华东师范大学地理科学学院殷杰教授研究团队在沿海城市洪涝灾害应急疏散战略规划方面取得重要进展。该研究专注于提高沿海城市老年人群的风暴洪水应急疏散效率，通过对上海和纽约两个典型沿海大城市的对比分析，发展了一种结合应急疏散区划、疏散路径规划和避难场所优化为一体的应急疏散战略规划体系，可为全球沿海城市风暴洪水应急预案编制和管理决策提供重要的参考依据。相关成果以Strategic storm flood evacuation planning for large coastal cities enables more effective transfer of elderly populations为题于2024年3月11日在线发表于Nature Water，华东师范大学为论文的第一完成单位，殷杰教授为论文第一作者和共同通讯作者。
《自然-水》刊登殷杰教授研究团队研究论文
居住在沿海城市地区的老年人是受风暴洪水影响的重点脆弱人群。2005年，卡特里娜飓风导致的遇难者中71%是60岁以上老人、近一半是75岁以上。2022年，美国新奥尔良市编制了城市疏散援助规划（草案），在飓风登陆前为65岁以上老年人群提供直接的疏散转移服务。然而，大多数沿海城市现有的飓风或洪水应急预案主要面向一般居民和市民，没有考虑脆弱群体的特殊需求。因此，编制科学、有效的应急预案并合理设置避难场所和疏散路径，在台风登陆前为行动不便的老人提供应急疏散援助服务显得尤为迫切。
为此，研究团队通过对纽约和上海市居民进行风暴洪水风险感知与疏散行为的问卷调查，深入分析了脆弱人群的应急避难需求。采用多目标优化和地理网络空间分析方法，研究确定了两个城市疏散区内老年人群和避难场所的最优配置方案，并计算了疏散路径的通量（人数）和疏散时间。在此基础上，针对上海市现有应急避难场所容量不足和空间分布不均等问题，分别提出了以最少投入满足现状避难需求为目标的优化方案一和以最快就近疏散避难人群为目标的优化方案二（图1）。
图1 沿海城市风暴洪水应急疏散战略规划理论框架
研究结果揭示了上海市和纽约市在应急疏散行为和策略上的显著差异（图2，图3）。98%的上海居民愿意响应政府的疏散指令、74%的选择前往政府指定的避难场所、82%的老年人需要政府提供的应急疏散援助，而纽约市仅有约1/3的居民在桑迪飓风期间遵照指令离开疏散区、其中2%的居民选择待在疏散中心避险。在此基础上，依据两个城市6个应急疏散区内总人口和老年人口数，以及现有避难场所布局和容量发现，纽约市现有避难场所可以满足紧急状况下的疏散安置需求，且绝大多数人可以在较短时间内有序转移，而上海市现有应急避难场所配置和风暴洪水疏散需求存在一定的空间错配，难以满足脆弱人群的避难需求并可能导致整体疏散时间大幅延长。两种避难场所优化方案可以满足当前上海市风暴洪水应急疏散的供需矛盾，优化方案二在疏散效率和公平性方面明显胜过优化方案一。优化方案二通过在上海市中心城区周边以及崇明岛等关键区域部署避难所，分摊主要疏散路径通量，有效缓解了长距离疏散的交通压力，使90%的避难人员在基线交通条件下的旅行时间显著减少，应急疏散效率较优化方案一提升了三倍以上（图4）。
图2 上海和纽约市风暴洪水人群应急疏散O-D分配方案
图3 上海和纽约市风暴洪水疏散路径通量（人数）和疏散时间对比
图4 两种优化方案下上海市风暴洪水疏散路径通量（人数）和疏散时间对比
上述研究发现揭示了纽约市和上海市应急疏散格局的显著差异及优化路径，通过实验和模拟，证明了所提优化方案能够有效提高沿海城市风暴洪水应急疏散的效率和公平性，尤其是对于脆弱群体如老年人的保护具有重要意义。研究为全球沿海城市风暴洪水应急疏散规划提供了系统性的分析框架和重要参考。
近年来，殷杰教授研究团队在城市洪涝灾害应急管理领域开展了创新深入研究，先后在Nature、Nature Sustainability、Nature Water、中国科学等国内外重要学术期刊发表系列高水平文章。相关工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发项目的资助。
来源｜地理科学学院、科技处 编辑｜蒋萱 编审｜郭文君
