防災減災工程與技術前言

我國幅員遼闊、地形復雜、氣候多變，是一個自然災害種類多、強度大、分布廣、頻度高的國家，災害對我國國民經(jīng)濟的持續(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減災工作。清華大學土木工程系也于20世紀90年代后期開始分別為本科生開設“災害及其對策”，為研究生開設“災害學”等課程。作為清華大學土木工程系防災減災研究所的一個教學研究團隊，作者在承擔科技部科技支撐計劃項目、國家自然科學基金項目、省部級科技項目等的研究工作，以及承擔“災害及其對策”和“災害學”等課程的教學過程中，積累了大量研究成果和教學素材。通過本書的寫作，作者希望將我們在災害教學和研究方面的成果和心得介紹給全國讀者，也為本校的災害教學提供一本相對系統(tǒng)和全面的教科書。

防災減災工程與技術一書跨越了多個學科和門類，要把地震、洪水、臺風、滑坡泥石流、火災這幾個災種的防災減災工程與技術都講清楚，篇幅將極其宏大，也不是一門32學時的課程所能容納得下的。本書力求從實際出發(fā)，深入淺出，并通過一些實例，以期使讀者在了解防災減災工作所包含的內(nèi)容的同時，也能掌握一些具體的工作方法和技術。雖然本書的主要內(nèi)容是防災減災工程和技術，但是為了兼顧防災減災學科的系統(tǒng)性和相關知識的完整性，本書還介紹了我國防災減災法律法規(guī)、災害的風險分析、災害的應急管理和災害經(jīng)濟等防災減災非工程對策。

全書共分14章。第1章介紹災害的基本知識、自然災害的特點和災害對人類社會的危害。第2章介紹全球自然災害概況、我國自然災害概況、我國各地區(qū)自然災害分布和自然災害產(chǎn)生的背景。第3章介紹我國防災減災法律法規(guī)。第4章介紹災害的風險分析方法和實例。第5章介紹防災減災規(guī)劃編制方法和實例。第6章介紹我國災害管理的領導和協(xié)調(diào)機制，災害預警、預報體系，應急響應體系,應急預案建設和災后恢復重建制度。第7章介紹災害對國民經(jīng)濟發(fā)展的影響,災害損失評估,防災減災費用及效益和防災減災決策。第8章介紹地震的危害、中外重大地震災害、地震的類型與成因、地震的基本概念、世界地震帶分布、我國的地震活動和地震災害、地震預報和預警、工程抗震設防、房屋抗震設計和結構抗震計算。第9章介紹火災的危害、火災的燃燒過程、常見的火災原因、建筑火災的擴散與蔓延、建筑的耐火等級和建筑構件的耐火性能、建筑防火設計、建筑火災探測與報警和建筑滅火系統(tǒng)。第10章介紹臺風的危害、中外重大臺風災害、臺風的次生災害、臺風的形成與分類、臺風的監(jiān)測、預報與預警和建構筑物的抗風設計。第11章介紹我國的洪澇災害、洪澇災害的特點、洪澇災害的成因、防洪減災的工程對策和非工程對策。第12章介紹地質(zhì)災害實例,滑坡災害的定義與分類、滑坡的發(fā)生機理、滑坡的力學分析、滑坡的監(jiān)測與預報和滑坡的防治對策，崩塌災害、泥石流災害和地面沉降災害及其防治對策,第13章介紹GIS、GPS、RS和VR在防災減災中的應用和應急救援技術。第14章介紹防災減災相關軟件，并介紹地理信息系統(tǒng)軟件——ArcGIS、場景可視化平臺——OSG、火災動力學模擬軟件——FDS等防災減災應用軟件的使用和應用實例。

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“體育場館火災風險評估研究”（李梅玲，路世昌.體育場館火災風險評估研究[J]. 消防技術與產(chǎn)品信息，2011(6).）一文中的例子。例4.3選用了作者的學生潘國帥博士在博士論文“基于GIS和數(shù)據(jù)挖掘技術的城市區(qū)域火災風險評估”（潘國帥.基于GIS和數(shù)據(jù)挖掘技術的城市區(qū)域火災風險評估[D]. 北京： 清華大學博士學位論文，2006.）中的一個例子。例4.4選用了胡波等在“臺風災害風險區(qū)劃模型”（胡波，嚴甲真，丁燁毅，等.臺風災害風險區(qū)劃模型[J]. 自然災害學報，2012(10).）一文中的例子。例4.5選用了作者的學生鄒亮博士在博士論文“基于GIS的臺風災害預測與救災管理研究”（鄒亮.基于GIS的臺風災害預測與救災管理研究[D]. 北京： 清華大學博士學位論文,2008(6).）中的一個例子。例5.1選用了劉晶波，杜義欣的“××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第二篇 防震減災規(guī)劃”（劉晶波，杜義欣.××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第二篇 防震減災規(guī)劃，2002）中的部分內(nèi)容。例5.2選用了作者和學生陳馳在“××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第四篇 火災防災減災規(guī)劃”（任愛珠，陳馳.××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第四篇 火災防災減災規(guī)劃，2002）中的部分內(nèi)容。例5.3選用了胡和平等的“××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第三篇 防洪減災規(guī)劃”（胡和平等,××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第三篇 防洪減災規(guī)劃，2002 ）中的部分內(nèi)容。例6.1選用了童林旭等“××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(guī)劃文本——第五篇 人民防空規(guī)劃”（童林旭.××經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)防災減災規(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，特別感謝國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973）（編號： 2012CB719703），國家科技支撐計劃（編號： 2014BAL05B04，2013BAJ08B02，2012BAJ07B01），以及國家自然科學基金（編號： 51222804，51178249，51378299）對本書所涉及的科研工作的支持。

本書在編寫過程中，參閱了許多學者的著作，汲取了他們的學術營養(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，敬請諒解。

由于作者水平所限，疏漏和錯誤之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

作者

2014年2月28日

本書可作為土木、建筑、水利、環(huán)境類高等院校“防災減災工程與技術”課程的教材，也可以作為從事防災減災研究與管理工作的人員的參考書。同時，本書還可以作為法律、新聞、傳媒、經(jīng)管等專業(yè)的大學選修課“災害及其對策”的教材（其中有關抗震、抗風等涉及土木工程專業(yè)知識的內(nèi)容可適當刪減）。

第一篇緒論

第1章災害的基本知識

1.1災害與災害鏈

1.2災害的特點

1.3災害對人類社會的危害

參考文獻

第2章自然災害概況

2.1全球自然災害概況

2.1.1世界七大洲主要災害

2.1.2世界主要自然災害帶

2.2我國自然災害概況

2.2.1我國的地震災害

2.2.2我國的地質(zhì)災害

2.2.3我國的臺風災害

2.2.4我國的洪澇災害

2.2.5我國的干旱災害

2.3我國各地區(qū)自然災害分布

2.4我國自然災害產(chǎn)生的背景

參考文獻

第二篇防災減災非工程方法

第3章防災減災法律法規(guī)

3.1防災減災法律法規(guī)綜述

3.2國外的防災減災法律法規(guī)

3.3我國的防災減災法律法規(guī)

3.3.1防震減災法律法規(guī)

3.3.2消防法規(guī)

3.3.3臺風防災減災法規(guī)

3.3.4洪澇災害防災減災法規(guī)

3.3.5地質(zhì)災害防災減災法規(guī)

3.3.6其他防災減災法規(guī)

參考文獻

第4章災害的風險分析

4.1風險分析方法

4.2地震災害風險分析

4.3火災風險分析

4.4臺風災害風險分析

4.5洪澇災害風險分析

參考文獻

第5章防災減災規(guī)劃

5.1防災減災規(guī)劃與城市總體規(guī)劃的關系

5.2抗震防災規(guī)劃

5.3消防規(guī)劃

5.4防洪減災規(guī)劃

參考文獻

第6章災害的應急管理

6.1災害應急管理概述

6.2國外的災害應急管理

6.3我國的災害應急管理

6.3.1我國災害管理的領導和協(xié)調(diào)機制

6.3.2我國的災害預警、預報體系

6.3.3我國的自然災害應急響應體系

6.3.4我國的應急預案建設

6.3.5我國的災后恢復重建制度

參考文獻

第7章防災減災中的經(jīng)濟問題

7.1災害對國民經(jīng)濟發(fā)展的影響

7.2災害損失評估

7.3防災減災費用及效益

7.4防災減災決策

參考文獻

第三篇防災減災工程與技術

第8章抗震防災工程與技術

8.1地震的危害

8.1.1直接危害和間接危害

8.1.2地震災害的特點

8.1.3中外重大地震災害

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地震震級與烈度

8.3.4地震序列

8.3.5地震動

8.4世界地震帶分布

8.5我國的地震活動和地震災害

8.5.1我國地震活動特點

8.5.2我國地震帶分布

8.5.3我國地震災害情況

8.6地震預報和預警

8.6.1地震預報

8.6.2地震預警

8.7工程抗震設防

8.7.1地震區(qū)劃

8.7.2抗震設防目標和范圍

8.7.3抗震設防分類和設防標準

8.7.4抗震設計方法

8.8結構抗震設計原則

8.8.1場地和地基

8.8.2建筑形體及結構布置的規(guī)則性

8.8.3抗震結構體系

8.8.4結構材料

8.8.5非結構構件

8.9結構抗震計算

8.9.1結構抗震計算方法

8.9.2設計反應譜

8.9.3水平地震作用計算

8.9.4豎向地震作用計算

8.9.5構件截面抗震驗算

8.9.6結構抗震變形驗算

參考文獻

第9章消防工程與技術

9.1火災的危害

9.2火災的燃燒過程

9.3常見的火災原因

9.4建筑火災的擴散與蔓延

9.5建筑的耐火等級和建筑構件的耐火性能

9.5.1建筑耐火等級

9.5.2建筑構件的耐火性能

9.6建筑防火設計

9.6.1總平面和建筑平面防火設計

9.6.2防火分區(qū)設計

9.6.3人員疏散設計

9.6.4建筑結構耐火設計

9.6.5建筑防煙和排煙

9.7建筑火災探測與報警

9.8建筑滅火系統(tǒng)

參考文獻

第10章臺風防災減災工程與技術

10.1臺風的危害

10.2中外重大臺風災害

10.3臺風的次生災害

10.4臺風的形成與分類

10.5臺風的防災減災對策

10.5.1臺風的監(jiān)測、預報與預警

10.5.2建(構)筑物的抗風設計

參考文獻

第11章防洪減災工程與技術

11.1我國的洪澇災害

11.2洪澇災害的特點

11.3洪澇災害的成因

11.3.1自然因素

11.3.2人為因素

11.4我國的防洪減災對策

11.4.1防洪減災工程對策

11.4.2防洪減災非工程對策

參考文獻

第12章地質(zhì)災害防災減災工程與技術

12.1地質(zhì)災害概述

12.2滑坡災害及其防治對策

12.2.1滑坡災害實例

12.2.2滑坡定義與分類

12.2.3滑坡的發(fā)生機理

12.2.4滑坡的力學分析

12.2.5滑坡的監(jiān)測與預報

12.2.6滑坡的防治對策

12.3崩塌災害及其防治對策

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泥石流災害及其防治對策

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泥石流的防治對策

12.5地面沉降災害及其防治對策

12.5.1地面沉降定義與災害

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

第13章3S等高新技術在防災減災中的應用

13.1GIS在防災減災中的應用

13.2GPS在防災減災中的應用

13.3RS在防災減災中的應用

13.4VR在防災減災中的應用

13.5應急救援技術

參考文獻

第14章防災減災計算機軟件

14.1防災減災相關軟件概述

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應用實例——建立簡單的校園GIS數(shù)據(jù)庫

14.3場景可視化平臺——OSG

14.3.1OSG平臺介紹

14.3.2OSG基本開發(fā)

14.3.3應用實例——校園建筑震害場景的可視化

14.4火災動力學模擬軟件——FDS

14.4.1FDS軟件概述

14.4.2FDS基本操作

14.4.3FDS應用實例——室內(nèi)火災模擬

參考文獻2100433B

《工程優(yōu)化與防災減災技術原理及應用:第十七屆全國現(xiàn)代結構工程技術交流會論文集》是第十七屆全國現(xiàn)代結構工程技術交流會論文集，內(nèi)容偏重于防災減災的新設計、新材料、新技術等新成果，以期在設計施工前就在工程技術人員頭腦中建立起防災減災的優(yōu)化意識和指導思想以及更多的，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個部分進行編排：（一）專題綜述；（二）工程設計與防災減災；（三）結構研究與加固技術；（四）工程抗震與災后修復；（五）工程環(huán)境與施工技術；（六）其他工程技術問題。

《工程優(yōu)化與防災減災技術原理及應用:第十七屆全國現(xiàn)代結構工程技術交流會論文集》是由知識產(chǎn)權出版社出版的。

防災減災科學與工程主要研究氣象災害產(chǎn)生的機理和自然規(guī)律、衍生災害的探測、預警和減災，培養(yǎng)能在極端天氣預警、極端天氣次生災害處理、雷電科學與防護工程、空間天氣災害與預報等各相關領域從事勘察、設計、施工、管理等工作的應用型、復合型工程技術人才。例如：在地質(zhì)、氣象、交通、鐵路、國家電網(wǎng)、石化、移動、礦產(chǎn)等相關部門、研究所等從事相關的防災減災的工作。

李新樂主編的《工程災害與防災減災(附光盤)》系統(tǒng)介紹了對工程結構影響較大的幾類災害的含義、特點、分類及減災技術和防災措施對策，本書內(nèi)容豐富、實用，知識性和科普性結合，以大量近期發(fā)生的災害事件為例，突出了災害事例的時效性。全書共10章，內(nèi)容包括：防災減災概論、地震災害與防震減災、火災與防火減災、風災與結構防風設計、地質(zhì)災害與工程防災、氣象災害與防災減災、生產(chǎn)事故災害、爆炸災害與防爆設計、生物與環(huán)境災害、防災減災規(guī)劃。本書附有配套課件光盤。