

American Society of Civil Engineers. Minimum design loads for buildings and other structures: ASCE/SEI 7-05 [S]. 2006-01-01.

[37]

Kean T H, Hamilton L H, Ben-Veniste R, et al. The 911 commission report [R]. Washington DC: US Government Printing Office, 2004.

[38]

Presidential policy directive / PPD-8: National preparedness [EB/OL]. (2022-10-27)[2025-10-15]. https://www.dhs.gov/presidential-policy-directive-8-national-preparedness.

[39]

Presidential policy directive / PPD-21: Critical infrastructure security and resilience [EB/OL]. (2013-02-12)[2025-10-15]. https://www.cisa.gov/sites/default/files/2023-01/ppd-21-critical-infrastructure-and-resilience-508_0.pdf.

[40]

Ouyang M. Review on modeling and simulation of interdependent critical infrastructure systems [J]. Reliability Engineering & System Safety, 2014, 121: 43‒60.

[41]

Meerow S, Newell J P, Stults M. Defining urban resilience: A review [J]. Landscape and Urban Planning, 2016, 147: 38‒49.

[42]

Hosseini S, Barker K, Ramirez-Marquez J E. A review of definitions and measures of system resilience [J]. Reliability Engineering & System Safety, 2016, 145: 47‒61.

[43]

Koliou M, van de Lindt J W, McAllister T P, et al. State of the research in community resilience: Progress and challenges [J]. Sustainable and Resilient Infrastructure, 2020, 5(3): 131‒151.

[44]

Bruneau M, Chang S E, Eguchi R T, et al. A framework to quantitatively assess and enhance the seismic resilience of communities [J]. Earthquake Spectra, 2003, 19(4): 733‒752.

[45]

Cutter S L, Ash K D, Emrich C T. The geographies of community disaster resilience [J]. Global Environmental Change, 2014, 29: 65‒77.

[46]

薄景山, 段玉石, 王玉婷, “韧性”的词义解析及其应用 [J]. 世界地震工程, 2023, 39(1): 38‒48.

[47]

Bo J S, Duan Y S, Wang Y T, et al. Meaning analysis and application of “resilience” [J]. World Earthquake Engineering, 2023, 39(1): 38‒48.

[48]

翟长海, 刘文, 谢礼立. 城市抗震韧性评估研究进展 [J]. 建筑结构学报, 2018, 39(9): 1‒9.

[49]

Zhai C H, Liu W, Xie L L. Progress of research on city seismic resilience evaluation [J]. Journal of Building Structures, 2018, 39(9): 1‒9.

[50]

李彤玥. 韧性城市研究新进展 [J]. 国际城市规划, 2017, 32(5): 15‒25.

[51]

Li T Y. New progress in study on resilient cities [J]. Urban Planning International, 2017, 32(5): 15‒25.

[52]

崔鹏, 李德智, 陈红霞, 社区韧性研究述评与展望: 概念、维度和评价 [J]. 现代城市研究, 2018, 33(11): 119‒125.

[53]

Cui P, Li D Z, Chen H X, et al. Research review and prospect of community resilience: Concept, dimension and evaluation [J]. Modern Urban Research, 2018, 33(11): 119‒125.

[54]

汪辉, 徐蕴雪, 卢思琪, 恢复力、弹性或韧性?——社会 ‒ 生态系统及其相关研究领域中“Resilience”一词翻译之辨析 [J]. 国际城市规划, 2017, 32(4): 29‒39.

[55]

Wang H, Xu Y X, Lu S Q, et al. A comparative study of Chinese translation of resilience terminology in socio-ecological system and its related research fields [J]. Urban Planning International, 2017, 32(4): 29‒39.

[56]

李杰. 城市地震灾场控制理论研究——抗震韧性城市的早期探索 [M]. 上海: 同济大学出版社, 2018.

[57]

Li J. Research on urban earthquake disaster field control theory—Early exploration of seismic resilient cities [M]. Shanghai: Tongji University Press, 2018.

[58]

缪惠全, 钟紫蓝, 侯本伟, 中国特色韧性城市的经验探索与未来趋势——从唐山地震到汶川地震 [J]. 北京工业大学学报, 2023, 49(7): 810‒832.

[59]

Miao H Q, Zhong Z L, Hou B W, et al. Experience exploration and future trend of resilient cities with Chinese characteristics—From Tangshan earthquake to Wenchuan earthquake [J]. Journal of Beijing University of Technology, 2023, 49(7): 810‒832.

[60]

Zhai C H, Zhao Y G, Wen W P, et al. A novel urban seismic resilience assessment method considering the weighting of post-earthquake loss and recovery time [J]. International Journal of Disaster Risk Reduction, 2023, 84: 103453.

[61]

The Department of Homeland Security’s (DHS) critical infrastructure protection cost-benefit report [EB/OL]. (2009-06-26)[2025-10-15]. https://www.gao.gov/products/gao-09-654r.

[62]

2023 FEMA resilience: Year in review [EB/OL]. [2025-10-15]. https://www.fema.gov/sites/default/files/documents/fema_resilience_year-review_2023.pdf.

[63]

康仲远. 中外大城市灾例对比研究系列报告(二)──唐山地震和阪神地震 [J]. 灾害学, 1996, 11(3): 65‒72.

[64]

Kang Z Y. A series of comparative studies on disaster cases in big cities at home and abroad (II)—Tangshan earthquake and Hanshin earthquake [J]. Journal of Catastrophology, 1996, 11(3): 65‒72.

[65]

叶耀先. 中国减轻地震灾害的经验与对策 [J]. 世界地震工程, 1985, 1(2): 1‒9.

[66]

Ye Y X. China’s experience and countermeasures in mitigating earthquake disasters [J]. Orld Earthquake Engineering, 1985, 1(2): 1‒9.

[67]

陈寿梁. 建国以来我国抗震工作的发展与回顾 [J]. 世界地震工程, 1986, 2(2): 1‒6, 23.

[68]

Chen S L. Development and review of China’s earthquake-resistant work since the founding of the People’s Republic of China [J]. World Earthquake Engineering, 1986, 2(2): 1‒6, 23.

[69]

城乡建设环境保护部副部长戴念慈同志在第七次全国抗震工作会议暨全国抗震系统先进集体先进个人表彰大会上的讲话 [J]. 工程抗震, 1985, 7(2): 2‒6.

[70]

Speech by Dai Nianci, vice minister of the Ministry of Urban and Rural Construction and Environmental Protection, at the seventh national anti-seismic work conference and the national advanced collective and advanced individual commendation conference for anti-seismic systems [J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting, 1985, 7(2): 2‒6.

[71]

抓紧时机, 搞好抗震防灾工作, 迎接全国抗震工作会议的召开——陈寿梁同志在全国各省抗震办公室主任座谈会上的讲话(摘要) [J]. 工程抗震, 1992, 14(1): 1‒5.

[72]

Seize the opportunity, do a good job in earthquake prevention and meet the convening of the national earthquake work conference—Comrade Chen Shouliang’s speech at the Symposium of Directors of Earthquake-resistant Offices in Various Provinces Across the Country (abstract) [J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting, 1992, 14(1): 1‒5.

[73]

李振东. 中国工程建设抗震减灾对策 [J]. 中国减灾, 1993 (4): 15‒18.

[74]

Li Z D. Countermeasures for earthquake resistance and disaster reduction in China engineering construction [J]. Disaster Reduction in China, 1993 (4): 15‒18.

[75]

蔡长赓. 建设部印发《全国抗震防灾“九五”计划和2010年远景目标》 [J]. 广州建筑, 1998, 26(1): 42‒43.

[76]

Cai C G. The Ministry of Construction issued the National ninth Five-Year Plan for earthquake prevention and disaster prevention and the long-term target for 2010 [J]. Guangzhou Architecture, 1998, 26(1): 42‒43.

[77]

陈章立. 我国地震科技进步的回顾与展望(二) [J]. 中国地震, 2001, 17(4): 326‒341.

[78]

Chen Z L. Review and prospects of the progress of seismological science and technology in China (Ⅱ) [J]. Earthquake Research in China, 2001, 17(4): 326‒341.

[79]

金磊. 中国城市综合减灾战略研究——兼议编制城市减灾科技蓝皮书的思考 [J]. 中国科学基金, 1994, 8(1): 45‒50.

[80]

Jin L. Discussion and suggestion of China city disaster management and government behavior for science and technology [J]. Bulletin of National Science Foundation of China, 1994, 8(1): 45‒50.

[81]

彭一民. 我国城市抗震防灾工作进展综述 [J]. 工程勘察, 1986, 14(1): 25‒27.

[82]

Peng Y M. A summary of the progress of urban earthquake resistance and disaster prevention in China [J]. Geotechnical Investigation and Surveying, 1986, 14(1): 25‒27.

[83]

阚凤敏. 联合国引领国际减灾三十年: 从灾害管理到灾害风险管理(1990—2019年) [J]. 中国减灾, 2020 (5): 54‒59.

[84]

Kan F M. Thirty years of international disaster reduction led by the united nations: From disaster management to disaster risk management (1990—2019) [J]. Disaster Reduction in China, 2020 (5): 54‒59.

[85]

谢礼立, 罗学海. “国际减轻自然灾害十年”和地震工程研究的任务 [J]. 地震工程与工程振动, 1990, 10(4): 101‒108.

[86]

Xie L L, Luo X H. On the IDNDR and development of earthquake engineering research [J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 1990, 10(4): 101‒108.

[87]

中国灾害防御协会. 防灾减灾文集 [M]. 北京: 新华出版社, 2007.

[88]

China Association for Disaster Prevention. Collection of disaster prevention and reduction [M]. Beijing: Xinhua Publishing House, 2007.

[89]

中国土木工程学会. 工程建设技术发展研究报告 [R]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2006.

[90]

Chinese Society of Civil Engineering. Research report on the development of engineering construction technology [R]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2006.

[91]

国家综合减灾“十一五”规划 [J]. 自然灾害学报, 2007, 16(6): 224‒228.

[92]

The 11th Five-Year Plan of national comprehensive disaster reduction [J]. Journal of Natural Disasters, 2007, 16(6): 224‒228.

[93]

金晓霞. 国家“十一五”综合减灾略记 [J]. 中国减灾, 2011 (1): 34‒35.

[94]

Jin X X. A brief account of comprehensive disaster reduction in the 11th Five-Year Plan [J]. Disaster Reduction in China, 2011 (1): 34‒35.

[95]

城乡建设防灾减灾“十二五”规划 [J]. 建筑监督检测与造价, 2011, 4(S2): 5‒10.

[96]

The 12th Five-Year Plan for disaster prevention and mitigation in urban and rural construction [J]. Supervision Test and Cost of Construction, 2011, 4(S2): 5‒10.

[97]

住房城乡建设部印发《城乡建设抗震防灾“十三五”规划》 [J]. 中国应急管理, 2016 (12): 45‒47.

[98]

The Ministry of Housing and Urban-rural Development issued The 13th Five-Year Plan for earthquake prevention and disaster prevention in urban and rural construction [J]. China Emergency Management, 2016 (12): 45‒47.

[99]

胡聿贤. 《中国地震动参数区划图》宣贯教材 [M]. 北京: 中国标准出版社, 2001.

[100]

Hu Y X. Training manual for Chinese seismic ground motion parameter zonation map [M]. Beijing: Standards Press of China, 2001.

基金资助

国家自然科学基金项目“城市生命线工程系统抗震免疫基础理论与方法”(52494960)

中国工程院咨询项目“极端灾害下城市与社会系统安全韧性技术发展战略研究”(2024-XBZD-21)

AI Summary AI Mindmap
PDF (991KB)

2175

访问

0

被引

详细

导航
相关文章

AI思维导图

/