近年来,各类重大突发事件频发,呈现出明显的次生、衍生特征,往往导致灾害链的形成,使灾害情景日益复杂,尤其是一些非常规突发事件,具有发生概率极低难以预测、灾害后果严重、影响范围广、采用常规手段难以有效应对等特点。因此,应急决策范式逐渐从传统的“预测-应对”型向“情景-应对”型转化。突发事件灾害情景构建及情景演化趋势的推理,是按照“底线思维”,在对事件形成机制及其演化机理认识的基础上,对不确定的未来灾难开展应急准备的一种战略性风险管理方法,强调的是“prepare for the worst-case”,可作为识别灾害风险、实现“情景-应对”型应急决策态势研判的依据,有助于推动应急管理从注重灾后救助向注重灾前预防转变、从应对单一灾种向综合减灾转变、从减少灾害损失向减轻灾害风险转变的实现。本研究针对区域灾害损失风险差异的本质,以承灾体为核心,从灾害后果的形成机理出发,跨越单灾种的限制,重点研究能够反映受灾区域特征、适应多灾种综合风险评估的灾害情景构建及情景演化推理问题,以期为实现突发事件“情景-应对”型应急管理提供一些参考建议。本文的主要研究工作如下:(1)承灾体空间分布特征研究。首先,对影响灾害损失风险水平的承灾体基本特征进行分析,提出具有适应性的区域承灾体分层表示及融合方法;其次,针对构成区域的关键承灾体,分析承灾体与土地利用对应关系,并依托土地利用类型这一中间变量,分析关键承灾体在区域空间上的分布特征:针对建筑环境,从功能的角度,分析了建筑与土地利用类型的对应关系;从结构的角度,构建了建筑物脆弱性评价指标体系;针对人口,基于人类活动的时空规律的分析,构建了“人口-行业-土地”的对应关系,建立区域人口暴露性的分析模型,并以大连市为例进行了说明。(2)考虑灾害演化属性的承灾体影响拓扑关联的研究。承灾体状态直接体现灾害后果,承灾体之间的关联造成灾害后果演化趋势复杂多样。首先,从突发事件连锁反应机理出发,界定承灾体的灾害演化属性,以情景-应对为目标,灾害损失最小化为原则,将承灾体状态的统一划分为正常、受损(可恢复)和损毁(不可恢复)三类,归纳为四种演化模式,并提出了承灾体状态演化路径的确定方法。其次,考虑承灾体的灾害演化属性,借鉴模糊空间理论,提出了承灾体“卵-黄”模型的空间表示方法,定义了一种影响拓扑关联来刻画区域承灾体之间的关联关系,总结了可能导致灾害连锁反应发生的承灾体之间的影响拓扑关系类型。最后,通过案例分析,说明承灾体“卵-黄”模型和承灾体之间的影响拓扑关联,有助于实现突发事件灾害后果传播、扩散路径的分析。(3)以承灾体及其关联特征为核心的受灾区域抽象建模方法。结合系统论和情景推演的需求,明确区域模型的构成要素:承灾体及承灾体之间的影响拓扑关联。继而研究将受灾区域抽象为网络模型的方法和流程,首先,明确原生事件及其可能引发的次生事件类型,构造事件-承灾体二分网络,通过二分网向承灾体单分网络的转化,获得承灾体之间的逻辑关联网络;然后,结合区域特征将各类承灾体具体化,形成区域承灾体之间的潜在影响关系全网络;最后,基于“最大危险性原则”,分析承灾体之间的影响拓扑关系,生成区域承灾体影响拓扑关联网络模型。利用该模型可以实现不同区域灾害风险对比及区域中高风险承灾体的识别,通过设计算例区域进行了应用说明。(4)考虑多灾种耦合致灾机理的区域复杂灾害情景演化动力学模型构建。灾害情景演化动力学模型的核心是通过承灾体状态的变化来刻画事件的发生和发展过程,在该过程中实现风险辨识及情景-应对的目的。首先,按照突发事件的发生、发展及演变过程,将灾害情景的演化划分为三个阶段:初始情景、演化情景和终止情景,分析各阶段驱动承灾体状态变化的因素,构建承灾体关联网络上的灾害蔓延动力学模型;其次,针对模型核心环节设计仿真流程;最后,以地震及其次生事件为例,进行多组仿真模拟,分别从承灾体状态变化趋势、区域危险性释放情况、区域次生危险性区划以及灾害后果的演化路径等多个角度对各组仿真结果进行对比分析,以风险控制及灾害损失最小化为原则,探讨相应的情景-应对策略。