基于流域系统的暴雨径流型灾害链--以湖南省为例

暴雨径流是一种最普遍、最活跃、最敏感的致灾因子,在其形成过程中易诱发灾害链.根据灾害系统理论和暴雨径流形成规律,系统研究了湖南省江湖流域暴雨径流型灾害链,结果表明:(1)湖南省特定的自然环境助长了暴雨径流型致灾因子链的形成与发展;(2)从类型上讲,可分为四水流域山丘区坡面汇流型致灾因子链、四水河网洪水汇合型致灾因子链和洞庭湖区洪水组合型致灾因子链;(3)从灾害性质与特性上看,除了具有一般的社会属性和自然属性外,还具有显著的关联性、互生性和放大性;(4)从致灾能量上看,当各级致灾因子的实际致灾能量一定时,各承灾体抗灾阈能总量越小,致灾因子链的有效致灾能总量越大;(5)从灾情上看,灾情表现的形式多,承灾体损失价值量的累积值巨大.     

自然灾害风险分析的信息矩阵方法

从致灾因子危险性分析，到伤亡和损失的可能性研究，自然灾害风险分析由4个环节组成，即致灾因子、承灾体输入、承灾体输出和社会系统。在大多数据情况下，风险事件的不确定性，主要来自于致灾因子时间、地点、强度的不确定。因此，自然灾害风险分析主要涉及两类模式识别：致灾因子概率分布识别和承灾体系统输入-输出关系识别。由于概率分布和输入-输出关系在数学上均可用函数表达，所以，自然灾害风险分析涉及的两类模式识别，均是函数关系的识别。给出了用信息矩阵识别这些函数关系的方法。为演示该方法的优点，用它处理了在我国得到的地震数据，识别了震中烈度与震级的关系。结果表明，得到的结果比线性回归、基于正态分布的模糊推理和人工神经元网络等的结果好。     

世界地震灾害风险评价

以灾害系统理论为基础对世界地震灾害风险进行了评估,包括人口死亡风险和经济—社会财富损失风险。以50a超越概率为10%的地震动峰值加速度作为世界致灾因子强度的指标,利用各个国家的地震灾害建筑物易损性和建筑倒塌造成人口死亡的可能性,构建了各个国家的地震灾害人口死亡易损性表,并以人口密度作为承灾体暴露度,进行人口死亡的风险评估。将GDP数据通过投资率转化为社会财富,以此代替GDP作为社会经济承灾体,计算不同致灾因子强度下的经济损失率,进行地震灾害经济—社会财富损失评估。评估结果显示,世界地震灾害人口死亡和经济—社会财富损失风险的分布总体格局与致灾因子的空间分布一致,但局部与承灾体的总量分布及其易损性有关。     

旱灾风险评估的初步理论框架

旱灾风险评估是定量认识旱灾风险机理、科学防控旱灾风险的重要基础性研究,在旱灾风险管理理论与实践中具有重要意义。根据旱灾风险的形成机制,在旱灾风险评估基本概念分析的基础上,提出并系统地阐述了由旱灾致灾因子危险性、承灾体的灾损敏感性、暴露和抗旱能力组成的旱灾风险系统。在此系统结构基础上提出了旱灾风险评估方法论和旱灾风险评估理论模式,进而建立了由致灾因子危险性分析、承灾体脆弱性分析、旱灾损失风险分析、旱灾风险评价、旱灾风险决策分析方法组成的旱灾风险评估方法体系,以及由干旱频率与旱灾损失关系曲线图、干旱频率空间分布图、旱灾损失空间分布图、与旱灾风险有关的致灾因子危险性分布图等各种专题图、旱灾风险区划图组成的旱灾风险评估应用模式体系。由上述旱灾风险系统结构、旱灾风险评估方法论和理论模式、旱灾风险评估方法体系和应用模式体系组成旱灾风险评估的初步理论框架,该理论框架在其它自然灾害风险评估中具有参考应用价值。     

基于Copula函数的海南热带气旋风雨联合概率特征分析

热带气旋灾害的主要致灾因子为大风和降水,易引发风暴潮、海浪、洪涝等次生灾害,具有典型的多灾种灾害链特征。大风和降水是热带气旋灾害的两个具有代表性的致灾因子,如何表达多个致灾因子的综合强度是一个关键性问题。本研究以海南岛为研究区域,以1951-2014年共298场历史热带气旋过程最大3s极值风速风场以及总降水量时间序列数据为基础,首先利用极值理论分别拟合了海南风雨两个单致灾因子的强度概率边缘分布,其次采用Clayton、Frank、Gumbel Copula函数计算了风雨二维联合概率。并通过K-S检验及AIC、BIC检验等方法优选了拟合函数,然后分别计算了风雨单个致灾因子超过阈值(RPor)和两个致灾因子同时超过阈值(RPand)两种联合重现期,最后基于影响海南的9场历史典型热带气旋损失归一化数据检验重现期计算结果的可靠性。结果表明:对于年极值分布拟合最大3s极值风速用Weibull分布、总降水量用Gumbel分布效果较好;对于边缘概率分布的连接函数,Clayton Copula函数的效果较好;联合重现期RPand相比于联合重现期RPor与历史热带气旋归一化损失率具有更好的相关性。     

论土壤侵蚀对山地致灾因子链的复合效应—在湖南四水流域中上游地区为例

土壤水力侵蚀兼重力侵蚀是本研究区的主要土壤侵蚀类型。通过对水力、重力侵蚀以及它们交替、复合侵蚀过程的分析表明：（1）土壤水力、重力侵蚀的直接表现形式即面蚀，沟浊，滑坡，崩塌，泥石流等侵蚀形态，对山区社会经济及资源环境具有不同程度的破坏能力，故称之为山地致灾因子；（2）水力侵蚀与重力侵蚀在时间上的交替混合，在空间上的重复叠加，即增强了诸种致灾因子自身的致灾能力，又助长了致灾因子彼此间的诱发或转化作用，进而形成与发展了山地致灾因子链；（3）土壤侵蚀是一综合性的山地致灾因子系列，各类致灾因子链对承灾体的连续性破坏，导致社会经济损失累积值增大。     

基于经济损失的河北省雪灾风险定量评估

通过河北省142个国家气象站的逐日积雪深度和历史灾情资料,运用概率分布理论对不同重现期下河北省雪灾致灾因子危险性进行评估,并利用"致灾强度指数-经济损失率"反演法构建脆弱性曲线,对承灾体损失风险进行定量评估。结果表明:河北省的张家口、承德和唐山北部地区海拔较高,雪灾致灾因子危险性高于其他地区。随着重现期的增加,雪灾积雪深度也在增加。在承德、唐山交界以及唐山东南部地区,30年一遇雪深达44 cm,50年一遇高达66 cm。对于雪荷载敏感的结构,承德与唐山交界处、唐山东部应满足100年一遇雪压0.5 k N/m~2以上。承灾体的损失风险受到致灾因子、承灾体暴露度和脆弱性的综合影响。在同等致灾强度下,雪灾经济损失风险与经济暴露度分布大体一致,石家庄、保定、邢台、邯郸的市辖区附近以及唐山遵化县和曹妃甸区的雪灾经济损失高达50万元/km~2以上。     

海南省台风特点与灾情评估时空关联分析

基于2014-2018年海南省气象、台风灾情及社会经济数据,构建海南省台风致灾因子指数与灾情评估指数模型,揭示两者的时空分布特征及关系。结果表明:近年来,影响海南省的台风主要集中在7-9月份,强度中等偏弱;各市(县)致灾因子指数数值在0.08～0.92之间,危险性最高值分布在北部的文昌、海口和澄迈县,西部和南部危险性较低。多年平均历史灾情指数数值在4.47～11.76之间,高值区位于北部的文昌、海口和西北的白沙县,南部损失较轻。历次台风灾情指数与最大日降雨量、极大风速、台风强度和台风持续时长等致灾因子的相关系数分别为0.88、0.74、0.63和0.55;历史灾情指数与致灾因子指数相关系数为0.76,二者呈现较好的相关性和空间一致性。     

台风灾害的模糊风险评估模型

台风灾害的致灾因子具有多重性，这使得台风灾害的风险评估相对于其它灾害来说更加复杂。本文以广东省14个市辖区为例，分别从台风暴雨和台风大风的角度分析了台风致灾因子的时、空、强规律；结合进行研究区承灾体的易损性分析，即选择研究区人口密度、人均GDP和农业占GDP的比重等3个指标综合反映研究区台风灾害的潜在损失风险。在此基础上，本文进一步评估了研究区台风灾害所造成的风险水平的地区差异。结果表明，阳江、深圳、汕尾、珠海、湛江是广东省14个市辖区中受台风灾害影响风险最高的5个区域。     

两种干旱指标在干旱致灾因子危险性中的对比分析——以宁夏为例

致灾因子是灾害风险分析理论体系中的重要组成部分,干旱致灾因子危险性指数由干旱强度和发生概率共同决定。基于致灾因子危险性指数计算模式,对比分析了宁夏中南部山区降水距平百分率和标准化降水指数两种常用干旱指标在致灾因子危险性中的应用。分析结果表明,基于两种干旱指标的宁夏中南部山区干旱致灾因子危险性分布趋势一致,且均与实际相符,考虑到计算的简单易行,可以选择降水距平百分率作为宁夏干旱致灾因子危险性指数分析的依据。从全区干旱灾害风险区划的分析表明,宁夏干旱致灾因子危险性大致呈由南到北逐步增加的趋势。     

江西省自然灾害状况及减灾对策初探

通过分析江西省常见自然灾害的成因和特征，及其造成的经济损失情况，阐述了综合减灾的重要性。针对防灾减灾工作中存在的问题，提出了科学的综合防灾减灾对策。     

中国历代灾害性海潮频率特征及时间序列的分形研究

根据中国历代灾害性海潮史料,运用一般统计方法和分形理论对其时间序列进行了分析,不仅探讨了历史灾害性海潮随时间演进的频率变化特征,而且判定了灾害性海潮时间序列的分形性质,在经基础上,还深入讨论了其分维与历代灾害性海潮暴积累发生次数和累积发生频率之间的关系,以及分维随时间演进的变化趋势。     

1949～1998年中国大洪涝灾害若干特征分析

根据1949~1998年大洪涝灾害资料、运用一般统计方法和分形理论,分析了1949~1998年大洪涝灾害的若干特征,得出大洪涝灾害的发生频率在不断增加、受灾农田面积波动上升、空间上以长江和珠江流域为主、季节上集中在6~8月份等特征,并探讨了大洪涝灾害时间序列上的分形特征。     

1949—1994年中国洪水灾害成灾面积的时序分形特征

作者应用１９４９～１９９４年中国洪水灾情资料,重构了其嵌入相空间序列,探讨了其时序的分形特征,计算得到了分维数。研究表明：洪水灾害成灾面积的时序分布具有分形特征。研究结果为建立洪水灾害成灾面积的时序预测预报模型提供依据。     

灾害发生的自组织性质探讨

在概述自组织理论的基础上 ,根据分形理论在灾害学研究中的大量实际应用 ,初步揭示出了旱涝等灾害发生的自组织性质 ,并对进行灾害自组织性质研究的意义与方向等进行了有益的探讨     

自然灾害强度的评估方法及应用——基于综合灾情指数的研究

自然灾害造成的损失通常表现在多个方面,为了客观、全面地评估自然灾害,需要综合考虑多种灾情因素,最终才能得到灾害的总体评估结果。综合灾情指数(SDI)是对一系列灾情评价因子进行归一化、加权求和,这样得到的定量化的灾害评估指数,能够综合反映灾情信息。阐述了具有通用性的综合灾情指数,并设计开发了综合灾情指数工具,该工具包括评价因子、设置权重、规范化灾情指数和综合灾情指数4个模块。以汶川地震为例,利用综合灾情指数工具,对地震重灾区的灾害强度进行了综合评估。通过分析评估结果,综合灾情指数的分布真实地反映了受灾的严重程度,显示出该工具具有较好的实用性和有效性。     

综合探测技术在公路隧道泥涌灾害治理中的应用

以常吉高速公路小劈流隧道泥涌灾害为例,在综合分析隧道的工程地质情况和泥涌灾害特点基础上,详细探讨了综合探测技术在泥涌灾害治理灾害发生后的探测不良地质灾害超前探测、以及灾害治理后效果检测与评估中的应用。采用TSP 203系统探测的结果与在灾害发生后的地表塌陷处和地面开裂处充电探测结果具有良好的一致性,进而可以准确的圈定泥涌灾害的规模与成因;在该类隧道不良地质体的超前探测中,结合工程地质资料,TSP 203可以较为准确的探测掌子面前方的破碎带、断层、软弱夹层;同时,采用地质雷达方法可以对泥涌灾害处理后的效果进行监测与评价。工程实践表明,综合探测技术手段对于探测不良地质灾害体,指导泥涌灾害预报,检测与评价地质灾害工程处置效果,以及指导隧道施工都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

基于灾度的亚洲巨灾划分标准研究

分析了灾害的双重属性:自然属性和社会属性。灾度是灾害社会属性的定量描述,论述了灾度在灾害分级中的应用。提出了灾度计算模型,该模型的影响因子包括:死亡人数、直接经济损失和受灾人数。收集了1954-2010之间的亚洲灾害,并应用灾度计算模型对收集到的资料进行了计算与分析。提出了亚洲巨灾标准:灾度大于8的灾害为亚洲巨灾。该标准具有计算简便、易于对不同灾害进行比较的特点。     

典型地质灾害链式机理研究

滑坡、泥石流与危岩是典型的地质灾害，每年由其造成的损失占到所有地质灾害的一半以上，针对典型地质灾害的链式规律进行深入研究，对于防灾减灾具有重大意义。从典型地质灾害的形成、发展过程入手，将灾害过程视为链式过程，将人为的工程防护治理措施视为断链过程。一个完整的链式过程包括致灾环、激发环、损害环和断链环。致灾环主要是由地质构造而形成的地质因素构成，激发环主要是由暴雨、地震、冰雪融水等非地质因素构成，损害环是由灾害发生后形成的灾害损失构成，断链环则是指工程治理与防护措施。     

基于链式理论的单灾种向多灾种演绎

从灾变链角度出发,以灾变链式理论的八种链式形态为依托,基于耗散结构理论,指出自然灾害系统链式响应行为是外部环境复杂输入和自身内部结构关系变化两方面共同作用的结果；构建系统的单灾种模型,并推演出多灾种模型,反映各灾种之间的耦合关系和相互影响,探讨单灾种向多灾种的演化机理.研究表明各灾变链致灾因子所具有的能量是灾变链式阶段的关键,在此基础上提出防灾减灾策略,为单灾种和多灾种灾害的防治提供参考依据.