基于PSR和AHP方法的西安市城市内涝脆弱性评价体系构建与脆弱度评估

本文基于灾害系统理论和"压力-状态-响应"模型(PSR),构建了城市内涝脆弱性指标体系。利用2010、2012、2016、2017年共4期西安市统计年鉴数据提取了西安市城市内涝脆弱性指标,使用AHP(层次分析法)计算指标权重,提出城市内涝脆弱度指数,并综合分析评价了西安市城市内涝的脆弱程度。研究结果表明:自然和社会状态对城市内涝的脆弱性起决定性作用,外在压力和后期响应作用次之。其中,水面面积、排水管网密度、坡度、暴雨强度是对城市内涝脆弱度影响最大的因子,均大于10%;建成区面积、暴雨次数、人口、从业人数、投入资金、绿化率、GDP、防洪堤长度对城市内涝脆弱度的影响一般,影响力在2%-9%之间;年降雨量、年降雨天数、道路长度对城市内涝脆弱度影响较小,均小于2%。西安市4期的城市内涝脆弱度指数均为较低水平,说明西安市的城市内涝脆弱度指标平稳,灾害风险小,比较适宜人居。西安市城市内涝脆弱性评价,对区域城市管理、灾害预警、推进海绵城市建设等具有重要意义。     

郑州“7.20”暴雨情景下城市韧性内涝防治体系构建研究——以福州滨海新城核心区为例

介绍了福州滨海新城核心区地面高程规划和排涝系统规划,分析了福州滨海新城核心区在遭遇郑州“7.20”暴雨情景下面临的风险。提出韧性内涝防治体系的概念,从韧性概念解析,内涝防治目标和原则,构建了“水进人退”的内涝防治空间体系和相应的社会管理措施,为福州滨海新城核心区应对巨灾情景下的降雨提出了解决方案。     

基于土地利用的城市内涝交通风险评价

近年来,我国城市内涝灾害频发,对城市交通造成了巨大的负面影响。以邯郸市为研究对象,使用空间分析软件Arcgis处理其土地利用数据,将处理过的空间属性数据输入城市暴雨管理模型SWMM,模拟城市雨洪过程,计算城市区域淹没水量,并实现其可视化,绘制不同降雨条件下的邯郸市内涝交通风险等级分布图,并进一步对内涝区域的分布特征进行分析。分析结果表明,邯郸市内涝严重区域的面积随降雨强度增大急剧增加,邯郸市现有排水体系的内涝防治系统无法应对当前20年一遇的洪涝灾情,城市路口的内涝交通风险高于当地平均风险水平。基于此,本文提出改变地表覆被情况、增设蓄水池、改善城市排水系统等可行性建议,对内涝风险灾害预警及其防治具有一定的借鉴和参考价值。     

历史文化街区内涝韧性测度方法与规划应用研究——以瑞金市廖屋坪街区为例

在气候变化的综合影响下,当前城市内涝问题日益严峻,而管网体系由于老化、铺设困难等原因难以独立应对雨涝压力,频发的内涝灾害对历史文化街区的保护提出了重大考验,综合提升历史文化街区内涝韧性迫在眉睫。以瑞金市廖屋坪历史文化街区为例,综合分析传统理水体系作用、旅游活动影响等历史文化街区特质与内涝灾害之间的互动关系,并结合城市韧健度概念模型解析历史文化街区内涝风险发生机制,在此基础上从外部扰动、本体脆性和适应韧力三方面构建历史文化街区内涝韧性评价指标体系,对廖屋坪历史文化街区的内涝韧性进行测度。研究表明,街区中内涝韧健度低点出现在难以深入的历史街区内部历史建筑密集区。此处私搭乱建现象突出,在建成环境脆弱性突出的同时缺乏灾害应对能力,是主要的韧性薄弱点。根据测度结果,进一步提出了具有针对性的空间优化策略与规划调整建议。     

西安市老城区暴雨内涝模拟及其灾害风险评估

城市内涝灾害严重影响城市可持续发展,其灾害风险不仅受内涝积水影响,更与城市地形、人口分布和建成环境紧密相关。通过SWMM模型与GIS工具对西安市老城区10、20、50、100 a这4个重现期下2 h降雨进行暴雨内涝模拟,同时从危险性、暴露性和脆弱性出发构建内涝灾害风险评价体系,叠加运用传统数据与新兴多源数据计算内涝灾害指数。研究表明：西安市老城区在4个重现期下都出现较为严重的积水,排水管网系统尚不足以抵御10 a一遇的暴雨。积水严重区域主要集中在道路交叉口和城墙下穿区域、大面积城市广场和停车场、地势低洼处三类区域,主要原因是这些区域管线交汇且地势低洼,或存在大面积铺装且缺乏快速排水系统,或场地低洼且管网设计标准较低。西安市老城区内涝中、高风险区域主要集中在积水严重的道路交叉口、城墙下穿区域、城市广场和地势低洼处,主要原因是这些区域本身易积水,再加上周边的城市道路、人流车流、敏感设施相对密集,暴雨内涝影响严重。研究结果有助于深入认知城市内涝灾害风险,也有助于政府和相关人员准确绘制内涝风险地图。     

西安城市暴雨内涝灾害气象预警系统研究

介绍了西安城市暴雨内涝灾害气象预警系统的技术路线及原理.该系统包含本地化的城市暴雨内涝仿真模型,并以城区加密气象自动站资料、多普勒雷达降水估算产品、数值预报产品、主观预报等作为实况和模拟用的降雨边界条件,结合西安市区地理地貌特征、城市规划、排水系统特征、排水规则、防洪工程等多方面的非气象资料建立而成,具备一定的内涝动态监测预报能力.对2006年6月3日内涝过程进行了模拟,效果较好,能够满足预警需求.     

基于机器学习方法的上海市暴雨内涝灾情预测模型研究

本文基于区域灾害系统理论,综合考虑致灾因子、暴露度和脆弱性,提出了一套暴雨内涝灾情预测指标体系;在此基础上利用上海市应急联动中心110接报暴雨内涝灾情数据,构建了暴雨内涝灾情预测BP模型(Back Propagation Model)和XGBoost模型(Extreme Gradient Boosting Model),并对比分析了预测模型效果,实现对上海市暴雨过程内涝灾情数量预测;最后对内涝灾情影响等级进行阈值划分,以期为暴雨内涝影响预报与风险预警业务、服务及灾害管理提供技术支撑。结果表明:1)综合考虑致灾因子、暴露度、脆弱性指标且不经主成分分析降维的指标组合作为暴雨内涝灾情预测指标体系时,BP模型和XGBoost模型的预测精度最优;2)全量样本XGBoost模型总体表现最优,暴雨内涝灾情的右偏分布和内涝灾情的异常高值均对XGBoost模型预测误差有不同程度的贡献;3)综合评价法在历史灾情百分位法和模拟灾情百分位法基础上,结合多年业务实践经验和用户对于110灾情的处置承受力对暴雨内涝灾情进行阈值划分,在实际应用中具有一定参考意义。     

基于TRMM数据的京津冀暴雨风险评估

对卫星降水数据TRMM 3B42-V7在京津冀地区的适用性进行了分析,利用2008-2012年的TRMM,并以致灾危险性因子、孕灾环境因子、承灾因子为评估体系,选取连续两日暴雨天数、暴雨日数、暴雨量均值、5 a的4月至9月降水季年值、坡度及综合GDP等6项指标,采用快速聚类方法对京津冀暴雨风险进行了评估。结果表明:(1)高分辨率的TRMM卫星数据能较好地反映京津冀地区的真实降雨特征,对暴雨事件的判断及降水量值误差控制良好。(2)聚类分析将整个研究区域分为4个子类:第1,2类暴雨风险较低,第3,4类暴雨风险较高;京津冀中部东北-西南方向及其东南向延伸的大部分地区为暴雨风险高的区域,应注重防范由暴雨引发的山地灾害及城市内涝等灾害。     

基于熵权-正态云模型的城市安全韧性评估研究

为了提升城市安全韧性建设,综合考虑了城市安全韧性内涵及扰动力、吸收/适应力和恢复力等特征,从经济韧性、社会韧性、基础设施韧性和生态环境韧性等4个维度建立城市安全韧性评估指标体系;利用熵权法确定指标权重,并划分韧性评估等级标准,采用正态云模型构建城市安全韧性评估模型。最后,以西安市为例验证模型的有效性。结果表明:城市基础设施和生态环境韧性优于经济和社会韧性,模型验证得到西安市综合安全韧性等级属于Ⅳ级,即较高韧性。     

古代经验对城市防涝的启示

研究现代城市暴雨后内涝灾害的原因,对照古城水系的经验,认为古代以河渠为城市排水干渠,密度大,行洪断面大,调蓄系统容量巨大,管理良好,是防止暴雨后城市内涝的重要经验,可供借鉴.     

我国城市暴雨内涝的成因及其应对策略

暴雨内涝是城市自然灾害的主要形式之一,并长期困扰我国的许多城市。依据城市化进程及排水系统的发展趋势,揭示了我国城市暴雨内涝防治的误区,全面剖析了暴雨内涝的成因。结果表明:排水系统设计标准低下是我国城市暴雨内涝的一个重要的、但非唯一的成因;仅通过提高设计标准防治暴雨内涝投资巨大、实施困难,且成效不大。我国城市暴雨内涝的成因还包括城市下垫面不透水比例增加、暴雨洪峰流量增大、排水系统雨污混接现象普遍存在、地面沉降日趋严重、相关部门与专业缺乏沟通与合作等。基于发达国家城市暴雨管理的研究成果和实践经验,结合我国城市排水系统的实际情况,提出了暴雨内涝防治的应对策略,以促进城市暴雨管理体系的建立和完善。     

基于VIKOR方法的广东省城市洪涝灾害韧性评估

在全球变暖和城市化的共同影响下，城市洪涝灾害频发，韧性评估是城市灾害风险管理的关键环节。在综合考虑经济、社会、环境、管理四个维度的基础上，选取15个城市洪涝灾害韧性评估指标，采用熵权法和VIKOR方法构建评估模型，对广东省21个地级市的洪涝灾害韧性进行评估。结果表明：广东省洪涝灾害韧性等级分布主要从珠江口两岸城市向四周降低，韧性等级最高的为深圳市，韧性等级最低的为清远市；灾害韧性指数在空间分布上存在显著集聚，其中高-高聚类的城市分布在珠三角地区，而低-低聚类的城市分布在粤北地区；从灾害韧性在灾前、灾中和灾后的变化情况来看，深圳市、清远市、韶关市和揭阳市的变化幅度最小。根据城市灾害韧性敏感性分析提出优化建议，研究结果可以推动城市韧性水平建设。     

城市暴雨灾害风险评估及防御对策研究——以江苏省南京市为例

以江苏省南京市为例,从气象灾害发生维度评估城市暴雨气象灾害风险性。从致灾因子、孕灾环境和承灾体三方面构建南京暴雨灾害风险评价体系,采用2003-2012年统计数据对南京暴雨灾害风险评价指标进行等级划分,构建隶属函数判定评价因素与评价等级的隶属程度,建立二级模糊综合评价模型评估南京暴雨灾害风险,并选取2012年南京暴雨实例进行数据演算,验证该评价模型的有效性,最后提出南京暴雨灾害的防御对策。     

湖南省湘江流域2006年"7·15"暴雨-洪水巨灾分析

基于自然灾害系统论,结合灾区实地调查结果和部分适时气象、水文资料,从降雨、洪水、灾情以及减灾模式等对湖南省湘江流域2006年"7·15"暴雨-洪水巨灾进行了分析.结果表明农村的主要致灾因子是洪水、内涝、滑坡、泥石流,而城市主要为内涝;此次巨灾是在强热带风暴引发的暴雨、湘江流域中上游多山的地形条件等自然因素,和工程建设不合理、灾害预警机制不够完善、人们防灾意识薄弱以及灾害风险转移机制不够成熟等人为因素的共同作用下导致的.在此基础之上,提出了建立综合减灾范式、提高巨灾应急管理能力等应对巨灾的对策.     

社区雨洪韧性量化评估方法研究综述

近年来随着极端暴雨事件频发,城市雨洪灾害对社区造成严重的经济损失和人员伤亡,引起社会普遍关注。作为应对灾害风险的新理念,韧性成为城市防洪减灾领域的研究热点,其中社区雨洪韧性有助于提升社区应对突发雨洪灾害冲击的能力,减少灾后损失。通过梳理国内外文献,阐释社区雨洪韧性的概念与内涵,辨析其与雨洪风险概念,明确两者评估的目的和侧重点;梳理社区雨洪韧性量化评估的重点,分别对社区雨洪风险、基础设施韧性和社区雨洪韧性综合框架量化的评估方法展开研究,并比较主要模型方法的特征和优缺点。总结现有研究,发现社区雨洪韧性评估的内容更加丰富,量化的方法趋于复杂,但仍存在社区应对雨洪灾害的风险动态研究较少、基础设施系统间关联和耦合研究不足等问题。建议在未来的研究中,以丰富理论体系和实证研究为导向,结合社区防洪减灾规划和发展目标,推动雨洪韧性评估方法科学化和动态化,因地制宜地改进评估方法在实践中的应用。     

城市内涝灾害风险评估及综合应对研究进展

城市内涝灾害风险评估是城市内涝灾害管理,减少内涝灾害损失的有效途径。基于自然灾害风险评估理论,对城市内涝形成机理和风险评估方法进行了概述。从规划、建设和管理三个层面提出应对城市内涝的总体思路和技术框架,并指出相应的关键技术问题。最后,指出未来城市内涝灾害风险评估和综合应对的研究工作重点:①加强城市内涝形成机理的研究;②完善城市内涝灾害风险评估的理论与方法;③构建城市内涝灾害数据库;④城市内涝应对与城市水生态修复相结合。     

城市暴雨灾害的影响程度及对策研究——以长沙市为例

通过对近年暴雨资料、城市建成区平均高程数据和城市排水管网资料的考察,以及对城市暴雨灾害危险性、脆弱性、暴露性的分析,制定了适用于长沙市的暴雨灾害风险评估方法。利用该方法对长沙市现有建成区798个地块的暴雨灾害风险进行了评估,将其分为高风险区、中风险区、低风险区3个类别。在此基础上,总结了长沙市暴雨灾害风险区的分布规律,并提出了一系列对策措施,包括更新城市排水管网、建设地下集水库、建立雨水自排系统和建设紧急排涝系统等。     

城市地表径流内涝关系与排洪道优化设计研究——以兰州市为例

为探究暴雨后地表径流与城市内涝关系,以兰州市为例,利用ArcGIS软件对其数字高程模型进行水文分析,获得了兰州市地表径流空间分布。根据地表径流空间分布规律,从城市全局视角分析了兰州市城市内涝问题,并对兰州市现有排洪道进行了优化。结果表明：易涝路段与径流路径具有高度相关性,地表径流流经大部分内涝路段,导致内涝发生,且径流路径的密集程度与内涝的严重程度相关,其中城关区最为严重,七里河区与西固区次之,安宁区相对轻微,符合兰州市现实情况,说明了该模型方法的正确性;内涝点集中分布在建筑用地、裸地(水泥地面等)区域,表明城市下垫面的高不透水率是造成道路积水的原因之一;优化后的排洪道使易涝区域的雨水就近排入洪道,减少了薄弱地区洪水冲入城市街道的可能性,减轻了地下排水设施的排水压力,在一定程度上能够解决城市内涝问题;将山地原始沟渠巩固、加宽、延长为新建排洪道,减少了发生山洪的风险。因该研究区域黄河穿城而过,地表径流最终通过排洪道汇入黄河,故该方法可为我国后续整个黄河流域、长江流域“一河一盘棋”的整体防洪研究提供参考。     

基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值可视化研究

研究基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值的可视化技术,为城市内涝灾害预防和控制提供可靠分析依据。通过GIS技术采集海绵城市河道、排水口、管网等建模数据后,采用基于GIS技术的海绵城市内涝灾害分析模型对某场暴雨进行实测,通过同频率放大方法,获取不同重现期暴雨的设计降雨过程线,依据过程线以及SWAT模型获取不同重现期的洪峰过程以及积水淹没情况(深度、区域),并通过GIS可视化显示洪峰过程以及积水淹没情况(深度、区域)。可视化模拟结果显示,以安徽六安市为例,采用GIS技术对单个栅格的高程值与建筑物在地面以上的高度相加值进行DEM修正后,六安市内涝积水深度更清晰、准确度;随着重现期的延长,暴雨强度、淹没水位高度、淹没面积、最大积水深度也逐渐增加;从六安市暴雨内涝不同重现期淹没场景中可以看出,随着重现期的延长,淹没区域在六安市3D图中的范围越来越大;5年和25年一遇的洪水淹没区范围很小,但60年一遇的洪水淹没区在六安市北面范围很广,且在西南临界区域分布也较广。     

多灾种下特大城市安全韧性影响评估研究与实践

针对灾害发生发展全过程中对城市的功能影响缺乏有效的评价方法和体系,以及对于城市综合灾害防御和防灾韧性城市建设的指导存在不足,研究运用层次分析法,提出了基于模糊评价的数学模型,建立了多层级指标的权重向量和判断矩阵,实现了多层次、多因素的评估需求。研究根据城市安全韧性影响的评估指标体系,实现了评估指标的层级架构并计算其权重。运用相关研究成果针对某特大城市开展案例研究,并针对其薄弱环节提出提升措施和优化建议。