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。     

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。     

基于海南省“威马逊”及“海鸥”台风次生海岸洪水灾后问卷调查的室内财产脆弱性研究

以2014年"威马逊"及"海鸥"台风次生海岸洪水灾害为对象,以主要受灾区海南省海口市及文昌市为研究区,通过实地勘测调查及问卷调查获取了这两场灾害的重点淹没地区、室内财产淹没水深、财产价值及损失率等数据;选取淹没水深作为致灾因子危险性代表性指标,构建了居民住房室内财产脆弱性曲线及商业用房室内财产脆弱性矩阵,从而定量地刻画了淹没水深与损失率之间的关系;另外利用调查数据,分析了淹没时长、减灾措施等因素对损失率大小及脆弱性曲线不确定性的影响;最后从加强脆弱性曲线结果的区域适用性、有效降低脆弱性曲线的不确定性等方面给出了未来研究的建议。     

城市暴雨内涝灾害经济损失评估系统开发研究——以深圳市龙华新区为例

提出一个集成气象学、灾害学、信息科学、经济学等多学科知识的城市暴雨内涝灾害经济损失评估系统。基于Web GIS实现"人机交互式"数据采集;通过统计方法确定灾损率曲线,计算灾害的直接经济损失;利用投入产出模型计算灾害的间接经济损失。采用"所见即所得"的思路,只需要输入降雨量的实况数据,便可即时计算城市各易涝点的直接和间接经济损失,提供灾害经济损失的空间分布,自动生成各易涝点的灾损和防御对策报告。该系统有助于提高政府部门的灾害应急管理能力,为类似灾害的经济损失评估提供典型范例。     

暴雨灾害人员损失风险快速预评估模型

研究在暴雨灾害致灾因子强度分析、孕灾环境敏感性评估等基础上,把人作为主要的承灾体,用人口密度来评估风险暴露因子;参照北京地区暴雨洪涝的历史灾情资料,建立致灾因子强度(等效日雨量)与人员损失之间的损失系数估算方程;以不同时段外出人员的比率作为时间纠正系数;最后用因子乘积方式建立人员损失风险预评估模型。以"7·21"和"6·23"暴雨为个例,进行了模型的应用及检验分析。"7·21"个例选用的雨量数据是BJ_RUC(24h)预报雨量场,"6·23"选用较为贴近实况的BJ_ANC定量降水估计QPE资料。检验发现模型估算的"7·21"暴雨人员损失总数在数量级别上与实况比较接近,而基于空间网格的人员损失风险预评结果与实际遇难人员发现地点在空间分布上基本一致。尽管"6·23"暴雨的人员损失预评估的总数不足1人,但在局部地区的损失风险仍然较大,个别格点甚至达到0.40人的风险水平。而这次暴雨过程导致了比较严重的城市内涝,实际上也发生了几例比较偶然的人员因灾死亡事故。实例应用表明损失预评估可反映出人员损失的基本情况及风险水平,可用于决策气象服务及预警信息发布的主要依据。     

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。     

自然灾害损失评估指标体系的研究

本文从自然灾害的社会属性和自然属性出发,对自然灾害损失评估的工作准则、评估指标和方法进行了探索.在自然灾害损失绝对值度量指标——灾度的基础上,进一步提出了标度自然灾害损失的相对量指标——灾损率的概念,并建立了灾损率的等级划分标准,同时还讨论了自然灾害损失的可比价值换算问题。灾度和灾损率概念的确立,使自然灾害对社会财富的损失程度有了较为科学的、定量化的等级描述.灾度和灾损率的概念应用于灾害强度描述、救灾投入、灾害保险、减灾工作评价等方面具有重要的意义。     

城市内涝风险识别、预警与韧性评估研究进展

城市内涝风险识别、预警及韧性评估是补齐城市安全风险短板的关键。在简单回顾国内外研究进展的基础上,对其研究思路和技术方法进行了概况性评述和深入分析,发现由暴雨预报转向风险预警的研究程度还需要深入,韧性评估技术没有一个科学的衡量标准,仍存在争议,难以精准服务城市内涝防御和城市安全应急管理。在未来发展趋势上,要进一步加强基于暴雨-内涝-灾损过程的风险感知、“数据+模型”双驱动下的城市内涝风险预警、考虑内涝灾害保险的韧性评估等技术攻关,为城市安全、城市韧性建设提供科学理论和实用技术的有力支撑。     

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。     

太湖流域洪涝灾害损失模拟及预测

太湖流域是我国经济最发达的地区之一，当遭受洪涝灾害后，经济损失极为严重。本文采用地理信息系统方法，模拟了１９９１年洪涝灾害的淹没决策提供了依据。根据预测，当２０１０年在发生１９９１年型特大洪涝淹没时，灾害经济损失将可高达７７３亿元，约为１９９１年７倍，因此太湖的防洪任务极为严峻。     

基于GIS和OREMS的洪灾避难系统

面对突发的灾害,人类采取避难转移的方式来减少生命和财产的损失。大范围的人口转移是一个十分复杂的过程,必须有合理的计划和有效地利用现有的交通设施。提出了基于GIS和OREMS的洪灾避难系统来模拟洪灾的避难转移过程。根据洪灾危险区的统计资料,应用基于GIS的风暴潮洪灾风险系统分析洪灾淹没范围、避难区域的人口分布、路网结构,使用OREMS避难交通模型模拟避难过程。以长兴岛为例进行洪灾避难交通模拟,得到避难耗费时间,路网拥堵路段,并且在分析模拟结果的基础上对避难计划进行优化。     

国内外洪水灾害经济损失评估方法综述

洪水灾害是当今世界最严重的自然灾害之一,洪水灾害实质就是人员伤亡和经济损失的问题。洪灾经济损失评估是防洪减灾领域的一项基础性工作。从其灾害损失评估方法的角度对国内外洪水灾害损失的研究进展作了简要介绍;对经济损失进行了分类;概述了洪灾损失的评估方法和计算经济损失的新方法。     

我国近年农业气象与农业生物灾害的特点

以1999,2000,2003,2004,2005,2006和2007年各省份(包括直辖市、自治区,下同)单位播种面积的成灾面积比例与全国的均值相比较,计算了各省这7年中各灾害的成灾指数。结果表明:(1)全国有12个省份的旱灾情况重于全国平均水平,其中内蒙古、甘肃、辽宁旱灾最为严重,成灾指数在2.5以上。(2)有10个省份洪涝灾重于全国平均水平,洪涝灾严重的4个省份依次是湖北、重庆、安徽、湖南。(3)有8个省份风雹灾情况重于全国平均水平,灾害严重的依次是浙江、北京、海南、青海、河北。(4)有7个省份台风灾情况重于全国平均水平,5个灾害严重的省份依次是浙江、海南、广东、福建、广西。(5)有6个省份低温冻害情况重于全国平均水平,5个严重省份依次是宁夏、青海、甘肃、内蒙古和湖北。(6)有10个省份农作物病虫害受灾情况重于全国平均水平,4个严重的省份依次是上海、江苏、浙江、河北。(7)有16个省份农田草害情况重于全国平均水平,农田草害严重的6个省份依次是山东、湖南、江苏、河北、北京、浙江。(8)有15个省份农田鼠害情况重于全国平均水平,其中4个省份为重灾,依次是北京、吉林、青海、重庆。北京历年受灾最为严重,成灾指数平均在3.4以上。因此,我国各种自然灾害的主要分布地区和省份变化较大,各地区和省份应根据当地发生的主要灾害,采取有针对性的防治对策。     

基于投影寻踪的洪水灾情评价插值模型

为解决单项洪水灾情等级评价指标评价结果的不相容问题,提高综合评价各层次的分辩力和评价模型的精度,本文利用投影寻踪、遗传算法、插值型曲线,为洪水灾情评价提供了一种新模型--遗传投影寻踪插值模型.通过最佳投影向量和评价指标向量的内积可把洪水灾情多维评价样本指标综合成一维投影指标,根据该投影指标值和对应等级的分布,可建立洪水灾情评价的插值模型,解决了各单项洪水灾情评价指标评价结果的不相容问题,提高了洪水灾情综合评价问题各层次的分辩力.作为示例,对中国部分省市的洪水灾情进行了综合评价.     

近30年来湖北洪涝灾害时序特征及预测分析——基于分形与混沌理论的研究

借助分形与混沌理论,对1978-2004年湖北省洪涝灾害成灾面积时间序列进行了分析,重构了其嵌入相空间序列,计算了其关联维数和饱和嵌入维数,确定了模拟相应动力系统所需的基本变量数目;同时,通过计算Kolmogorov熵,得出了对该洪涝灾害时间序列进行预测预报的时间尺度.最后,基于R/S分形分析,对湖北省未来洪涝灾害成灾面积的发展趋势作了预测,对该省洪涝灾害成灾面积可能呈现增大趋势的原因进行了分析,并提出了相应的对策.研究表明,该方法是一种有效的研究洪涝灾害时间序列分形特征的方法,能够客观、合理地反映洪涝灾害系统的分形特征,能为建立洪涝灾害成灾面积时间序列预报模型提供基础信息.     

我国农业水旱灾害的时间分布及重灾年景趋势预测

分析了我国 1970～ 1999年农业水旱灾害的时间分布特征。分析结果表明 :在研究时段内 ,我国农业自然灾害总体上呈增长态势。该时段可划分为两个明显的阶段 :80年代中期以前 ,总灾、水灾及旱灾对农业生产的危害较轻 ;80年代中期之后 ,呈现出影响范围广、损失增大的趋势 ,重灾年份明显增加。旱灾和水灾是威胁我国农业生产最为严重的自然灾害 ,尤以旱灾为甚。我国农业遭受旱灾威胁的范围多年基本不变 ,而旱灾受灾率波动明显 ,成灾率逐年增长 ,这与近几年农田水利设施建设缓慢、灌溉能力降低有关 ;水灾受灾率和成灾率具有特别显著的同步特点 ,表明水灾致灾能力强 ,一旦发生 ,极易成灾 ,水灾危害加剧与防洪、抗洪能力低下及生态环境恶化有关。各灾种的受灾率和成灾率呈正相关关系 ,表明我国农业生产系统的抗灾能力总体上较弱。　　本文还用灰色系统理论的建模方法 ,建立了农业总受灾率 -总成灾率、水灾受灾率 -成灾率、旱灾受灾率 -成灾率的重灾年景灰色灾变GM(1,1)预测模型 ,对未来 10年我国农业灾害趋势进行了预测分析。灰色预测结果表明 ,2 0 10年之前 ,除 2 0 0 3,2 0 0 6年水旱灾害危害较小外 ,其它年份均为灾情严重年份 ,其受灾率和成灾率均高于近 30年的平均水平。其中 ,2 0 0 4 ,2 0 0 7年将为水灾重     

江苏省里下河腹部地区防洪效益计算

通过建立特定工程条件下洪涝淹没面积与水文特性之间的相关关系，并合理确定单位面积资产值和洪灾综合财产损失率，提出了防洪效益计算的一种简易可行的方法，并在里下河腹部地区进行了实际应用。     

An analysis of the causes and circumstances of flood disaster deaths

The objective of this paper is to investigate and to improve understanding of the causes and circumstances of flood disaster deaths. A standardised method of classifying flood deaths is proposed and the difficulties associated with comparing and assessing existing information on flood deaths are discussed. Thirteen flood cases from Europe and the United States, resulting in 247 flood disaster fatalities, were analysed and taken as indicative of flood disaster deaths. Approximately two-thirds of the deaths occurred through drowning. Thus, a substantial number of flood disaster fatalities are not related to drowning. Furthermore, males are highly vulnerable to dying in floods and unnecessary risk-taking behaviour contributes significantly to flood disaster deaths. Based on these results, recommendations are made to prevent loss of life in floods. To provide a more solid basis for the formulation of prevention strategies, better systematic recording of flood fatalities is suggested, especially those caused by different types of floods in all countries.     

沙兰镇突发性洪水灾害损失评估及其反思

我国是洪水灾害频发的国家.本文通过实地调查,对黑龙江省宁安市沙兰镇2005年6月10日突发的洪水灾害损失进行了评估,总结了教训,对防灾、减灾工作进行了反思.