基于机器学习的不可移动文物暴雨灾害风险评估——以山西省为例

以山西省为例,将不可移动文物作为灾害的影响对象,通过分析暴雨灾害对其的影响因素构建指标体系,通过文物损毁情况划分风险并作为输出数据,将山西省6 325处受灾不可移动文物按照6∶2∶2划分训练集、验证集和测试集,分别使用随机森林模型、支持向量机模型(support vector machine, SVM)、逻辑回归模型进行训练和验证,选取出最优模型,并对山西不可移动文物进行不同重现期暴雨下的风险预测。研究结果表明：基于机器学习的不可移动文物暴雨风险评估方法是可行且结果较为优异的;在3种模型中,随机森林的验证集准确率最高,为95.75%,测试集精度为94.70%;在山西省5、20、50 a重现期暴雨下的不可移动文物风险均呈现出北方低、南方高的态势,且在5 a重现期下高风险文物占比最多,高风险文物以古建筑和古遗址为主。     

江苏省暴雨洪涝灾害特征分析

通过引入灾度模型,对2004-2013年江苏省253次暴雨洪涝灾情进行了综合评估,给出了灾害等级的划分标准,分析了暴雨洪涝灾害发生频率与降雨量间的关系,确定了临界雨量,构建了灾度预测模型。结果显示:江苏省的暴雨洪涝灾害以轻灾及中灾居多。灾害多发且较重的区域位于西北部、东部及长江沿江地区;灾害少发且较轻的区域位于沿淮及苏南地区。梅雨锋引发的灾害频次最多,热带系统引发的暴雨灾害的灾度最大,而中小尺度对流系统所引发的灾害频次最少、灾度最小。引发暴雨洪涝灾害的临界雨强是18~20 mm/h,过程最大24 h降水量的临界值为35~40 mm。通过选用降水量因子建立的逐步回归方程对轻灾及中灾的空报率偏高,但对大灾及重大灾害的预测结果还是可以接受的。     

基于GIS的上海浦东暴雨内涝灾害脆弱性研究

随着全球气候变化和城市化进程的加速发展,城市暴雨洪涝灾害的频度和强度不断加强。灾害脆弱性研究是当前灾害研究的热点,基于灾损率的脆弱性分析方法是当前灾害脆弱性研究的重要课题点与前沿。采用G IS和遥感技术,依据20年、50年、100年、200年、500年、1000年一遇的6个重现期情景,对上海浦东新区开展了基于灾损曲线的脆弱性研究。研究中修正了上海地区的径流模型,基于G IS栅格编制了不同重现期的淹没深度图,实地调查了研究区暴雨内涝灾害的灾损率数据,确定了研究区的脆弱性等级划分,并利用G IS编制了基于不同重现期情景的上海浦东脆弱性图。研究中提出的方法对于沿海城市开展暴雨内涝等自然灾害脆弱性研究具有借鉴意义,研究结果可供区域灾害风险评估和防灾减灾规划参考。     

基于PPD的辽宁省暴雨灾害风险分析

根据辽宁省1976-2006年逐日降水和暴雨灾害损失数据,基于自然灾害风险理论,利用PPD(可能性-概率分布),分析不同等级暴雨发生的可能性;通过建立灾损指标体系获得暴雨灾损指数,结合Arc GIS技术,进行了辽宁省暴雨灾害风险评价与区划。结果表明:1辽宁省暴雨发生的可能性,随暴雨等级的增加而降低,主要发生一到四级暴雨,五级暴雨很少见,而发生2~5级暴雨概率基本由东南向西北递减(一级由西北向东南递减);2全省而言,暴雨灾害损失及风险与暴雨发生可能性区域分布特征总体吻合,即呈现南高北低、东高西低、由东南向西北递减的趋势;3PPD适用于风险分析中计算致灾因子发生的可能性,因为以该模型为基础的研究结果与近年来辽宁省暴雨发生风险事实一致。     

“7.23”商洛特大暴雨山阳县校舍灾害调查研究

以"7.23"陕西省商洛市特大暴雨中山阳县校舍为研究对象,在查明山洪、泥石流、滑坡和崩塌等造成校舍受损、严重破坏和倒塌的基础上,分析了洪水灾害引起校舍受损的原因。结果表明,特大暴雨是该县滑坡发生的诱发因素,也是部分滑坡转化为泥石流主要因素;建筑场地选择不合理是造成校舍受损、严重破坏和倒塌的关键因素;合理的结构构造是减少灾害造成生命财产损失的有效措施。     

国外如何应对暴雨灾害及我国防御指南

据媒体报道,2014年5月上旬我国南方暴雨成灾,波及广东、广西、云南、贵州、湖南等许多省份,受灾人数超过60万人。因暴雨深圳变成"水城",广深线动车全部停运,2000辆汽车被淹。暴雨一般指每小时降雨量16毫米以上,或连续12小时降雨量30毫米以上,或连续24小时降雨量50毫米以上的降雨。24小时降水量为100-250毫米以下为"大暴雨";250毫米以上称"特大暴雨"。由于全球气候变暖,暴雨等灾害天气频繁出现。世界上最大的暴雨出现在南印度洋上的留尼汪岛,24小时降水量为1870毫米。中国最大暴雨出现在台湾省新寮,24小时降水量为1672毫米。我国是世界上出现暴雨较多的国家之一,除西北个别省(区)外,几乎都出现过暴雨。我国属于季风气候国家,从晚春到盛夏,随着季风的由弱变强,主要雨带位置亦随季风由南向北推移。3-5月,雨带在华南,华南地区暴雨频频发生。6-7月,雨带到长江中下游,长江中下游常出现持续性暴雨,7-8月,雨带到达我国北方。9-10月,随着季风的减弱,雨带又逐渐南撤。暴雨是一种灾害性天气,暴雨不仅是局地的,还常常波及很大范围。我国因暴雨造成的洪涝灾害仅次于干旱气象灾害。它每年造成的损失约占所有气象灾害造成的总损失的27.5%左右。国外发达国家应对暴雨灾害有较为成熟的经验,可供我参与与借鉴。     

浙江省台风灾害及其对农业影响的风险评估

台风灾害是浙汀省主要的自然灾害之一,平均每年有3.3个台风对浙江省造成影响.以历史灾情资料和气象要索(致灾冈子)作为灾害指标,利用基于信息扩散原理的风险评估模型,对浙江省台风灾害及其对农业造成的影响进行了模糊风险评估,并在GIS技术支持下,直观地给出了浙江省台风大风和台风暴雨的空间分布特征.研究结果表明:浙江省台风灾害存在明显的空间差异,台风大风发生的概率由沿海岛屿和沿海地区向内陆减小,台风大风高风险区位于沿海岛屿,台风暴雨的高风险区在浙东南沿海一带.台风灾害对浙江省农业影响风险值较高的地区主要位于沿海岛屿和东部沿海地区,当风险水平为30%时,舟山、台州、温州和宁波等地受灾概率大约为2-4年一遇,为全省高风险敏感区.     

论大气灾害链

本文从功能、结构和本质三个角度给出了灾害链的定义，提出了灾害环、致灾体和可能受灾体（移动或静止）的概念，对现实中的大气灾害链进行了分类；分析了它们的共性与个性。对其引起破坏作用和造成损失的因素，从致灾体、可能受灾体和灾体环境及其相互关系进行了探讨；对由此而引出的减防救灾的四种途径与“除、抑、避、抗、保、跑、救、治”八项指导原则，和与其有关的战略、策略及组织问题进行了简略讨论。     

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。     

台风‑风暴潮下海南地区砌体房屋物理脆弱性分析∗

海南省是我国台风登陆数量最多的省份之一。台风不仅直接对房屋建筑造成严重破坏,还可能会造成海面上涨引发风暴潮灾害,房屋在两种耦合灾害下易造成更加严重的损失。为探究台风?风暴潮作用下房屋的物理脆弱性,对海南省遭受台风灾害最严重的东海岸村镇砌体房屋进行了调研。首先基于受灾房屋资料的分析,确定了砌体房屋的建造特征和主要的破坏模式,并以风速和潮水淹没深度表征灾害强度,随后基于力学性能分析了砌体房屋的台风物理脆弱性,基于蒙特卡洛模拟建立了台风与台风风暴潮灾害之间的内在关系,基于定额清单法建立了台风?台风风暴潮灾害作用下房屋经济损失的计算方法。结果表明,砌体房屋在台风?风暴潮灾害下屋盖和墙体破坏严重,其中台风经济损失占主要部分,台风?风暴潮经济脆弱性曲线呈两段屈服平台分布。通过该地区砌体民房物理脆弱性分析,旨在为沿海地区防灾减灾工作提供一定的参考。     

洞庭湖地区洪水灾害风险评估

综合当前国内外学者的理论及方法,以灾害风险系统是致灾因子、孕灾环境和承灾体共同作用的系统为基础,对洞庭湖地区进行洪水灾害风险评估,其中致灾因子用暴雨及以上降雨的加权频次来描述,孕灾环境用地形和河网密度来描述,承灾体脆弱性用内在脆弱性和抗灾救灾能力来描述。首先,对区域洪水致灾因子危险性进行评估;其次,对孕灾环境危险性进行评估;再次,对承灾体脆弱性进行评估;最后,对三者进行叠加分析得出洞庭湖地区洪水灾害风险区划图。其中,沿长江地区、湘江入湖地区和澧水河入湖地区洪水灾害风险高;其次是沿洞庭湖周围地区风险较高;洞庭湖地区边缘风险较低。     

甘肃省暴雨洪水时空分布及风险评估

利用甘肃省1951-2008年的降雨资料,基于GIS平台进行了暴雨洪水灾害的时空分布特征分析,基于层次分析法建立了区域暴雨洪水灾害风险评估指标体系,对甘肃省暴雨洪水灾害进行了风险评价。研究结果表明:(1)甘肃省58 a中只有3 a没有暴雨记录,其他年份均有暴雨发生,甘肃省记录的日最大降雨量为167 mm,发生在平凉市;(2)近60 a来甘肃省暴雨量在空间上呈现从西向东逐渐增大的态势,累计暴雨量以庆阳市为最高,依次为平凉市、天水市和陇南市;(3)甘肃省暴雨洪水灾害综合风险最高的地区为临夏州、天水市、平凉市、庆阳市部分地区、兰州市局部地区和陇南市部分地区,其面积为2.95万km~2,百分比为6.77%;中等及较高风险地区面积分别为6.57万km~2和4.64万km~2,其面积百分比为15.05%与10.62%;较低和低风险区所占面积为29.51万km~2,所占面积百分比为67.56%。(4)甘肃省暴雨洪水灾害高风险区面积不大,但危害性较高,这些区域为该省主要的人口聚集地和重要的农业生产基地,对社会经济发展的影响较大,而综合风险较低的区域则多为戈壁滩和沙漠,人类活动较少,对社会经济影响较小。     

青岛环胶州湾地区暴雨特征及暴雨灾害风险分析

通过37年(1971-2007年)的气候资料分析了青岛地区暴雨气候特征和暴雨发生概率及重现期分布特征。基于暴雨是对青岛地区城市建设和发展影响较大的气象灾害,结合1984-2007年的暴雨灾情普查资料,进行了暴雨气象风险评估。总的看来,青岛环湾地区暴雨灾害风险最高的地区在崂山区、胶南市和市北区。     

泸定6.8级地震农村居住建筑震害调查与分析∗

2022 年 9 月 5 日,四川省泸定县发生了 6.8 级地震,对泸定、石棉、汉源等地区的农村建筑造成严重影响。为了分析农村建筑的震害,对评估烈度为Ⅵ~Ⅸ度区域 12 个乡镇 35 个地点的农村建筑进行了现场调查,总结了砖砌体结构、木结构、石结构和生土结构的典型震害特征,并对 4 种结构的震害等级进行了统计和分析。结果表明：砖砌体结构房屋的严重破坏及倒塌占比为 4.2% 和 3.3%,且与构造措施有很大关系,未经正规设计且缺乏构造措施的砌体结构出现屋面破坏、局部甚至整体倒塌,但设有构造措施的砌体结构房屋保存较好;木结构建筑整体受损较轻,但由于本次泸定地震的竖向作用强烈,木屋盖破坏较为严重;石砌体结构和生土结构房屋,发生严重破坏和倒塌的比例较高,严重破坏占比分别为 7.2% 和 5.1%,倒塌占比分别为 10% 和 7%,破坏最为严重。山体滑坡、落石等次生灾害对建筑造成不同程度的损坏,是此次泸定地震的特征之一。针对此次泸定地震的破坏特征,建议农村建筑落实抗震措施,引入适用的新工艺;灾后恢复过程中,以房屋震损程度评估为基础,重建与加固相结合;同时,建议注重农村规划、选址的研究,降低地震次生灾害破坏;应当进行抗震科普宣传,加强农村工匠培训。     

北京“7·21”暴雨灾害前后公众的风险认知变化

提高公众的水灾风险认知,有助于减少城市洪涝灾害的损失及风险。利用气象数据分析了2012年汛期北京的降水特点,以"7·21"暴雨灾害为分界点,基于问卷调查数据,分析了公众风险认知在灾前和灾后的变化。结果显示,北京市2012年汛期降水次数和强度均高于常年水平,"7·21"大暴雨及其造成的严重损失,短期内迅速提高了公众的风险认知水平,表现为公众对暴雨风险的关注度以及采取防灾备灾措施的人数比例升高,但这是一种暂时的应激调整现象,灾后,警惕性显著提高的主要为受灾群众,而多数的公众作为"旁观者"尚未建立长久的风险防范意识,加强公众的灾害风险意识是长期而艰巨的工作。     

湘江流域洪水灾害综合风险评价

依据灾害系统理论,在综合考虑致灾因子、孕灾环境和承灾体的基础上,从致灾因子、孕灾环境的自然属性和承灾体的社会属性两方面出发,以县级行政单元为基本评价单元,进行了湘江流域洪水灾害的综合风险评价。在综合考虑降雨量、地形以及历史上洪水灾害发生频次等自然因素的条件下,利用地图代数分析得到了湘江流域洪水灾害危险性评价图;在综合考虑人口密度、耕地面积百分比、人均GDP和单位面积水库和塘坝容量等社会经济指标的基础上,利用模糊综合评判法得到了湘江流域洪水灾害脆弱性评价图。在此基础上采取“乘”模型的计算公式,即风险=危险性×脆弱性,将湘江流域洪水灾害风险划分为高风险、较高风险、中等风险、较低风险和低风险5个等级,并借助地理信息系统软件编制了湘江流域洪水灾害综合风险等级评价图。     

洪水冲刷和地震联合作用下砌体结构的失效风险评估∗

基于风险理论,提出一种用概率方法来考虑洪水和地震作用下砌体结构的失效风险评估方法。根据村镇建筑结构在灾害作用下的性能要求,量化结构的性能指标,分析村镇建筑结构在洪水冲刷和地震联合作用下的易损性,综合考虑洪水冲刷、地震的灾害危险性和结构易损性,通过易损性函数与联合灾害概率密度函数在灾害域上积分,获得结构在不同破坏状态下的超越概率,引入损失比和结构累计失效概率,进而获得全性能状态下的可靠度指标,并与目标可靠度指标对比,进行结构性能评估。算例展示了本文方法的建立过程,结果表明：冲刷对结构轻微破坏和中度破坏的易损性影响较小,对严重破坏和倒塌状态的易损性影响较大;洪水冲刷对结构抗震性能具有较大的影响,相比于仅考虑地震作用下,同时考虑洪水冲刷和地震联合作用时,结构各种破坏状态下的失效概率均有所增加,且随着破坏程度的加剧,冲刷对结构失效概率的影响越来越大。     

湖南省公路交通暴雨风险评价研究

以湖南省为例,在地理信息系统技术和灰色综合评价方法的支持下,建立了基于栅格数据的公路交通暴雨风险评价模型,对湖南省公路交通暴雨风险状况进行了评价与分析。结果表明:公路水毁情况严重的岳阳、永州、郴州、常德、张家界、湘西以及娄底等地,其暴雨风险水平亦较高;受灾国道和省道几乎均处于较重度以上暴雨风险区。说明本风险评价模型具有一定的可信度。基于栅格数据层建立的公路交通暴雨风险评价从空间上突破了行政界限的制约,突出显示了公路受灾风险的时空格局,为公路暴雨灾害预报提供了技术支持。     

自然灾害脆弱性研究的基础:抵抗力研究

自然事件能否给人类社会造成灾害损失,关键取决于承灾体抵抗力与致灾因子破坏力的比较。如果承灾体能够抵御灾害破坏,则灾害损失微乎其微,甚至承灾体会完好无损。因此,灾害抵抗力是承灾体脆弱性研究的基础,但灾害抵抗力与现有的脆弱性研究不同,更不同于恢复力研究。抵抗力是承灾体抵御自然灾害破坏的能力,其在灾前即存在,是承灾体的本质属性,承灾体抵抗力强烈地影响着灾中应对力和灾后恢复力。抵抗力研究应首先从其内涵出发,挖掘抵抗力的本质特性,解析抵抗力的影响因素,据此建立灾害抵抗力评估体系;其次,在评估尺度上,以城市、社区和个体作为主要研究尺度;在评估方法上,应突出情景分析方法的作用。最终将评估结果与抵抗力增强机制结合起来,从而真正有效地减少灾害损失。     

韧性城市视角下地铁洪涝灾害风险分析——基于Bow-Tie—贝叶斯网络模型

极端暴雨易引发地铁洪涝灾害,其致灾因子具有复杂性特征,辨识地铁洪涝灾害的致灾因素,可以有效提升地铁系统应对洪涝灾害的韧性。为此,建立了Bow-Tie—贝叶斯网络的灾害风险分析模型,利用事故树构建致灾模型,再以贝叶斯网络模型预测灾害的后验概率。通过节点后验概率、关键重要度分析等对地铁洪涝灾害的基本事件的重要度进行分析,提取出导致灾害发生的关键基本事件。分析结果表明,地铁和环境的不安全状态和管理的缺陷是导致灾害发生的重要中间事件。该文从灾前预防、灾中抵御、灾后恢复三个维度对地铁洪涝灾害提出针对性的对策建议,对建设更具韧性和包容性的社会-生态系统具有重要的借鉴意义。