防災(zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)

我國幅員遼闊、地形復(fù)雜、氣候多變，是一個(gè)自然災(zāi)害種類多、強(qiáng)度大、分布廣、頻度高的國家，災(zāi)害對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。1998年長江全流域洪水以及2008年汶川大地震以后，我國越來越重視防災(zāi)減災(zāi)工作。清華大學(xué)土木工程系也于20世紀(jì)90年代后期開始分別為本科生開設(shè)“災(zāi)害及其對(duì)策”，為研究生開設(shè)“災(zāi)害學(xué)”等課程。作為清華大學(xué)土木工程系防災(zāi)減災(zāi)研究所的一個(gè)教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，作者在承擔(dān)科技部科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、省部級(jí)科技項(xiàng)目等的研究工作，以及承擔(dān)“災(zāi)害及其對(duì)策”和“災(zāi)害學(xué)”等課程的教學(xué)過程中，積累了大量研究成果和教學(xué)素材。通過本書的寫作，作者希望將我們?cè)跒?zāi)害教學(xué)和研究方面的成果和心得介紹給全國讀者，也為本校的災(zāi)害教學(xué)提供一本相對(duì)系統(tǒng)和全面的教科書。

防災(zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)一書跨越了多個(gè)學(xué)科和門類，要把地震、洪水、臺(tái)風(fēng)、滑坡泥石流、火災(zāi)這幾個(gè)災(zāi)種的防災(zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)都講清楚，篇幅將極其宏大，也不是一門32學(xué)時(shí)的課程所能容納得下的。本書力求從實(shí)際出發(fā)，深入淺出，并通過一些實(shí)例，以期使讀者在了解防災(zāi)減災(zāi)工作所包含的內(nèi)容的同時(shí)，也能掌握一些具體的工作方法和技術(shù)。雖然本書的主要內(nèi)容是防災(zāi)減災(zāi)工程和技術(shù)，但是為了兼顧防災(zāi)減災(zāi)學(xué)科的系統(tǒng)性和相關(guān)知識(shí)的完整性，本書還介紹了我國防災(zāi)減災(zāi)法律法規(guī)、災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析、災(zāi)害的應(yīng)急管理和災(zāi)害經(jīng)濟(jì)等防災(zāi)減災(zāi)非工程對(duì)策。

全書共分14章。第1章介紹災(zāi)害的基本知識(shí)、自然災(zāi)害的特點(diǎn)和災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)的危害。第2章介紹全球自然災(zāi)害概況、我國自然災(zāi)害概況、我國各地區(qū)自然災(zāi)害分布和自然災(zāi)害產(chǎn)生的背景。第3章介紹我國防災(zāi)減災(zāi)法律法規(guī)。第4章介紹災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析方法和實(shí)例。第5章介紹防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃編制方法和實(shí)例。第6章介紹我國災(zāi)害管理的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)機(jī)制，災(zāi)害預(yù)警、預(yù)報(bào)體系，應(yīng)急響應(yīng)體系,應(yīng)急預(yù)案建設(shè)和災(zāi)后恢復(fù)重建制度。第7章介紹災(zāi)害對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響,災(zāi)害損失評(píng)估,防災(zāi)減災(zāi)費(fèi)用及效益和防災(zāi)減災(zāi)決策。第8章介紹地震的危害、中外重大地震災(zāi)害、地震的類型與成因、地震的基本概念、世界地震帶分布、我國的地震活動(dòng)和地震災(zāi)害、地震預(yù)報(bào)和預(yù)警、工程抗震設(shè)防、房屋抗震設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算。第9章介紹火災(zāi)的危害、火災(zāi)的燃燒過程、常見的火災(zāi)原因、建筑火災(zāi)的擴(kuò)散與蔓延、建筑的耐火等級(jí)和建筑構(gòu)件的耐火性能、建筑防火設(shè)計(jì)、建筑火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警和建筑滅火系統(tǒng)。第10章介紹臺(tái)風(fēng)的危害、中外重大臺(tái)風(fēng)災(zāi)害、臺(tái)風(fēng)的次生災(zāi)害、臺(tái)風(fēng)的形成與分類、臺(tái)風(fēng)的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)與預(yù)警和建構(gòu)筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。第11章介紹我國的洪澇災(zāi)害、洪澇災(zāi)害的特點(diǎn)、洪澇災(zāi)害的成因、防洪減災(zāi)的工程對(duì)策和非工程對(duì)策。第12章介紹地質(zhì)災(zāi)害實(shí)例,滑坡災(zāi)害的定義與分類、滑坡的發(fā)生機(jī)理、滑坡的力學(xué)分析、滑坡的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)和滑坡的防治對(duì)策，崩塌災(zāi)害、泥石流災(zāi)害和地面沉降災(zāi)害及其防治對(duì)策,第13章介紹GIS、GPS、RS和VR在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用和應(yīng)急救援技術(shù)。第14章介紹防災(zāi)減災(zāi)相關(guān)軟件，并介紹地理信息系統(tǒng)軟件——ArcGIS、場(chǎng)景可視化平臺(tái)——OSG、火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬軟件——FDS等防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用軟件的使用和應(yīng)用實(shí)例。

本書第1~7、9、13章由任愛珠編寫；第11、12、14章由許鎮(zhèn)編寫；第8章由紀(jì)曉東編寫；第10章由陸新征編寫。全書由任愛珠統(tǒng)稿。

本書例4.2選用了李梅玲，路世昌在“體育場(chǎng)館火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究”（李梅玲，路世昌.體育場(chǎng)館火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[J]. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2011(6).）一文中的例子。例4.3選用了作者的學(xué)生潘國帥博士在博士論文“基于GIS和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”（潘國帥.基于GIS和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D]. 北京： 清華大學(xué)博士學(xué)位論文，2006.）中的一個(gè)例子。例4.4選用了胡波等在“臺(tái)風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃模型”（胡波，嚴(yán)甲真，丁燁毅，等.臺(tái)風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃模型[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2012(10).）一文中的例子。例4.5選用了作者的學(xué)生鄒亮博士在博士論文“基于GIS的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害預(yù)測(cè)與救災(zāi)管理研究”（鄒亮.基于GIS的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害預(yù)測(cè)與救災(zāi)管理研究[D]. 北京： 清華大學(xué)博士學(xué)位論文,2008(6).）中的一個(gè)例子。例5.1選用了劉晶波，杜義欣的“××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第二篇 防震減災(zāi)規(guī)劃”（劉晶波，杜義欣.××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第二篇 防震減災(zāi)規(guī)劃，2002）中的部分內(nèi)容。例5.2選用了作者和學(xué)生陳馳在“××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第四篇 火災(zāi)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃”（任愛珠，陳馳.××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第四篇 火災(zāi)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃，2002）中的部分內(nèi)容。例5.3選用了胡和平等的“××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第三篇 防洪減災(zāi)規(guī)劃”（胡和平等,××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第三篇 防洪減災(zāi)規(guī)劃，2002 ）中的部分內(nèi)容。例6.1選用了童林旭等“××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃文本——第五篇 人民防空規(guī)劃”（童林旭.××經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃——第五篇 人民防空規(guī)劃，2002.）中的部分內(nèi)容。作者向上述同志表示衷心的感謝。

此外，特別感謝國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）（編號(hào)： 2012CB719703），國家科技支撐計(jì)劃（編號(hào)： 2014BAL05B04，2013BAJ08B02，2012BAJ07B01），以及國家自然科學(xué)基金（編號(hào)： 51222804，51178249，51378299）對(duì)本書所涉及的科研工作的支持。

本書在編寫過程中，參閱了許多學(xué)者的著作，汲取了他們的學(xué)術(shù)營養(yǎng)，作者在此向他們表示深深的敬仰與謝意。大部分被作者引用的書名或論文名已在本書每一章后列出。但是由于本書內(nèi)容繁多，有些參考資料可能在使用過程中由于疏漏而沒有被列出，敬請(qǐng)諒解。

由于作者水平所限，疏漏和錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

作者

2014年2月28日

第一篇緒論

第1章災(zāi)害的基本知識(shí)

1.1災(zāi)害與災(zāi)害鏈

1.2災(zāi)害的特點(diǎn)

1.3災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)的危害

參考文獻(xiàn)

第2章自然災(zāi)害概況

2.1全球自然災(zāi)害概況

2.1.1世界七大洲主要災(zāi)害

2.1.2世界主要自然災(zāi)害帶

2.2我國自然災(zāi)害概況

2.2.1我國的地震災(zāi)害

2.2.2我國的地質(zhì)災(zāi)害

2.2.3我國的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害

2.2.4我國的洪澇災(zāi)害

2.2.5我國的干旱災(zāi)害

2.3我國各地區(qū)自然災(zāi)害分布

2.4我國自然災(zāi)害產(chǎn)生的背景

參考文獻(xiàn)

第二篇防災(zāi)減災(zāi)非工程方法

第3章防災(zāi)減災(zāi)法律法規(guī)

3.1防災(zāi)減災(zāi)法律法規(guī)綜述

3.2國外的防災(zāi)減災(zāi)法律法規(guī)

3.3我國的防災(zāi)減災(zāi)法律法規(guī)

3.3.1防震減災(zāi)法律法規(guī)

3.3.2消防法規(guī)

3.3.3臺(tái)風(fēng)防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)

3.3.4洪澇災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)

3.3.5地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)

3.3.6其他防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)

參考文獻(xiàn)

第4章災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析

4.1風(fēng)險(xiǎn)分析方法

4.2地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

4.3火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析

4.4臺(tái)風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

4.5洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

參考文獻(xiàn)

第5章防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃

5.1防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃與城市總體規(guī)劃的關(guān)系

5.2抗震防災(zāi)規(guī)劃

5.3消防規(guī)劃

5.4防洪減災(zāi)規(guī)劃

參考文獻(xiàn)

第6章災(zāi)害的應(yīng)急管理

6.1災(zāi)害應(yīng)急管理概述

6.2國外的災(zāi)害應(yīng)急管理

6.3我國的災(zāi)害應(yīng)急管理

6.3.1我國災(zāi)害管理的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)機(jī)制

6.3.2我國的災(zāi)害預(yù)警、預(yù)報(bào)體系

6.3.3我國的自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)體系

6.3.4我國的應(yīng)急預(yù)案建設(shè)

6.3.5我國的災(zāi)后恢復(fù)重建制度

參考文獻(xiàn)

第7章防災(zāi)減災(zāi)中的經(jīng)濟(jì)問題

7.1災(zāi)害對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

7.2災(zāi)害損失評(píng)估

7.3防災(zāi)減災(zāi)費(fèi)用及效益

7.4防災(zāi)減災(zāi)決策

參考文獻(xiàn)

第三篇防災(zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)

第8章抗震防災(zāi)工程與技術(shù)

8.1地震的危害

8.1.1直接危害和間接危害

8.1.2地震災(zāi)害的特點(diǎn)

8.1.3中外重大地震災(zāi)害

8.2地震的類型與成因

8.2.1地震類型

8.2.2地震成因

8.3地震的基本概念

8.3.1斷層與震源

8.3.2地震波

8.3.3地震震級(jí)與烈度

8.3.4地震序列

8.3.5地震動(dòng)

8.4世界地震帶分布

8.5我國的地震活動(dòng)和地震災(zāi)害

8.5.1我國地震活動(dòng)特點(diǎn)

8.5.2我國地震帶分布

8.5.3我國地震災(zāi)害情況

8.6地震預(yù)報(bào)和預(yù)警

8.6.1地震預(yù)報(bào)

8.6.2地震預(yù)警

8.7工程抗震設(shè)防

8.7.1地震區(qū)劃

8.7.2抗震設(shè)防目標(biāo)和范圍

8.7.3抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

8.7.4抗震設(shè)計(jì)方法

8.8結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則

8.8.1場(chǎng)地和地基

8.8.2建筑形體及結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性

8.8.3抗震結(jié)構(gòu)體系

8.8.4結(jié)構(gòu)材料

8.8.5非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

8.9結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算

8.9.1結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算方法

8.9.2設(shè)計(jì)反應(yīng)譜

8.9.3水平地震作用計(jì)算

8.9.4豎向地震作用計(jì)算

8.9.5構(gòu)件截面抗震驗(yàn)算

8.9.6結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算

參考文獻(xiàn)

第9章消防工程與技術(shù)

9.1火災(zāi)的危害

9.2火災(zāi)的燃燒過程

9.3常見的火災(zāi)原因

9.4建筑火災(zāi)的擴(kuò)散與蔓延

9.5建筑的耐火等級(jí)和建筑構(gòu)件的耐火性能

9.5.1建筑耐火等級(jí)

9.5.2建筑構(gòu)件的耐火性能

9.6建筑防火設(shè)計(jì)

9.6.1總平面和建筑平面防火設(shè)計(jì)

9.6.2防火分區(qū)設(shè)計(jì)

9.6.3人員疏散設(shè)計(jì)

9.6.4建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)

9.6.5建筑防煙和排煙

9.7建筑火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警

9.8建筑滅火系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

第10章臺(tái)風(fēng)防災(zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)

10.1臺(tái)風(fēng)的危害

10.2中外重大臺(tái)風(fēng)災(zāi)害

10.3臺(tái)風(fēng)的次生災(zāi)害

10.4臺(tái)風(fēng)的形成與分類

10.5臺(tái)風(fēng)的防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策

10.5.1臺(tái)風(fēng)的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)與預(yù)警

10.5.2建(構(gòu))筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

第11章防洪減災(zāi)工程與技術(shù)

11.1我國的洪澇災(zāi)害

11.2洪澇災(zāi)害的特點(diǎn)

11.3洪澇災(zāi)害的成因

11.3.1自然因素

11.3.2人為因素

11.4我國的防洪減災(zāi)對(duì)策

11.4.1防洪減災(zāi)工程對(duì)策

11.4.2防洪減災(zāi)非工程對(duì)策

參考文獻(xiàn)

第12章地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)

12.1地質(zhì)災(zāi)害概述

12.2滑坡災(zāi)害及其防治對(duì)策

12.2.1滑坡災(zāi)害實(shí)例

12.2.2滑坡定義與分類

12.2.3滑坡的發(fā)生機(jī)理

12.2.4滑坡的力學(xué)分析

12.2.5滑坡的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)

12.2.6滑坡的防治對(duì)策

12.3崩塌災(zāi)害及其防治對(duì)策

12.3.1崩塌的定義與危害

12.3.2崩塌的類型與成因

12.3.3崩塌的防治

12.4泥石流災(zāi)害及其防治對(duì)策

12.4.1泥石流的定義與危害

12.4.2泥石流分類與形成條件

12.4.3泥石流的防治對(duì)策

12.5地面沉降災(zāi)害及其防治對(duì)策

12.5.1地面沉降定義與災(zāi)害

12.5.2地面沉降類型與成因

12.5.3地面沉降控制與治理

參考文獻(xiàn)

第13章3S等高新技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

13.1GIS在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

13.2GPS在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

13.3RS在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

13.4VR在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

13.5應(yīng)急救援技術(shù)

參考文獻(xiàn)

第14章防災(zāi)減災(zāi)計(jì)算機(jī)軟件

14.1防災(zāi)減災(zāi)相關(guān)軟件概述

14.2地理信息系統(tǒng)軟件——ArcGIS

14.2.1ArcGIS軟件介紹

14.2.2ArcMap基本操作

14.2.3應(yīng)用實(shí)例——建立簡單的校園GIS數(shù)據(jù)庫

14.3場(chǎng)景可視化平臺(tái)——OSG

14.3.1OSG平臺(tái)介紹

14.3.2OSG基本開發(fā)

14.3.3應(yīng)用實(shí)例——校園建筑震害場(chǎng)景的可視化

14.4火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬軟件——FDS

14.4.1FDS軟件概述

14.4.2FDS基本操作

14.4.3FDS應(yīng)用實(shí)例——室內(nèi)火災(zāi)模擬

參考文獻(xiàn)2100433B

本書可作為土木、建筑、水利、環(huán)境類高等院?！胺罏?zāi)減災(zāi)工程與技術(shù)”課程的教材，也可以作為從事防災(zāi)減災(zāi)研究與管理工作的人員的參考書。同時(shí)，本書還可以作為法律、新聞、傳媒、經(jīng)管等專業(yè)的大學(xué)選修課“災(zāi)害及其對(duì)策”的教材（其中有關(guān)抗震、抗風(fēng)等涉及土木工程專業(yè)知識(shí)的內(nèi)容可適當(dāng)刪減）。

《工程優(yōu)化與防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)原理及應(yīng)用:第十七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程技術(shù)交流會(huì)論文集》是第十七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程技術(shù)交流會(huì)論文集，內(nèi)容偏重于防災(zāi)減災(zāi)的新設(shè)計(jì)、新材料、新技術(shù)等新成果，以期在設(shè)計(jì)施工前就在工程技術(shù)人員頭腦中建立起防災(zāi)減災(zāi)的優(yōu)化意識(shí)和指導(dǎo)思想以及更多的，創(chuàng)新理念。全書共90篇文章，為便于讀者閱讀，將論文按以下6個(gè)部分進(jìn)行編排：（一）專題綜述；（二）工程設(shè)計(jì)與防災(zāi)減災(zāi)；（三）結(jié)構(gòu)研究與加固技術(shù)；（四）工程抗震與災(zāi)后修復(fù)；（五）工程環(huán)境與施工技術(shù)；（六）其他工程技術(shù)問題。

《工程優(yōu)化與防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)原理及應(yīng)用:第十七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程技術(shù)交流會(huì)論文集》是由知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社出版的。

防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程主要研究氣象災(zāi)害產(chǎn)生的機(jī)理和自然規(guī)律、衍生災(zāi)害的探測(cè)、預(yù)警和減災(zāi)，培養(yǎng)能在極端天氣預(yù)警、極端天氣次生災(zāi)害處理、雷電科學(xué)與防護(hù)工程、空間天氣災(zāi)害與預(yù)報(bào)等各相關(guān)領(lǐng)域從事勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理等工作的應(yīng)用型、復(fù)合型工程技術(shù)人才。例如：在地質(zhì)、氣象、交通、鐵路、國家電網(wǎng)、石化、移動(dòng)、礦產(chǎn)等相關(guān)部門、研究所等從事相關(guān)的防災(zāi)減災(zāi)的工作。

李新樂主編的《工程災(zāi)害與防災(zāi)減災(zāi)(附光盤)》系統(tǒng)介紹了對(duì)工程結(jié)構(gòu)影響較大的幾類災(zāi)害的含義、特點(diǎn)、分類及減災(zāi)技術(shù)和防災(zāi)措施對(duì)策，本書內(nèi)容豐富、實(shí)用，知識(shí)性和科普性結(jié)合，以大量近期發(fā)生的災(zāi)害事件為例，突出了災(zāi)害事例的時(shí)效性。全書共10章，內(nèi)容包括：防災(zāi)減災(zāi)概論、地震災(zāi)害與防震減災(zāi)、火災(zāi)與防火減災(zāi)、風(fēng)災(zāi)與結(jié)構(gòu)防風(fēng)設(shè)計(jì)、地質(zhì)災(zāi)害與工程防災(zāi)、氣象災(zāi)害與防災(zāi)減災(zāi)、生產(chǎn)事故災(zāi)害、爆炸災(zāi)害與防爆設(shè)計(jì)、生物與環(huán)境災(zāi)害、防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃。本書附有配套課件光盤。