《Journal of Marine Science and Engineering》：A First Step Towards a Semi-Quantitative Framework for Beach Safety Assessment
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本研究首次尝试构建一个用于休闲海滩风险评估的半定量框架，该框架基于自然致灾因子之间的交互作用，包括：（i）物理过程（如波浪、海流等）；（ii）形态过程（如涉水区坡度、海床剖面等）；（iii）生物过程（如水母、藻类、鲨鱼等），以及缓解措施的存在（如救生员配置等）
本研究首次尝试构建一个用于休闲海滩风险评估的半定量框架，该框架基于自然致灾因子之间的交互作用，包括：（i）物理过程（如波浪、海流等）；（ii）形态过程（如涉水区坡度、海床剖面等）；（iii）生物过程（如水母、藻类、鲨鱼等），以及缓解措施的存在（如救生员配置等）和海滩游客特征（如密度、年龄等）。研究方法采用加权矩阵和三级序数评分系统，旨在提供一种实用且标准化的评估途径。尽管矩阵中呈现的数值基于既有文献，但其赋值仍不可避免地反映了一定程度的内在主观性。研究分别获得物理、形态和生物残余致灾因子（residual hazard），进而计算综合残余风险，为每处海滩提供整体安全分级。遵循保守的风险管理原则，控制性域原则对应于所获得的最大风险值。所得风险指数可作为海滩管理者在区域尺度上全面了解海滩安全状况的有效工具。考虑到海洋气象条件和游客密度在一天内持续波动，还需开展进一步的特定场地详细调查，以精确确定各分区内海滩使用者的风险水平。该框架作为概念验证应用，被应用于西班牙西南部加的斯（Cádiz）大西洋沿岸五处代表性海滩。五个案例研究记录的风险值介于低风险至中风险之间，验证了该框架在对比鲜明的环境、管理和暴露条件下生成差异化评估结果的能力。
论文解读
一、研究背景与问题
国际旅游业在2025年已实现全面复苏，国际游客到达量达15.2亿人次，超越疫情前纪录并产生1.9万亿美元相关收入。沿海地区作为重要的休闲娱乐空间，构成了全球蓝色经济（Blue Economy）的26%。在欧盟内部，该产业占蓝色经济就业的54%和总增加值（GVA）的29%。海滩选择研究识别出五大关键参数（即"Big Five"）：安全性、设施、水质、无垃圾和景观，其中海滩游客安全是论文的核心关注点。
海岸虽常被视为宜人宁静的环境，但本质上属于高风险区域。威胁涵盖多种时空尺度的过程，包括海啸、风暴潮、风生波和涌浪、离岸流和潮汐流、落石、危险海洋物种、水体污染等。世界卫生组织将海滩使用者溺水认定为"无声杀手"，每年夺去数十万生命。Mucerino等人报告欧洲沿海水域每年约27,000例溺水事件，国际游客因不熟悉当地风险（如离岸流或潮汐变化）而面临显著更高的风险。溺水始终位列儿童死亡主要原因之一。
学术界历来对海滩安全管理需求关注不足。现有研究多为局限而具体的分析，缺乏整合性的安全水平评估工具。论文指出，关于海滩安全、事故预防和风险识别的综合知识匮乏，显著加剧了海上事故的发生率。因此，亟需一种能够在区域尺度上标准化评估休闲海滩安全性的半定量方法框架。
二、研究内容与核心发现
本研究系统回顾了海滩安全文献，开发了涵盖致灾因子、暴露和风险判定关键因素的半定量矩阵。研究超越了以往局限而具体的研究，提供了一种更综合的安全水平评估工具。初始计算的"固有致灾因子"（Inherent Hazard）代表无安全规程时的原始危险水平，与现有安全措施进行比较，并根据"缓解措施"（Mitigation Measures）进行修正，获得"残余致灾因子"（Residual Hazard）。由于风险因地点而异，并受海滩拥挤度、游客密度以及年龄、性别、本地居民或游客等个体特征影响，这些特征被纳入"暴露矩阵"（Exposure Matrix）。最终"风险等级"由环境威胁、安全措施有效性和人类暴露因素的交互作用确定，涵盖物理、形态和生物三类致灾因子。
该框架应用于西班牙加的斯省大西洋沿岸五处代表性海滩，涵盖不同的形态动力学条件、城市化程度和服务配置水平。案例研究记录的风险值介于低风险至中风险之间，验证了框架在对比鲜明条件下生成差异化评估结果的能力。研究得出结论：该框架可作为海滩管理者在区域尺度上了解海滩安全状况的有效工具，尤其可将详细局部研究聚焦于识别出的中高风险地点，优化高频监测资源的配置。
三、主要技术方法
研究采用加权矩阵和三级序数评分系统构建半定量评估框架。方法核心包括四个步骤：第一步通过三个致灾因子矩阵（物理、形态、生物）确定固有致灾因子，各参数以加权算术平均值计算得分，并采用最大值作为该类别的控制值；第二步通过缓解措施矩阵以比例衰减系数修正固有致灾因子，得到残余致灾因子；第三步将残余致灾因子乘以暴露矩阵得分获得最终风险值；第四步按照保守风险管理原则，取三类风险最大值作为总风险。数据来源包括研究人员的实地观测、西班牙国家港口管理局（Puertos del Estado）的历史与实时海洋气象数据、安达卢西亚地方政府官方海滩管理计划和微生物水质监测记录。案例研究为西班牙加的斯省大西洋沿岸五处海滩，每处海滩于2026年6月至7月期间进行四次实地考察。
四、研究结果
4.1 致灾因子矩阵
物理致灾因子矩阵：该矩阵收集了波浪诱导流（离岸流和沿岸流）和潮汐流的流体动力学效应。离岸流被认为是最大的危险因素，在美国占冲浪区溺水死亡的60%至80%，每年造成超过100人死亡；在澳大利亚沿海，离岸流导致三分之一的溺水死亡。矩阵中"离岸流"权重为45%，"沿岸流"和"离岸风驱流"各占15%，"破碎波高"占25%。波浪高度阈值与海滩形态动力学状态相关联，反射型海滩和消散型海滩采用不同的安全阈值。
形态致灾因子矩阵：海滩坡度与沉积物粒径、波浪特征及自然或人工形态约束密切相关。缓坡海滩因能量消散能力强而固有更安全。矩阵中"涉水区坡度"和"海床剖面"各占25%，"岩石海岸/海岸结构"占50%。海床不规则性（如沙坝、沟槽、冲刷坑）造成的突然深度变化对非游泳者构成显著风险，这类人群在平静条件下的溺水约占高收入国家全部溺亡的50%。
生物致灾因子矩阵：包括水母、藻类、鲨鱼和细菌污染。不同地区的危险海洋生物类型和空间分布差异显著。水母危害按目击频率和密度分为三个等级；有害藻华（HABs）按生物量浓度、水体变色和表面浮渣进行分类；鲨鱼危害按目击确认和与游泳者距离分级；肠道细菌浓度参考欧盟沐浴水指令（2006/7/EC）标准进行分类。
4.2 缓解措施矩阵
缓解措施矩阵包含六个要素：救生员覆盖与主动监视（权重60%）、海滩分区、警示标志、公共安全设备、规则与操作程序、员工培训与演练及控制措施审查。救生员的存在是大幅降低溺水事件可能性的首要因素，其存在还能提高对危险信号（如旗帜）的遵从度，并主动警告使用者不要在危险条件下入水，有效降低整体风险暴露。
4.3 暴露矩阵
暴露矩阵包含五个维度：使用者密度/占用率（权重30%）、使用者与致灾因子场的空间邻近度、活动相关暴露、使用的时间集中度、使用者易感性。暴露被概念化为由海滩使用的空间、时间和社交动态塑造的多维变量。高暴露情形包括大量使用者集中在同一危险区域、使用者直接位于离岸流通道或结构间隙内、众多使用者游泳或冲浪、使用在假期和夏季高峰强烈集中、以及大量儿童、老人、弱游泳者或游客等脆弱人群存在。
4.4 案例研究
五个案例海滩的风险值介于低风险至中风险之间。评估采用双方法结合实地直接观测和独立环境数据集。评分分配遵循两步骤决策规则：主要得分取观测众数，平局时按预防原则分配最高（最危险）类别。当数据缺失、来源冲突或边界值不确定时，一致采用基于预防原则的保守方法。
五、讨论与结论
讨论部分强调，所提出的阈值并非经过经验验证的事故概率或严重性转变点，而是基于公式可获得的理论值范围建立。方程（3）不构成事故概率的直接估计，而是半定量综合指标，旨在将海滩安全的主要维度整合为单一管理支持指标。因此，所得值应解释为适用于比较评估和决策的相对风险优先级得分，而非事故概率或预期损失的直接估计。
研究结论指出，该框架旨在表征典型或模态的物理、形态和生物条件以及缓解和暴露条件，适用于在区域尺度进行一级评估。详细局部研究可聚焦于识别出的中高风险地点，优化高频监测资源的配置。该方法并非旨在提供实时操作风险预报，也不替代与快速变化的环境条件和海滩游客密度/特征相关的详细亚日海滩调查/观测。尽管矩阵设计旨在全球范围内广泛适用，但在生物致灾因子具有重要意义的特定区域可能需要进行重要调整。致灾因子值必须在沐浴季节内专门评估，这是以休闲风险为中心的研究的标准方法。最后，尽管矩阵中的数值基于既有文献，其赋值仍不可避免地反映了一定程度的内在主观性。
