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西宁市多尺度城市内涝风险评价方法

水资源保护 2022年第5期38卷 72-79,86页

作者：田子阳褚俊英林永寿周祖昊中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100044 加州大学戴维斯分校土木与环境工程系加利福尼亚州戴维斯95616 青海西宁环境综合治理利用世行贷款项目建设办公室青海西宁810001

针对西宁市内涝风险评价的不同尺度评价需求,提出了西宁市多尺度城市内涝风险评价方法,涵盖西宁市规划管理的宏观尺度、街区预警应急的中观尺度和损失保险评估的微观尺度。采用熵权法进行宏观尺度评价,采用水文水动力模拟进行中观尺度评... 详细信息

针对西宁市内涝风险评价的不同尺度评价需求,提出了西宁市多尺度城市内涝风险评价方法,涵盖西宁市规划管理的宏观尺度、街区预警应急的中观尺度和损失保险评估的微观尺度。采用熵权法进行宏观尺度评价,采用水文水动力模拟进行中观尺度评价,采用灾损曲线的方法进行微观尺度评价。结果表明:西宁市36个排水分区中25个位于综合中、高风险区;12个实测积水点中有75%位于综合高风险区,16.7%位于综合中风险区。

关键词：内涝风险多尺度熵权灾损曲线西宁市

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洪水灾害脆弱性研究进展

地理科学进展 2009年第1期28卷 41-46页

作者：石勇许世远石纯孙阿丽王军华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200062

洪水灾害是当今世界最严重的自然灾害之一,洪灾经济损失及风险评估是防洪减灾领域的一项基础性工作,而脆弱性的确定是评估模型的关键。文章在对自然灾害脆弱性评估方法总结的基础上,着重对洪水情景模拟中代表脆弱性的灾损率曲线开展探讨... 详细信息

洪水灾害是当今世界最严重的自然灾害之一,洪灾经济损失及风险评估是防洪减灾领域的一项基础性工作,而脆弱性的确定是评估模型的关键。文章在对自然灾害脆弱性评估方法总结的基础上,着重对洪水情景模拟中代表脆弱性的灾损率曲线开展探讨,对灾损曲线的起源、建立方法和综合运用的趋势进行研究。国外保险业与政府开展此类工作较早,相比于国外已经取得的丰硕研究成果而言,国内灾损率研究远远不能为决策提供有效的指导,这与我国面临的巨大洪灾风险不相称。政府、保险等部门与科研工作急需结合起来,填补城市洪灾脆弱性研究空白,多参数综合调研、深入各种承灾体内部系统而细致地开展灾损率调查,对于减少未来洪灾影响,具有非常重要的实际意义。

关键词：洪水脆弱性灾损曲线风险经济损失

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中国南方城市居民建筑物洪灾脆弱性研究

人民长江 2009年第5期40卷 19-21页

作者：石勇石纯孙阿丽华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200062

洪灾风险评估是灾害管理的重要手段,而脆弱性的确定是评估模型的关键。着重对洪水情景模拟中代表脆弱性的灾损率开展研究,介绍了灾损曲线的内涵、表现形式和影响因素,并对构建灾损曲线的具体过程进行了详细的探讨,尝试设计问卷,对2008... 详细信息

洪灾风险评估是灾害管理的重要手段,而脆弱性的确定是评估模型的关键。着重对洪水情景模拟中代表脆弱性的灾损率开展研究,介绍了灾损曲线的内涵、表现形式和影响因素,并对构建灾损曲线的具体过程进行了详细的探讨,尝试设计问卷,对2008年遭受洪涝灾害的深圳、东莞城市居民进行实地调查,建立建筑及内部财产的灾损曲线。从长远看来,政府、保险等部门与科研工作亟需结合起来,深入细致地开展灾损率调查,这对减少未来洪灾风险具有非常重要的现实意义。

关键词：居民建筑洪水脆弱性灾损曲线城市

草原雪灾损失快速评估研究 ——以内蒙古锡林郭勒地区为例

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草原雪灾损失快速评估研究 ——以内蒙古锡林郭勒地区为例

作者：哈斯东北师范大学

学位级别：硕士

草原雪灾是突发性强、危害大的自然灾害,并且形成原因较为复杂,涉及到自然气象、人文、社会以及经济等多个因素。同时,草原雪灾具有一定的不确定性,严重威胁草原地区的畜牧业经济发展,对交通、通讯等生命线工程都造成了破坏,除此之外,... 详细信息

草原雪灾是突发性强、危害大的自然灾害,并且形成原因较为复杂,涉及到自然气象、人文、社会以及经济等多个因素。同时,草原雪灾具有一定的不确定性,严重威胁草原地区的畜牧业经济发展,对交通、通讯等生命线工程都造成了破坏,除此之外,严重的草原雪灾导致房屋倒塌,对当地居民的生命安全造成了严重威胁。目前,关于草原雪灾损失评估的研究多为通过评估指标体系来建立损失评估模型,计算雪灾损失,评价雪灾对经济、社会造成的影响,对雪灾灾情等级进行简单划分,无法快速而且准确的进行草原雪灾损失评估。本文从多学科的理论和方法等科学观点出发,利用微波遥感反演方法,GIS空间分析方法,脆弱性曲线方法,对草原雪灾损失快速评估进行草学、地理学、灾害学与社会经济学相结合的综合研究。本研究选取内蒙古锡林郭勒地区作为研究区域,以区域灾害系统理论为基础,分析锡盟地区草原雪灾灾害系统;利用风云3号卫星的微波亮温数据,结合气象台站的地面观测雪深数据与野外调研实测数据,构建更为精确的积雪深度微波辐射经验模型,实现雪深快速反演;基于历史灾情数据计算草原雪灾各承灾体的损失率,通过脆弱性曲线方法,构建区域雪深—承灾体损失率曲线;通过FY-3B快速反演雪深与承灾体损失率曲线相耦合,结合承灾体空间数据库、易损性数据库以及其他辅助信息,对草原雪灾损失人口数量、牲畜数量、棚舍数量、草场面积和直接经济损失进行快速实时地评估,在此基础上针对性的提出锡林郭勒地区草原雪灾损失防御对策。本研究可以快速准确地评估草原雪灾损失,其评估结果可以为草原雪灾的灾情评估与雪灾保险提供客观依据,对政府部门开展草原雪灾防灾救灾工作、制定草原发展规划有重要意义。

关键词：草原雪灾积雪微波遥感雪深反演灾损曲线损失快速评估

城市社区水灾脆弱性评估及风险研究——以上海市为例

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城市社区水灾脆弱性评估及风险研究——以上海市为例

作者：宗宁华东师范大学

学位级别：硕士

近年来极端降雨事件频发,三十年一遇、五十年一遇、百年一遇的暴雨常常威胁着我国城市系统的正常运行,热带气旋、暴雨等引发的城市内涝问题日益严峻,北京、南京、武汉等多个城市因暴雨造成道路积水和居民家中进水,导致城市基础设施无法... 详细信息

近年来极端降雨事件频发,三十年一遇、五十年一遇、百年一遇的暴雨常常威胁着我国城市系统的正常运行,热带气旋、暴雨等引发的城市内涝问题日益严峻,北京、南京、武汉等多个城市因暴雨造成道路积水和居民家中进水,导致城市基础设施无法正常运行,严重影响人们的生产和生活,甚至威胁到生命安全。社区是集中在一定地域范围内的家庭间相互作用形成的共同体,是与人们生活息息相关的基层组织,在防灾减灾中发挥着不可替代的作用,以社区为基本点提高居民参与灾害管理的意识,提高城市灾害管理水平,是我国社区风险管理的关键。因此,如何准确的评估社区水灾的脆弱性,加强社区防灾减灾管理,减少水灾带来的损失,是当前灾害研究领域的热点及难点问题。基于降水资料、地形、排水等数据,结合社区实地调查研究结果,本文首先从社区水灾风险辨识入手,分析上海市社区水灾致灾因子,界定了脆弱性的概念及其包含的两个基本要素,利用脆弱性理论模型中的HOP模型进行社区水灾脆弱性评估;然后将社区设定在街道层面,以行政区划为范围,根据社区所处地理位置、建造时间等因素将社区分为旧式社区、新旧混合社区与新建社区三类,从物理脆弱性和社会脆弱性两个方面收集社区水灾淹没水深及损失资料,拟合水深-灾损率函数,构建了不同类型社区地下空间、地上车库与居民住房建筑的水深-灾损率曲线;最后利用情景模拟的方法分析了上海市社区水灾致灾因子危险性、孕灾环境暴露性程度,结合水深-灾损率曲线计算社区水灾风险值。研究成果旨在为社区灾害管理部门制定减灾规划提供依据和科技支持。主要研究结论如下： (1)基于降水资料等数据的收集与整理,得出上海市社区水灾致灾因子主要是台风暴雨和短时强降雨两类,以短时强降雨居多,且空间分布不均。从时间分布来看,7、8、9三个月是水灾的高发期,集中在夏秋两个季节。2006-2012年间50mm/h及以上的暴雨日数最多,多达106日。 (2)暴雨强度为百年一遇的情况下,旧式社区、新旧混合社区与新建社区内地下空间、地上车库与居民住房建筑的淹没深度差异显著。新建社区内居民建筑门槛相对较高室内积水深度仅为0.14-0.32m;新旧混合社区居民住房建筑差异较大,室内积水深度为0.2-0.5m,旧式社区房屋建筑复杂,排水能力低,室内积水深度达0.3-1.0m。新旧混合社区缺乏蓄水池、绿地等雨水渗透面积大的设施,雨水易汇流,增大了积水深度,地下空间积水深度为0-3m;新建社区排水能力高,地下空间积水深度仅为0-1.0mm;而新建社区地上车库的淹没深度为0.45-1.0m。 (3)上海市社区水灾致灾因子危险度差异不显著,空间分布上主要是中心城区中东部社区水灾危险性程度较高,北部部和西南部水灾危险性程度较低,这与地理位置及排水能力有关,中东部多旧式社区,建设较早排水能力低,并且位于黄浦江、苏州河下游,海水顶托作用影响大。 (4)降水为57mm/h时,积水较深的社区主要分布在中心城区的东南部,分别是徐汇区的漕河泾街道和虹梅街道,不同社区水灾积水深度范围为15-30mm;当降水为81mm/h时,积水深度范围为30-60mm,积水较深的社区格局分布则发生变化,集中分布在中心城区的北部,其中积水最深的是杨浦区江浦路街道和静安区江宁路街道,均为43mm,这与实际调查结果一致,两个社区均为旧式社区,排水能力为26mm/h;当降水为90mm/h时,积水较深的社区主要分布在中心城区的南部,积水深度范围为45-65mm,积水深度最大的社区仍为杨浦区江浦路街道和静安区江宁路街道;当降水为101mm/h时,积水较深的社区主要分布在中心城区的西部,分别是长风新村街道和漕河泾街道,积水深度范围为55-75mm。 (5)整体来看,四种暴雨强度情景下,降水强度越大,不同类型社区水灾风险值越大,受到水灾影响的社区数量越多。降水强度为81mm/h时,水灾风险值较大的社区大多分布在中心城区的西北部,旧式社区居多;降水强度为101mm/h时,水灾风险值较大的社区分布在中心城区的西北部,风险值最大的是普陀区长风新村街道和长征镇,其次为闸北区的彭浦镇,风险值最低的是杨浦区的五角场镇,这与该社区科学的防灾管理有关。

关键词：城市社区水灾灾损曲线情景模拟风险评估

城市暴雨灾害风险评估研究 ——以京津冀地区为例

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城市暴雨灾害风险评估研究 ——以京津冀地区为例

作者：姚思敏清华大学

学位级别：硕士

暴雨灾害是一种夏季频发的自然灾害,每年由于强降雨引发的城市内涝给我国带来巨大的经济损失。京津冀地处华北地区的关键地带,暴雨内涝带来较为严重的人员伤亡与财产损失使得城市暴雨灾害风险评估工作意义重大。本文以京津冀地区为研究... 详细信息

暴雨灾害是一种夏季频发的自然灾害,每年由于强降雨引发的城市内涝给我国带来巨大的经济损失。京津冀地处华北地区的关键地带,暴雨内涝带来较为严重的人员伤亡与财产损失使得城市暴雨灾害风险评估工作意义重大。本文以京津冀地区为研究对象,基于1960-2014年日降水数据、地理高程信息、人口经济数据等基础资料,研究了暴雨的时空格局和概率分布特征,构建了室内财产灾损曲线。结合蒙特卡洛和模糊数学建立了模糊-蒙特卡洛暴雨灾害风险评估模型,并对京津冀地区暴雨灾害风险进行分析与区划。京津冀西北部地区降雨量少、频次多,西南部地区降雨量多、频次少。暴雨的分布同样呈现西北少东南多的空间格局。同时,暴雨量和暴雨强度两个指标随着城镇化推进其正距平区域有明显扩大,整个区域的高值中心有逐渐向南偏移的趋势。概率分布拟合的结果表明京津冀地区极端降雨序列符合广义极值分布,并且许多地区的降水存在向小概率、高危险性的极端事件发展的可能。采用合成法构建了京津冀室内财产灾损曲线。针对不同收入水平城镇居民,对室内财产进行合理分类,同时考虑各类财产被浸泡导致损坏的程度,对家电、家具、其他类器具在不同浸水高度的损失进行了合理设定。根据淹水深度与损失率关系的实际意义,提出了新的拟合形式,并得到了较好的水深-损失率关系拟合效果。采用模糊-蒙特卡洛暴雨灾害风险评估模型,在极端降雨百年一遇(重现期为100年)、模糊不确定性最低(λ=1)的情况下,京津冀地区暴雨灾害风险区划显示:北京、天津、保定、石家庄和邯郸五个城市均可能处于暴雨灾害高风险区;东南部唐山、廊坊、沧州、衡水、邢台等城市的风险等级在条件不利时有一定程度的提高,最高达到较高风险等级;北部的张家口和承德及东部的秦皇岛处于中等风险以下区域。推进京津冀协同发展的同时,各城市应在暴雨灾害风险评估结果的指导下,为汛期极端降雨及内涝做好预案和防灾减灾准备。

关键词：暴雨灾害时空分布灾损曲线风险评估蒙特卡洛

高度城市化地区内涝风险评估——以广州市长湴地区为例

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高度城市化地区内涝风险评估——以广州市长湴地区为例

作者：陈昱宏华南理工大学

学位级别：硕士

全球气候变化导致极端暴雨频发,城市暴雨内涝灾害不断加剧,严重威胁居民的人身和财产安全。随着城市化进程的推进,城市热岛效应加速了水循环使得降雨增加,下垫面不透水率的增加亦加大了内涝发生的可能;同时,人口和财产不断向城市集中,... 详细信息

全球气候变化导致极端暴雨频发,城市暴雨内涝灾害不断加剧,严重威胁居民的人身和财产安全。随着城市化进程的推进,城市热岛效应加速了水循环使得降雨增加,下垫面不透水率的增加亦加大了内涝发生的可能;同时,人口和财产不断向城市集中,内涝一旦发生将造成难以估量的直接损失和间接损失。因此,构建适用于高度城市化地区的城市雨洪模型,评估高度城市化地区的内涝风险,对丰富高度城市化地区内涝评估技术、指导高度城市化地区防灾减灾工作具有重要的理论及现实意义。本文以高度城市化的广州长湴地区为例,构建雨洪模型对内涝进行模拟并对内涝风险开展了评估,初步建立了高度城市化地区小空间尺度内涝风险评估及规避的技术方法体系,主要研究成果如下:(1)选取广州长湴地区作为高度城市化地区代表,构建了城市雨洪模型(TSWM)。TSWM由SWMM(Storm Water Management Model)和TELEMAC-2D模型耦合而成。结果表明,该模型能较好地模拟该地区的内涝情况,可为城市内涝模拟提供新的参考工具。(2)基于构建的耦合模型,模拟了6种不同暴雨重现期下的研究区内涝的淹没范围及淹没深度。结果表明,长湴地铁站附近管网的排水能力明显不足,即使是在1年一遇暴雨的情景下,仍有内涝发生。研究区面临较为严重的内涝灾害威胁。(3)基于模拟结果和现场调查数据构建了研究区的重现期-损失金额曲线以及重现期-灾损率曲线。在100年一遇暴雨情景下,研究区损失金额达到4494.33万元,灾损率达到36.71%,研究区面临着极大的内涝风险,需要采取适当措施以降低内涝损失。(4)对研究区提出了不同的LID改造方案,并评估了这些方案对内涝风险的降低效果。对于研究区而言,渗透铺装的效果要优于绿色屋顶。面对高重现期暴雨时,LID措施对于损失风险的降低收效甚微,需要采取其他措施如转移财产、泵站抢排等才能有效规避研究区财产损失。

关键词：暴雨内涝城市雨洪模型灾损曲线风险分析 LID

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沿海港口典型自然灾害风险分析与评估

沿海港口典型自然灾害风险分析与评估

作者：王静静华东师范大学

学位级别：硕士

城市基础设施相互关联,一旦其中某个部分遭到自然灾害的破坏,就会牵一发而动全身,使得整个城市经济系统无法正常运行。港口作为沿海城市重要基础设施之一,在我国沿海城市经济发展中起着举足轻重的作用,却常常受到雾、台风等自然灾害的侵... 详细信息

城市基础设施相互关联,一旦其中某个部分遭到自然灾害的破坏,就会牵一发而动全身,使得整个城市经济系统无法正常运行。港口作为沿海城市重要基础设施之一,在我国沿海城市经济发展中起着举足轻重的作用,却常常受到雾、台风等自然灾害的侵袭,其正常运行与发展受到了严重影响。全球变暖、海平面上升等全球性课题,将进一步加剧我国沿海港口面临的自然灾害严峻形势,对城市系统的正常运转与可持续发展造成严重威胁。因此,构建以“风险防范”为核心的风险应急管理和完备灾害应急预案,以保障沿海港口的安全运行已势在必行。依托于国家自然科学基金重点项目“沿海城市自然灾害风险应急预案情景分析”(NO.40730526)的资助,本文从影响沿海港口的自然灾害风险辨识着手,在界定了自然灾害风险定义及构建了自然灾害风险评估框架的基础上,从宏观尺度,初步建立了风险评估指标体系,依据国际航运中心竞争力指数,选取沿海八个港口为研究对象,包括大连港、天津港、青岛港、上海港、宁波-舟山港、厦门港、深圳港和广州港,进行港口多灾种风险评估;从微观尺度,以洋山深水港为研究对象,采用基于历史灾情数理统计的方法,构建了雾灾风险评估模型。研究成果可为沿海港口制定防灾减灾规划和应急管理决策提供理论依据。本研究主要结论如下：(1)通过基础资料的收集与整理,分析得出1950年以来登陆中国的台风次数略有减少;1989-2009年间,海洋灾害造成的平均死亡人数略有减少,但平均直接经济损失则不断增大,平均每年损失125亿元;1950年以来,风暴潮灾害发生次数及造成的经济损失均呈上升趋势。(2)沿海八个港口的危险性指数差别较大,在空间上主要表现为北部沿岸港口的危险性指数整体较低,中部和南部地区港口的危险性指数整体偏高;暴露性指数空间差异显著,中部地区港口的暴露性指数远远高于其它港口,北部沿岸港口的暴露性指数偏低,南部地区厦门港暴露性最低;脆弱性指数差别不大,最高的是深圳港和天津港,最低的是广州港,其余港口的脆弱性指数均为中等。灾害风险指数相差较大,其中大连港、天津港、青岛港和广州港为低风险港口,上海港、宁波-舟山港、厦门港、深圳港属于高风险港口。(3)青岛港、上海港、宁波-舟山港主要应加强台风大风的防范;厦门港、深圳港主要应重视台风引起的大风及风暴潮对港口的影响;台风引起的风暴潮对天津港和广州港影响严重,应给予重视。天津港、青岛港、上海港、厦门港、深圳港和广州港中,集装箱及货物表现出较高的暴露性,灾害来临时,应高度重视集装箱及货物的转移;大连港和宁波-舟山港的货物及旅客表现出较高的暴露性,应受到关注。同时应加强防灾设施建设,在维护和扩建港口规模时,管理部门应按照防灾、减灾要求,增加锚地和灯塔的数量,帮助船舶的航行,提高防灾建设标准和应急保障能力。(4)根据收集到的洋山海区1961-2008年的资料,分析发现洋山深水港区1971-1980年间出现雾的日数最多;每年的冬季(12月至次年2月)雾发生频率最高,夏季(6-8月)发生频率最低;能见度越低,雾发生频率越低;随着雾持续时间的增加,雾发生频率急剧减少。(5)随着雾能见度的降低,造成不同承灾体的经济损失和风险值逐渐升高;雾对各种承灾体带来的经济损失表现出：码头>道路>旅游>客运站;随着能见度的降低,承灾体的经济损失均逐渐升高;雾对承灾体的影响不仅与能见度的大小有关,还与持续时间密切联系;建立了不同承灾体灾损曲线数据库,并计算出雾对洋山深水港造成的年平均损失为5554万元,这一损失数据可作为灾害成本-效益分析的基本依据。

关键词：沿海港口典型自然灾害指标体系灾损曲线风险评估

暴雨洪涝受灾人口与雨涝危险性指数关系模型研究

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暴雨灾害 2023年第1期42卷 79-87页

作者：赵小芳史瑞琴洪国平周月华夏智宏杜良敏向华武汉区域气候中心武汉430074

建立可监测、可预报的雨涝危险性指数与暴雨洪涝受灾人口的关系模型,对暴雨洪涝灾前、灾中、灾后人口受灾情况快速评估具有重要意义。以湖北省为例,利用小时降水、日最大降水量、累积降水量与暴雨持续天数等气象资料以及水系、高程等孕... 详细信息

建立可监测、可预报的雨涝危险性指数与暴雨洪涝受灾人口的关系模型,对暴雨洪涝灾前、灾中、灾后人口受灾情况快速评估具有重要意义。以湖北省为例,利用小时降水、日最大降水量、累积降水量与暴雨持续天数等气象资料以及水系、高程等孕灾环境资料,构建了雨涝危险性指数。结合历史洪涝受灾人口资料,建立基于雨涝危险性指数的暴雨洪涝受灾人口灾损曲线。按照重现期划分雨涝危险性等级,并通过计算不同重现期雨涝危险性指数的致灾阈值,建立危险性等级与受灾人口的定量关系模型。结果显示:(1)湖北省暴雨高危险区主要位于江汉平原以东,其次是鄂西南南部、江汉平原南部。(2)通过历史暴雨过程受灾情况比较,包含小时雨量和孕灾环境的雨涝危险性指数更能呈现暴雨过程的受灾程度。(3)湖北省暴雨洪涝受灾人口与雨涝危险性指数呈幂函数关系,年及暴雨过程实际受灾人口与拟合受灾人口的相关系数分别达0.800和0.891。(4)利用5 a、10 a和20 a三个重现期将雨涝危险性指数划分为三个等级,当雨涝危险性指数超20 a一遇时,预计受灾人口将达12万人以上。

关键词：暴雨洪涝受灾人口雨涝危险性灾损曲线重现期

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