河南水旱灾害危险性时空特征研究

河南省地处南北气候过渡带,水旱灾害频发。综合利用灾害数据资料及信息扩散模型,从致灾和承灾两个层面对河南省水旱灾害进行风险评估与时空特征研究,为加强水旱灾害的风险评估和管理提供理论依据。结果表明:①1988-2007年间发生水灾的年份主要是2003、2000、1998、1996、 2005,旱灾年份是1997、2001、1999、1992、1988;②当降水距平百分率为20%、30%、40%时,发生水灾的概率分别为0.10、0.06、0.04,当降水距平百分率为-20%、-30%、-40%时,发生旱灾的概率分别为0.13、0.07、0.03;③水灾在5%、10%和15%受灾率时的风险概率分别为0.81、0.54、0.35,即1~3 a一遇之间,当受灾率大于20%时,风险概率为0.22,大约4.5 a一遇;而旱灾在5%、10%、15%、20%、25%受灾率时的风险概率分别为0.87、0.72、0.58、0.47和0.38,即1.2 a、1.4 a、1.7 a、2.1 a和2.6 a一遇;④旱灾发生频率大于水灾,空间上具有较大的区域差异,水旱灾害高风险区主要是驻马店、南阳、平顶山一带,旱灾大于水灾的区域主要是三门峡、洛阳、郑州、焦作、安阳、许昌,水灾大于旱灾的区域主要是信阳、漯河、开封、商丘、周口、濮阳,水旱灾害均较小的是济源和鹤壁。     

基于熵信息扩散理论的中国农业水旱灾害风险评估

农业水旱灾害是制约中国农业生产的重要因素。针对信息扩散理论模型存在的不足,论文构建了评估中国农业水旱灾害风险的熵信息扩散理论模型,依据1985-2013年数据资料,运用熵信息扩散理论模型对中国大陆30个省、市、自治区（重庆包含在四川中计算）的农业水旱灾害进行了风险评估,根据农业水旱灾害风险评估结果对中国农业水旱灾害风险进行了综合对比分析。评估和分析结果表明：中国面临着较大的农业水旱灾害风险压力;中国农业旱灾风险明显大于农业水灾风险;农业水旱灾害空间风险特征明显;农业水灾高中风险区域主要集中在长江中下游地区和东北地区,农业旱灾高风险区域主要集中在中国北部地区和东北地区,总体上看,中国农业水旱灾害的空间分布格局是南方地区易出现水灾,而北部地区易出现旱灾,东北地区面临水旱灾害重叠的双重压力。     

1950-2009年洞庭湖流域农业水灾演变特征及分异规律

洞庭湖流域为我国重要农业生产区,而农业水灾却一直是制约农业可持续发展的最大障碍因素。以1950-2009年水灾统计资料为依据,用定性与定量相结合的方法,系统分析了该流域农业水灾演变特征及区域分异。结果表明:①年年发生流域性或区域性的农业水灾,其中重灾、特大水灾频率呈增大趋势;②在长时间尺度演变过程中,受灾率异常指数岀现2个波峰期和4个波谷期,成灾率异常指数岀现3个波峰期和3个波谷期,且水灾受灾率与成灾率大体上呈同步变化,但短时间內受灾率与成灾率却呈反向波动;③农业水灾具有突变性,但总体演变呈增加趋势;④受孕灾环境、洪涝致灾因子及经济发展水平组合差异的制约,农业相对灾情与绝对灾情在空间上的分布均呈明显的南北分异与东西分异。     

环境风险评价中泄漏类重大事故的筛选研究

提出了采用"风险排序,以平均风险指数为尺度"来筛选项目中泄漏类重大事故的方法。该方法是对工业事故风险评估方法(ARAMIS)采用的风险严重度指数法的修正和应用范围的推广。借助已有事故发生的概率统计值,对所引概率进行修正,用Risk System预测得到的半致死浓度范围表征事故的后果。基于概率与后果提出风险指数概念,对各事故风险排序;以平均风险指数为尺度筛选出重大事故。采用该方法对某化工项目环境风险评价中重大事故进行了筛选,此方法与修正前的方法计算的结果一致。方法简单易行,为定量确定单个项目中泄漏类重大事故提供了依据。     

基于参数优化和蒙特卡罗模拟的砷污染地块健康风险评估

风险评估是污染地块风险管理的关键环节.而在具体As污染地块管理实践中,基于污染物总量和默认参数的方法难以获得符合实际的健康风险,进而不能达到后期修复治理等管控要求,目前越来越多的研究通过考虑生物有效性、修正参数、结合概率模型等方法开展风险评估.以某大型As污染地块为典型案例,布设432个采样点并采集不同深度土壤样品,分析As污染程度及分布特征,通过文献调研和Monte Carlo模拟修正模型参数,并在此基础上开展概率风险评估,比较探讨传统方法与概率方法对健康风险评估结果的影响.结果表明,研究区域表层土壤ω（As）范围为2.70~97.0 mg·kg^-1,空间变异系数为0.61,空间连续性较弱.传统风险评估方法所得致癌风险和危害指数分别为2.12E-4和8.36,高估了实际风险水平,结合模型参数修正和概率风险评估发现,成人和儿童的非致癌风险处于可接受水平,致癌风险相较传统方法降低近1个数量级.考虑As相对生物有效性（RBA）后,总致癌风险的95%分位值为1.24E-5,相较未修正对应的风险值1.95E-5,降幅可达36.41%.研究区域土壤As对成人和儿童的致癌风险超过可接受风险水平1E-6,其中经口摄入土壤是主要暴露途径.此外,敏感性分析结果显示,As含量、每日土壤摄入量和儿童暴露期对健康风险影响相对较大.研究结果可为砷污染地块精准风险评估提供方法理论依据,并为地块的精细化风险管控提供思路.     

基于Monte-Carlo模拟的湖南省典型工厂周边农田土壤重金属区域潜在生态风险特征及来源解析

为探究湖南省典型工厂周边农田土壤重金属的污染特征、生态风险和来源,以氟化工厂、皮革工厂和电镀工厂为研究对象,分析其周边农田土壤中8种重金属的污染特征,利用地累积指数和潜在生态风险指数对重金属污染进行评估和风险评价,利用相关性分析、聚类分析和主成分分析对重金属污染来源进行解析,利用Monte-Carlo模型对于区域生态风险进行概率风险评估.结果表明,土壤中主要污染元素为Cd和Zn,其均值为背景值的4.46和2.73倍;3个典型工厂周边土壤中Zn处于轻度污染水平,氟化厂周边土壤中Cd处于偏中度污染水平;典型工厂周边土壤中重金属主要来自自然源、工业活动源（“三废”排放、矿产挖掘、金属冶炼等活动）和交通源.潜在生态风险评价结果表明,氟化厂周边土壤中重金属污染的生态风险处于高风险等级,皮革厂和电镀厂生态风险处于较高风险等级,Cd是主要贡献元素.Monte-Carlo概率生态风险评价结果降低了确定性评价的不确定性,可为区域实现精准风险管控提供科学依据.     

基于Monte Carlo模拟的潜在生态危害指数模型及其应用

基于农田土壤重金属污染风险评估系统的随机性和不确定性,将Monte Carlo模拟技术引入Hkanson潜在生态危害指数法中,构建了潜在生态危害指数随机不确定模型,提出了风险等级判别方法,并将其应用于合肥市庄墓镇农田土壤重金属(Cr、Cu、Pb、Zn和As)污染风险的评估. 结果表明:除Cr属轻微污染外,农田土壤中Cu、Pb、Zn和As均为中等污染水平,综合污染指数(C_d)属中等污染水平,相应概率为98.58%;除As为中等潜在生态风险外,其他4种重金属均属轻微风险等级,潜在生态危害指数(RI)属中等风险水平,概率为91.18%.      

基于多态模糊BN的石化动设备故障概率定量风险评估

石化行业的压缩机、泵等动设备故障模式多样,故障概率的不确定性较大,常用的风险评估方法无法实现对石化行业动设备失效概率的定量评估,限制了设备安全管理的准确性和有效性。基于贝叶斯网络(BN)可定量计算复杂系统失效概率的特点,利用故障模式与影响分析(FMEA)方法获取动设备风险事件的因果关系,将其映射为BN,并利用BN中节点的多态性,表征动设备子系统及零部件故障模式的多样性;利用模糊概率子集替代边缘概率精确值,表征了动设备零部件故障概率的不确定性,并提出可行的条件概率判断方法,从而形成了石化行业动设备失效概率的定量评估方法;最后以某站场的往复式压缩机为例,对建立的定量风险评估方法进行了实例应用。结果表明:气阀和气缸出现半故障的失效概率较大,分别为0.0040和0.0045;该类型压缩机故障时,阀片或弹簧损坏和轴瓦松动的可能性较大,其后验概率分别为1.15×10^-5和9.92×10^-6,符合实际情况,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于模糊数学的大连市雷击风险指数综合评价

通过对气象资料的分析从总体上认识大连市雷电的强度和频度分布特征,寻找影响大连市雷击风险的因子,首次提出雷击风险指数理论,建立大连市雷击风险评价模型。结果将雷击风险指数划分为I、II、III、IV级,结合各风险因子利用模糊综合算法对大连市的雷击风险指数进行计算得出相对应的雷电风险等级。最后通过具体的实例验证,该方法将雷击风险的确定由定性变为定量,能够更加直观、客观地体现项目所处区域的雷击风险,该方法具有实用性,能够提高大连市雷电灾害抵御能力,同时为雷电灾害风险评估提供理论支撑。     

基于自助法与云模型的区域旱灾风险评估及区划研究

区域旱灾风险评估与区划是科学揭示旱灾风险系统要素相互作用与演变机制的基础性工作,可为制定区域旱灾风险防控措施、实现旱灾风险管理提供合理有效的决策依据。为系统描述区域旱灾风险系统包含的随机性、模糊性及未确知性等复杂不确定性信息,论文基于随机抽样Bootstrap方法在合理构建区域旱灾风险系统样本方案集的基础上,将传统的确定性旱灾等级标准进行云化处理,采用正向正态云算法对区域因旱受灾风险系统Bootstrap样本集进行风险估计,并借助ArcGIS自然间断点分级法对区域旱灾风险分布状况进行区划研究,最终建立了基于自助法与云模型的区域旱灾风险评估及区划模型。该模型在安徽省的应用结果表明：1）云模型方法能较好地描述旱灾风险系统的不确定性,计算所得的旱灾风险率区间估计结果能进一步反映风险内涵;2）淮北平原（阜阳市、宿州市、亳州市、滁州市）、江淮丘陵地区（六安市）及皖东南山区（黄山市、池州市）未来发生旱灾风险事件的总体概率较大,是安徽省旱灾风险管理的重点区域。可见,采用云模型方法进行旱灾风险评估能进一步降低旱灾风险系统不确定性对评估结果的误差影响,对区域旱灾风险评估及区划的理论与实践研究具有参考应用价值。     

基于GIS的长沙市洪涝灾害风险动态评估

运用GIS技术的空间分析与建模功能构建洪涝灾害风险评估模型,以长沙市地理基础数据、遥感数据、气象水文、社会统计数据为基础,从洪涝灾害的危险性、暴露性、敏感性三个角度出发,对长沙市洪灾风险进行动态评价.结果表明：与1994年相比,2010年长沙市洪灾敏感性有所增加,暴露性上升,洪灾风险增大;从空间分布上看,长沙市区及望城区由于地势平坦,湘江干流贯穿其中,加之经济发达,因而洪灾风险较高;而西部的宁乡县和东部的浏阳市洪灾风险较低;提出了有针对性的防洪措施.该评价结果与实际情况相符,可为洪灾风险管理与决策提供科学依据.     

洪灾风险评估在规划环评中的应用

在规划环评中开展洪灾风险评价,应统筹考虑社会、经济的综合影响。就经济损失方面,需要根据洪灾风险评价的基本理论,结合规划区的实际情况,并基于AcView和MapInfo地理信息系统,合理确定洪水风险区、洪水淹没范围、损失率,进行风险损失和风险值计算,选择洪灾风险值较小的防洪规划方案。案例研究结果表明,博鳌规划区50 a一遇的防洪规划方案比20 a一遇的防洪规划方案的风险值要小近50%。因此,在博鳌规划区洪水设防上应按50 a一遇的标准设防为宜。     

衡阳市早稻洪涝灾害风险区划研究

依托GIS技术,采用自然灾害风险评价的理论和方法,建立早稻洪涝灾害风险评价模型,研究了衡阳市早稻洪涝灾害风险等级。结果表明:综合分析早稻洪涝灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力,绘制了衡阳市早稻洪涝灾害综合风险区划图,并分析了衡阳市早稻洪涝灾害风险区划的空间分布规律和特点。衡东县早稻洪涝灾害风险等级最高,祁东县早稻洪涝灾害综合风险等级最低。     

Future risk of flooding: an analysis of changes in potential loss of life in South Holland (The Netherlands)

Potential loss of life is considered an important indicator of flood risk. We examine the future development of potential loss of life due to flooding for a major flood prone area in The Netherlands. The analysis is based on projections and spatial distribution of population under a high economic growth scenario and a loss of life model. Results show that the projected population growth in flood prone areas is higher than average in the Netherlands between 2000 and 2040. Due to this effect the potential number of fatalities is projected to increase by 68% on average for 10 different flood scenarios, not including impacts from climate change and sea level rise. Just sea level rise of 0.30 m leads to an average 20% increase in the number of fatalities. The combined impact of sea level rise and population growth leads to an estimated doubling in the potential number of fatalities. Taking into account increasing probability of flooding due to sea level rise and extreme river discharges, the expected number of fatalities could quadruple by 2040. The presented results give a conservative and upper bound estimate of the increase of the risk level when no preventive measures are undertaken. It is found that the consideration of the exact spatial distribution of population growth is essential for arriving at reliable estimates of future risk of flooding.     

山地城市灾害系统模糊风险评价

灾害风险是当前灾害研究的热点和核心之一。从灾害系统整体角度,厘定区域灾害系统风险,明晰灾害系统风险要素构成及其作用机制,对于科学指导区域综合防灾减灾具有重要意义。在山地城市灾害系统研究的基础上,基于"R=H×E×S/C"的灾害系统模糊风险概念模型,构建了反映山地城市灾害系统"致灾因子危险性、承灾体暴露性、灾损敏感性和防灾减灾能力"四个方面的"山地城市灾害系统模糊风险评价指标体系";提出了对山地城市灾害系统模糊风险进行定量评价与排序的"综合赋权(AHP-EVM)"二级模糊综合评判模型。在上述研究基础上,以重庆市38个区县作为研究对象,对理论模型进行了实证研究,并从整体上初步阐明和解释了山地城市(重庆市)38个区县的灾害系统模糊风险等级及成因。研究得出以下结论:(1)基于"综合赋权"模糊综合评判的"山地城市灾害系统模糊风险"评价结果科学、可靠,能够从整体反映山地城市灾害系统模糊风险水平及其构成。经过与灾情数据对比、专家评判,本研究所得评价结果通过验证,且与"模糊物元评价"所得结果基本一致。(2)重庆市灾害系统模糊风险整体水平居中。其中,渝中区、江北区,渝东北的城口县、奉节县以及渝东南的酉阳县,灾害系统风险等级高,各类灾害发生及造成损失的可能性较大,是未来防灾减灾工作的重点。     

基于Z指数的昆明市洪涝研究

本文基于昆明市12个气象站点1963～2013年逐月降水量数据,采用Z指数的方法,得到旱涝等级评定结果,对昆明市洪涝的时空分布特征及成因进行了深入分析与研究,在此基础上提出防洪减灾对策.研究结果表明:时间分布上,昆明市在1963～2013年间,降水量经历了上升-下降-上升下降的波动状态,51年内共出现了8次重涝,3次大涝,10次偏涝,洪涝类型以重涝和偏涝为主,洪涝主要集中出分布在60年代中期至70年代中期、80年代末至21世纪初.空间分布上,昆明市的主城区昆明及其下风方向的嵩明地区降水较多,洪涝程度最为严重,呈贡、东川地区的降水较少,洪涝程度最轻.影响因素上,影响降水量最大的自然因素是相对湿度,其次是蒸发量及总云量;最大的人为因素是城市人口,其次是SO2排放量、建成区面积及道路面积.     

灾害风险视角下的城市安全评估及其驱动机制分析——以滁州市中心城区为例

全球自然灾害以及城市化进程中的人为灾害频发,严重制约着城市的生存和安全发展。以典型的灾害多发地区滁州市中心城区为例,基于压力—状态—响应（Pressure-State-Response,PSR）概念框架,构建了各单灾种风险评价指标体系,利用耦合激励模型复合单灾种风险评估结果,定量测度了研究区的城市安全风险分布特征,并运用地理探测器对城市安全风险进行了驱动机制分析。结果表明：（1）研究区的城市安全风险等级占比从低到高分别为2.49%、8.71%、41.08%、30.47%和17.25%,以中风险占主导。在空间上,城市安全风险表现为中部高于周围边缘区域,呈现出由核心区往外逐步减弱的格局特征。（2）6个驱动因子对城市安全风险的解释力强度为人口密度（0.404）>地均GDP（0.402）>建筑承灾能力（0.095）>植被覆盖度（0.078）>路网密度（0.013）>用地类型风险（0.012）,因子交互协同作用后对结果的解释力增强。研究结果为城市安全风险评估提供了新的理论视角与研究框架,能够服务于高风险区域的灾害风险管理。