通过综合基础设施恢复规划降低老年人对气候变化风险的脆弱性

《International Journal of Disaster Risk Reduction》：Reducing elderly vulnerability to climate change risks using an integrated infrastructure recovery planning

复合型灾害下城市韧性提升研究：以新加坡Queenstown为例，提出整合热舒适（UTCI）、老年人口空间脆弱性和电力网络恢复的决策流程，通过多策略模拟发现优先修复服务高脆弱性老年群体的电力节点可降低38%的累计健康风险，为高密度老龄化城市应对气候复合灾害提供决策工具。

　　
随着全球气候变暖加剧，城市面临的热浪与洪水复合型灾害风险显著提升。新加坡作为高密度热带城市，其老龄化社会结构与基础设施脆弱性叠加，使得应对复合气候灾害成为亟待解决的课题。本研究提出了一套整合型基础设施恢复决策框架，通过融合热舒适评估、老年人口空间脆弱性分析及电力网络韧性评价，为城市气候韧性建设提供了创新性解决方案。

在研究设计层面，团队构建了包含四阶段的核心方法论：首先通过高分辨率数字高程模型（DEM）识别洪水高风险区域，结合新加坡公共事业局（PUB）的洪水易发路段数据库，精准定位电力节点中的脆弱性区域。其次运用UT&C城市生态水文学模型，结合气象观测站与遥感数据，实现了全年户外热舒适度的动态模拟，特别是针对2023年5月极端高温事件进行了专项建模。第三，通过新加坡统计局人口普查数据与建筑普查信息，创新性地建立了基于三维地理信息系统（GIS）的老年人口空间分布模型，精确到社区级人口统计学特征。最后，采用ResQ-IOS网络流优化模型，将物理空间中的热暴露风险与电力网络拓扑结构相结合，实现了灾害响应的动态推演。

研究在皇后镇社区的应用具有典型意义。该区域作为新加坡的典型老龄化社区（65岁以上人口占比21.3%），其电力网络分布与地理环境特征完整呈现了热带城市的典型问题。通过构建包含4个功能区的网格化模型，团队量化了不同恢复策略对老年群体的影响差异。特别值得关注的是，当修复团队规模达到7人以上时，基于热舒适指数（UTCI）的优先恢复策略（U-PS）展现出更优的老年保护效果，其累积暴露指数较随机恢复策略（R-PS）降低14.2%，同时较传统老年人口优先策略（E-PS）提升效率达18.6%。

在技术实现层面，研究突破性地将多源异构数据融合应用。通过ALOS PALSAR 12.5米分辨率DEM数据与新加坡地形数据库的时空对齐，建立了精度达0.5米的洪水演进预测模型。结合Sentinel-2卫星遥感影像与地面气象站观测数据，开发的UT&C模型在皇后镇的应用中实现了小时级热舒适度预测，其与实测数据的平均偏差仅为±1.2℃，显著优于传统气象预报模型的误差范围（±3.5℃）。

针对老年群体脆弱性的量化评估，研究创新性地提出了双维度暴露模型：瞬时暴露指数（IEI）衡量灾后12小时内受影响的老年人口比例，累计暴露指数（CEI）则计算整个恢复周期中暴露时长的总和。在2023年5月极端天气案例中，当部署4支修复队伍时，采用UTCI优先策略（U-PS）可使IEI从17.8%降至13.6%，CEI降低21.3%。这种量化分析为资源分配提供了精确的决策依据，例如在3支队伍配置下，E-PS策略使CEI达到138.7（千人次小时），较R-PS降低22.3%。

在策略优化方面，研究揭示了资源投入与恢复效果的非线性关系。当修复队伍规模超过5人时，基于UTCI的热暴露优先策略开始显现优势，这归因于高温区域的电力节点恢复对整体热环境改善的乘数效应。例如在8支队伍配置下，U-PS策略的CEI为58.76，较E-PS策略降低14.5%，同时恢复时间缩短至12小时，较传统方法提升效率37%。这种策略选择与资源投入的平衡关系，为不同财政状况的城市提供了灵活的决策框架。

在实践应用层面，研究提出了"三阶段响应机制"：灾损评估阶段（0-3小时）重点利用无人机与移动传感器进行电力节点实时状态监测；资源调度阶段（3-12小时）通过动态优先级算法调整修复顺序；恢复巩固阶段（12-72小时）建立跨部门协同机制，确保医疗、通信等关键基础设施的优先供电。这种机制在皇后镇的应用中，使老年群体在高温时段的电力中断时长从平均28.7小时缩短至14.3小时。

研究还揭示了气候变化的深层社会影响。在模拟中，当采用基于UTCI的热暴露优先策略时，老年群体在高温时段（14:00-18:00）的用电需求峰值下降达23%，这为制定差异化电力供应政策提供了依据。例如在queenstown的第三区，通过将2个高压电力节点优先恢复，成功将老年群体在高温时段的电力中断比例从82%降至47%。

未来研究方向建议在三个方面深化：首先开发多灾害耦合模拟平台，整合热浪、洪水、地震等多灾种风险模型；其次构建基于区块链技术的应急物资追溯系统，确保老年脆弱群体优先获得援助；最后建立动态风险评估模型，根据城市老化进程自动调整恢复策略权重。这些方向将进一步提升该决策框架的实用价值。

本研究的重要启示在于：城市气候韧性建设必须突破传统工程思维，转向社会生态系统整体优化。通过将老年人口空间分布数据、微气候热力学模型与电力网络拓扑结构进行系统耦合，最终实现了"以人文本"的灾害响应机制创新。这种多学科交叉的研究范式，为全球老龄化热带城市提供了可复制的解决方案模板，其方法论对发展中国家尤为重要，因为这些地区往往面临更高的气候适应成本与更有限的技术资源。