高速铁路气象灾害风险分析与区划方法探讨

借鉴已有气象灾害风险区划相关研究成果,初步探讨高速铁路气象灾害风险分析与区划方法。从气象灾害对高速铁路的影响机理入手,分析筛选出大风、水灾、雷电、低温雨雪冰冻等气象灾害的风险评价因子,构建区划评价指标体系,建立评价模型,分析制定可体现高速铁路沿线气象灾害风险发生时间、空间、强度可能性的风险区划方案,为科学制定沿线气象灾害风险区划提供参考依据。     

福建省茶叶气象灾害致灾危险性区划与评估

为了摸清福建复杂地形下茶叶单灾种及多灾种综合致灾风险,利用福建省1972—2014年气象数据和农业统计资料,构建致灾因子危险性区划指标体系,基于AHP-EWM方法和加权综合法量化计算各指标权重和灾害风险指数,开展茶叶单灾种及多灾种综合致灾危险性区划,评估福建省茶叶气象灾害致灾危险性。结果表明:福建茶树萌芽至展叶期寒冻害的致灾危险性最大,其次是越冬期冻害和采摘期连阴雨,而夏季高温和夏秋旱对茶树致灾的影响相对较小。福建大部茶区的气象灾害综合致灾危险性呈轻度至中度,轻度危险区主要分布在福建沿海地区及南部内陆县市的部分地带;中度危险区主要分布在除沿海地区和鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭的高海拔地域以外的地域;重度以上危险区主要分布在鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭山区的高海拔区域,其中1 000 m以上高海拔地区有严重气象灾害危险性。建议在轻度至中度气象灾害危险区增加茶叶种植面积,重度灾害危险区必须通过优化茶叶种植结构,种植耐寒的中小叶种及晚生的春茶品种,以避开气象灾害威胁,同时加强茶叶气象灾害的监测预警和防御,通过"避"和"防"的措施减轻茶叶气象灾害风险;而对于高海拔地区(1 000 m以上)有严重气象灾害的危险性区域,种植风险高,不适宜种植茶叶。     

基于监测数据挖掘的高铁气象灾害风险评估方法研究

气象灾害风险评估对高铁气象灾害防御具有重要的指导作用。在分析了影响高铁运行的主要气象要素的基础上,研究了高铁气象灾害风险评估指标体系,包含致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体暴露性、脆弱性和防灾减灾能力等,探讨了高铁多灾种和单一灾种的气象灾害风险评估方法。以大风灾害风险评估为例,建立了大风灾害风险评估指标体系,基于熵权法研究了大风危险性,在此基础上,采用加权综合评价法对大风风险进行了分析。结合具体线路风监测数据,研究了相应线路大风风险,并进行了风险区划。与基于气象部门数据开展的铁路气象灾害风险评估相比,基于铁路气象要素监测数据的气象灾害风险评估对气象要素的时空特性反映更加细致,更能代表铁路沿线气象灾害特征,研究可为高铁气象灾害防治提供参考。     

中国电线积冰灾害危险性评估和区划

中国有关电线积冰方面的观测资料太少,难以直接用于灾害评估。为了解决这个问题,利用1960-2009年现有的电线积冰和常规气象资料,在分析观测冰重和常规气象指标相关性的基础上,逐步筛选出影响冰重的主要气象指标,构建了电线积冰灾害危险性评估的常规气象指标体系,再利用常规气象资料采用多元线性回归方法估算积冰量,对中国电线积冰灾害危险性进行了评估和区划。结果表明:(1)在综合考虑相关性和空间代表性的基础上,影响雨凇和混合凇冰重的主要气象指标为过程平均风速、积冰时间、过程累计降水量;影响雾凇的为过程平均风速、过程浓雾时间。(2)中国大部分地区电线积冰灾害危险性较低,中高危险区面积较小,分布特征表现出明显的南北差异。中高危险区呈带状分布于南方地区的长江中下游山地丘陵区,北方地区则呈点状分布,具体位置与山地丘陵、江河湖泊均有着密切的关系。     

基于GIS技术的雷电监测系统

雷电是发生在大气中的瞬间放电过程，并同时伴有声、光的出现，是一种能引起严重灾害的自然现象。雷电灾害是一种严重的气象灾害，不仅能造成人员伤亡和建筑物、电子设备、输电线路、通信设备等受损，而且还能诱发火灾和爆炸事故，严重威胁人类生命和财产的安全。与其它灾害性天气相比，雷电有发生时间短、频率高和影响范围广等特点。因此，进行有效的雷电监测和雷电活动规律分析对雷电灾害的预测预警和防灾减灾工作有重要意义。文章介绍了基于GIS技术的雷电监测系统的设计及实现。     

基于信息量模型的达曲库区滑坡危险性分析

选取南水北调西线一期工程四川甘孜州达曲库区作为研究区域,根据库区内已有滑坡的形成原因,选择坡度、高程、地层、距水系距离和距断层距离等5个影响因素,利用基于G IS的信息量模型,实现了达曲库区滑坡灾害危险性区划。其中,高危险区面积4.02 km2,占0.90%;中危险区面积30.40 km2,占6.79%;低危险区面积126.46 km2,占28.23%;稳定区面积287.04 km2,占64.08%。经过与实际情况对比分析,区划结果可以作为达曲库区滑坡灾害治理的参考依据。     

河南小麦生产农业气象灾害风险分析及区划

根据农业气象灾害风险分析理论，以河南省小麦生产为例，在辨识对小麦产量影响较大的农业气象灾害风险要素和风险源的基础上，通过构造灾度函数，运用EOF和概率等分析方法，分析了河南省小麦生产中的3种主要农业气象灾害——麦播旱涝、晚霜冻、干热风与青枯雨的发生规律及其对小麦产量的定量影响程度与风险概率。在此基础上，运用多因子综合风险指数模型，对河南省小麦生产农业气象灾害风险进行了综合区划，为农业气象灾害风险探讨了一条新的定量分析及区划技术体系。分析发现，干热风与青枯雨是影响河南省大部分地区小麦高产稳产的主要灾害，其次是晚霜冻危害，第三是麦播时旱涝灾害，但总体上河南省小麦生产的农业气象灾害风险并不算太高，只要采取一定的防御措施，不会在根本上影响小麦的高产稳产。     

我国雷电灾害时空分布特征及预警

利用中国气象学会雷电防护委员会编印的《全国雷电灾害汇编》(1997-2006年中)10年的资料,分析了我国雷电灾害的分布和主要特征。同时,根据山西省30年来的地面气象站资料,利用自动站、闪电定位仪和新一代多普勒雷达等新型探测资料,采用OSR方法、FORTRAN和VB6.0等语言,建立了地区性雷电预警业务系统。     

基于定位方式的雷电落点误差分析与筛选方法研究

雷电落点探测误差直接影响雷电灾害的定位确定。雷电定位系统监测到的雷电位置是根据定位方式原理确定的,雷电定位方式包含时差定位和磁方向定位。不同的定位方式可产生不同的定位误差,而雷电落点误差的存在可导致雷电预警、预报、风险区划评估出现错误。为减少由定位方式带来的落点误差,提高雷电数据的可靠性和通用性,根据雷电定位原理,分析了不同定位方式可能出现的位置误差,给出了雷电落点误差的计算模型和方法。结果表明:时差定位精度高于磁方向定位;四种定位方式按优劣排名依次是:三站混合、四站算法、二站混合、二站振幅;落点误差的产生主要来自于二站振幅;二站混合有一定的误差,但比二站振幅小;在湖南,雷电落点误差主要分布在衡阳—郴州、安化—张家界基延线及怀化的新晃、通道等地。并认为:在湖南西部的保靖、西南部的靖州、南部的江华(或附近县)增置测站,可大幅降低湖南雷电探测误差并提高所在地域的探测效率。     

基于BP神经网络的湖北省山洪灾害危险性评价

湖北省是山洪灾害多发地,每年因山洪灾害造成的损失十分严重,山洪灾害危险性评价对于防灾减灾具有重要意义。构建了湖北省山洪灾害危险性评价指标体系,根据山洪灾害危险性与历史山洪灾害的相关性,采用RBF(Radial Basis Function,径向基函数)神经网络对小样本调查数据进行拟合、扩展,形成可靠的数据集,使用扩展数据集对BP(Back Propagation)神经网络进行训练,建立山洪灾害危险性评价模型,通过建立的评价模型分析了湖北省山洪灾害危险性的分布特征。研究结果表明,湖北省山洪灾害危险性最高的区域分布在西南部的建始县、巴东县、鹤峰县和中部的钟祥市、孝感市,总面积为1.47万km2;湖北省中等危险区分布在全省各地,面积达到12.48万km2;湖北省低危险区主要分布在西北部的房县、东部的黄陂区、嘉鱼县、黄冈市市辖区,总面积0.84万km2。     

川藏铁路四川段沿线诱发地质灾害降水阈值研究

利用2009—2019年川藏铁路沿线四川段地质灾害数据、国家气象中心逐小时降水量资料,统计了地质灾害与降水的关系,发现研究区89%的滑坡灾害和96.6%的泥石流均发生在汛期,且地质灾害高发路段位于青衣江暴雨区,与四川地区降水时空分布特征相吻合。分析雨型、降雨强度、前期降雨等因子对地质灾害的影响,发现快速激发,中速激发和慢速激发的地质灾害分别约占33.3%、25.9%、40.8%,表明降雨历时并不是影响地质灾害发生的最直接因子,前期降雨的作用不可忽视;结合环境因子对地质灾害进行了分区,基于降雨历时-雨强(I-D)预报模型建立了川藏铁路沿线四川段引发地质灾害的降水阈值分布。利用该降水阈值的分布特征,检验了2019年引发地质灾害的降水量,发现阈值雨量的判别方法较为科学,具有较强的参考价值。     

铁路灾害线路通过能力损失评估模型

针对目前铁路抗灾减灾的实际需要 ,阐述了铁路灾害间接经济损失评估的重要性 ,论证了铁路灾害线路通过能力损失是铁路灾害间接经济损失的主要部分 ,并提出了铁路灾害线路通过能力损失的评估模型     

2004年主汛期我国强对流天气灾害统计特征

运用全国各省、市、县气象部门直接上报国家气象局的气象灾害数据,对全国各地2004年主汛期(6-8月)对流性天气造成的灾害分布特征和人员死亡情况进行了统计分析,结果表明,主汛期内强对流天气在全国31个省市都有发生,其中黄淮、江淮、江南、西南地区东部为强对流天气灾害死亡人数多发区,且在主汛期内,以7月份强对流天气发生频次最高;在年度所有气象灾害中,除了暴雨洪涝灾害造成人员死亡最多外,雷击事件造成的死亡人数占气象灾害死亡人数的第二位;各大城市均遭遇到强对流天气袭击,造成了严重的交通瘫痪,城市应急响应系统建设亟待加强。     

新疆拟建铁路沿线雪风灾分区和致灾性分析

对1990-2000年新疆铁路沿线地区220个大风灾害日和2000-2010年300个大(暴)雪日灾情进行了分析,以1961-2008年年均冬季最大雪深、1961-2010年年均最大风速和致灾性大风日数及承灾体脆弱性作为铁路沿线雪风灾评价指标,基于GIS空间分析对拟建铁路沿线地区的雪风灾进行了区域划分和致灾性定量分析。结果表明:①冬春季是铁路沿线雪灾高发季。拟建铁路阿勒泰-富蕴段、塔城-额敏段为重雪灾区。在铁路弯道设计、防风墙建设方面应进行严格科学论证,作好积雪防护。②大风致灾事件多发生在4-6月。拟建铁路吐鲁番境内柴窝铺-了墩段位于大风高值区,年均大风日60 d以上,哈密-若羌段40 d左右,塔什库尔干-阿克陶段25 d左右。建议在大风地区修建"挡风墙"并修建防护林带和保护铁路沿线现有稀疏植被。     

湖北气象灾害的特点及防御对策

通过分析大量的气象灾害资料,并与其它自然灾害相联系,将发生在湖北的气象灾害进行了归纳,将其划分为6大类18种,并对其影响作了简要的描述．同时,根据历史上湖北气象灾害发生发展的时空分布规律以及气象灾害之间的相互联系,找出了湖北气象灾害发生的特点．最后,从减轻自然灾害的角度出发,针对湖北减灾工作的实际,提出了相应的防御对策．     

1981年宝成铁路沿线的洪水和泥砂灾害

１９８１年川西盆地的“８·２１”暴雨和陕南的“７·２１”暴雨，造成宝成铁路沿线江河横溢、泥砂俱下。全线发生洪水、泥石流、崩坍、滑坡和落石等灾害７１３处，严重破坏铁路的有２８０余处。本文通过对成灾的地质和暴雨等自然条件的分析，提出了对灾害成因以及铁路设计和管理在防灾方面的一些看法。     

农村气象灾害防御体系理论模型初探

根据灾害防御基本原理,简要分析了气象灾害致灾因子对气象灾害防御的影响。在此基础上,结合浙江、重庆、山西、辽宁、安徽、江西、广东、内蒙、贵州等省市的农村气象灾害防御实践,借鉴国外灾害防御体制建设和机制设计的经验,探索性提出了组成农村气象灾害防御体系的6项基本内容,即农村气象灾害风险识别与评价、农村气象灾害监测与预警发布机制、气象灾害预警信息传播与应急响应、气象灾害防御组织体系、气象灾害防御的工程体系以及气象灾害防御的法制化;构建了农村气象灾害防御体系的理论模型;并在专业能力支撑、行政支持、组织保障、政策法规等方面,对未来农村气象灾害防御体系建设提出了建议。     

1995—2020年青海省雷电灾害时空分布及其灾害特征分析

利用1995—2020年青海省雷电灾害资料,研究该区域雷电灾害时空分布特征。结果表明：1995—2006年青海省雷电灾害呈增加趋势;2007—2015年青海省雷电灾害呈下降趋势;2016—2020年青海省雷电灾害呈平稳略有上升趋势。青海省雷电灾害空间分布呈,东多西少、南多北少分布特征,其中,雷灾密集区位于西宁市辖区、大通县、河南县、湟中县和互助县区域。1995—2020年,雷电灾害造成青海省人员伤亡282人,平均11人/a,同时对办公设备,广电、电力系统、通讯系统和住宅等方面也造成了损失,其经济损失达1 247.12万元,平均47.97万元/a。     

基于灰色理论的铁路水害危险度计算模型

在分析铁路这一特殊承灾体成灾机理和致灾因子的基础上 ,应用灰色理论和数理统计 ,对铁路环境水害危险度计算模型进行了探讨和构建。分析中 ,以新亚欧大陆桥新疆段 (以下简称为‘陆桥新疆段’) 39年 (195 9～ 1997年 )的水害资料为统计分析数据 ,以水害频次、水害密度和断道时间为铁路环境水害危险度计算和危险性评估指标 ,根据灰色关联分析原理 ,确定出危险性评估中水害密度、断道时间和水害频次的权重依次为 5 ,3,2。然后 ,基于水害密度、水害频次和断道时间 3个指标的内在联系 ,以及权重的大小 ,以沿线 3级车站之间的区段为对比分析单元 ,构建出铁路环境水害危险度计算模型为 :Pfd=dPfHec/ (dPf Hec)。最后 ,应用这一模型对陆桥新疆段水害进行了计算和对比分析 ,发现所得结果与水害实际分布情况符合得较好。     

中国铁路水害环境致灾因子分析

以１９８０—１９９８年近２０年间的共３１８２次水害数据为基础进行统计分析，对中国铁路水害的自然环境致灾因子作了分类，验证了其与太阳黑子之间的相关性．同时，对降水致灾的发生频数与断道时间之间的关系进行了探讨，指出地形、地质对铁路水害的影响具有区域性特征。