人在洪水中临界失稳判定公式的对比及分析.pdfVIP

第44卷 第24期 人 民 长 江 Vo1．44．No．24 2013年 12月 Yangtze River Dec．． 2013 文章编号 ：1001—4179(2013)24—0058—04 人在洪水中临界失稳判定公式的对比及分析 曹 留 伟 (同济大学 土木工程学院，上海 200092) 摘要 ：洪水灾害是人类面临最严重的 自然灾害之一 ，洪灾造成的人员伤亡数量 巨大。人在洪水 中失去稳定性 进而溺亡是人员死亡的主要原因之一 。在归纳辨析人在洪水 中临界失稳的判定公式的基础上 ，分析 了人体失 稳 的主要影响因素 ；并利用文献数据 ，重新修正 了单个人体在洪水 中临界失稳 的判定公式。通过对文献试验 数据 的分析，发现人体临界失稳值 (hU)满足正态分布 ，据此求 出其均值和标准差 ，可以用来确定较大范围内 不 同洪水要素下洪灾造成的失稳人 口数 。 关 键 词 ：临界失稳判定公式 ；公式拟合 ；正态分布函数 ；洪水灾害 中图法分类号 ：TV122 文献标志码 ：A 洪水灾害是人类面临的最严重 自然灾害之一，洪 洪水要素 (水深 、流速 、水温 、水流 的突变性 、洪水中夹 灾引起 的死亡人数 占自然 灾害致死人数 的 55％ 。 带的漂流物)，人体要素 (身高、体重 、人体着装 、年龄 20世纪90年代 ，洪灾共造成全世界 10万人死亡 ，受 及健康程度)，地面要素 (坡度 、粗糙度)，物理条件 (光 灾人口达到 14亿人次 。中国为洪灾多发国家 ，所造 照能见度、风速条件)4个方面 。针对人在洪水 中的 成的经济损失和人员伤亡居各类 自然灾害首位。自然 稳定性问题 ，研究者大多采用水深 h和流速 的乘积， 洪水以及河流、大坝溃堤和漫堤引起 的洪水造成 的人 即hU数值大小来确定人在洪水 中失稳 的临界条件 ， 员死亡数量很大 ，1950～2010年问，洪灾造成年均死 通过物理试验或现场试验，测试健康状况 良好的人体 亡人数达4570人 。1975年河南 因长历时强降雨引 在洪水 中静止 、行走 、转弯失稳时对应的水深 、流速值， 起板桥 、石漫滩水库漫堤垮坝 ，造成 22565人被淹死 ； 通过公式拟合得出hU和人体质量 m、身高 的函数， 洪水过后 ，由于环境恶劣及饮水污染 ，加上灾 民缺衣少 即用 hU=f(m，H)来判定人在洪水中失稳 的临界条 粮，导致 1633人病死 。 件 圳 洪灾发生时，人体通常行走困难 ，困于车中人员易 1 公式总结 发生窒息伤亡。可见 ，人在洪水 中失去稳定性进而溺 亡是人员死亡的主要原因 。随着全球气候 、气象条 文献[6]综合考虑水池底面坡度不 同(1：1．05和 件的改变 ，洪水突发性几率 的增加，人在突发性洪水中 1：1．15)和底面材料不同(混凝土 、草皮 、钢材 、卵石)， 死亡的现象会越来越多。因而 ，有必要研究和探讨人 通过水池试验测试健康 良好的人体在洪水 中静止 、行 在洪水中的稳定性 问题，即研究人在不同洪水要素 走失稳时对应 的水深、流速值 ，通过公式拟合得到 hU (水深 、流速)条件下的稳定性。 和 m、H的关系式 影响人在洪水中稳定性的因素有很多 ，主要包括 hU=0．0929 『e。。。。 。。] (1) 收稿 日期 ：2013一O5—23；修 回 日期 ：2013—10—22 基金项 目：中央高校基本科研业务费专项资金(0290219007)；公益性行业(气象)科研专项经费项 目(GYHY2