基于风险矩阵和五元减法集对势的区域旱灾风险链式传递诊断评估方法

为进一步处理旱灾风险子系统及其中指标的发展趋势问题,在计算评价样本的指标数联系数、指标值联系数和平均联系数的基础上,引进五元减法集对势判断子系统风险趋势并诊断风险脆弱性因子,建立敏感性-适应性、脆弱性-危险性子系统风险矩阵链式传递得到旱灾风险等级,提出了基于风险矩阵和五元减法集对势的区域旱灾风险链式传递诊断评估方法,并应用于济南市。结果表明:济南市旱灾风险等级自1999-2005年呈逐年降低趋势,干旱趋于改善,其中2002年旱灾风险等级为4级（较强）,其危险性子系统风险状态处于反势,其他年份逐年改善且子系统风险状态基本处于均势或同势。用五元减法集对势识别出了影响济南市旱灾风险等级的主要因子有森林覆盖率、城市日用水量、水库调蓄能力、城市水资源协调能力、降雨量,它们是济南市旱灾风险管理工作中需要重点监测或调控的对象。上述风险矩阵和五元减法集对势耦合的旱灾风险链式传递诊断评估方法可为准确判别资源、环境、生态等复杂集对系统所处状态及总体发展趋势提供新的有效途径。     

基于灰色关联度和联系数耦合的农业旱灾脆弱性评价和诊断研究

农业旱灾脆弱性评价和诊断是科学防范农业旱灾风险的关键,在区域农业旱灾风险调控实践中具有重要作用。为定量评价区域农业旱灾脆弱性强弱程度、识别影响其强度变化的主要指标,通过改进差异度系数的计算方法,建立了基于灰色关联度和联系数耦合的区域农业旱灾脆弱性评价模型,对区域农业旱灾脆弱性进行动态评估,并根据此模型提出了基于五元减法集对势的区域农业旱灾脆弱性诊断方法,用以识别影响脆弱性的主要指标。在蚌埠市的应用结果表明:蚌埠市农业旱灾脆弱性评价等级从2001-2003年的超3级水平改善到2004-2010年的3级水平,农业旱灾脆弱性呈减弱趋势,农业系统对干旱灾害的承受能力呈逐年提升趋势;通过诊断模型识别出影响蚌埠市农业旱灾脆弱性的主要指标有农民人均GDP、单位耕地面积农机动力、农业万元GDP用水量和单位农业增加值耗水量,其中单位农业增加值耗水量与农业旱灾脆弱性的相关性最大。这些结果可为区域农业旱灾风险调控提供科学依据,对促进农业旱灾风险定量研究具有重要意义。     

基于风险矩阵的区域农业旱灾风险链式传递评估方法

为综合评估农业旱灾风险,依据危险性、灾损敏感性、暴露性、抗旱能力4个子系统相互作用关系选取指标,用遗传模糊层次分析法确定权重,用集对分析与灰色关联对农业旱灾风险各子系统进行评价,用风险矩阵合成各子系统的评价结果,构建了基于风险矩阵的区域农业旱灾风险链式传递评估方法。该评估方法用于安徽省淮河流域的结果表明:亳州农业旱灾风险为重险,淮北、宿州、阜阳、蚌埠、滁州淮河流域为中险,合肥淮河流域为轻险,淮南、六安淮河流域为微险,结果与实际情况相符。上述改进的集对分析与风险矩阵耦合的旱灾风险链式传递评估方法科学合理,为区域农业旱灾风险评估提供了新途径,在实际自然灾害风险评估中具有推广应用价值。     

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。     

基于联系数的山东省旱灾脆弱性诊断辨证因子研究

旱灾脆弱性诊断是实现有针对性地调控区域旱灾风险的基础,在区域旱灾风险管理中有重要作用。为诊断识别区域旱灾脆弱性的主要影响指标,以基于联系数和灰色关联的方法计算得到的旱灾脆弱性评价结果为基础,构建了山东省旱灾脆弱性辨证因子诊断模型,形成了基于联系数的旱灾脆弱性诊断辨证因子方法。该方法中将有关旱灾脆弱性的评价结果和指标称为因子,以评价等级和评价指标构建因子联系数的辨证值,通过辨证值诊断识别得到旱灾脆弱性的辨证因子。将该模型应用于山东省旱灾脆弱性诊断研究中,通过诊断模型识别影响山东省1999—2005年旱灾脆弱性的主要辨证因子为森林覆盖率、城市水协调能力和污水达标排放率,其中森林覆盖率对山东省旱灾脆弱性的影响性最大。诊断结果可为当地旱灾风险管理提供科学支持。     

基于联系数和马尔可夫链耦合的山东省旱情动态预测评价

为增强区域旱情预测评价模型的合理性、可解释性和预测评价结果的准确性,以山东省1972-2001年旱情历史序列作为评价样本,选取水库蓄水量距平百分率、地下水埋深、土壤含水量和降水量距平百分率4个旱情评价指标,采用基于加速遗传算法的模糊层次分析法确定评价指标权重,通过计算评价样本的指标数联系数、指标值联系数并利用最小相对熵原理得到样本的平均联系数,由属性识别法确定了各年份的旱情等级,建立了基于集对分析五元联系数和马尔可夫链耦合的区域旱情动态预测评价模型(简称CNMC模型),将CNMC模型应用于山东省2000、2001年旱情等级动态预测评价中,判定山东省旱情等级,将该模型确定的旱情等级与属性识别法评价结果进行对比分析。结果表明:采用CNMC模型得到的旱情等级计算值与属性识别法的评价结果一致,可发现CNMC模型中由集对分析法确定的权重值较自相关系数法确定的权重值分布均匀,克服了自相关系数法的计算不稳定性;以联系数分量为基础的属性识别法克服了直接将指标数值与评价标准匹配得到的马尔可夫链状态等级空间的粗糙性;以前5 a各年份的联系数分量为基础,充分利用了1~5步长状态转移概率矩阵,克服了普通马尔可夫链法中仅采用状态转移概率矩阵中某一行信息所带来的局限性。CNMC模型有助于深入刻画和解析预测对象与预测因子之间的复杂关系,以联系数分量为基础,不同步长的马尔可夫链状态转移概率矩阵为驱动所建立的模型能更精准地刻画系统的不确定性趋势且计算简单、操作方便,为区域旱情动态预测评价提供了一种新途径。     

国内外不同尺度的旱灾风险评价研究进展

作为旱灾风险管理实践的科学基础,旱灾风险评价愈来愈受到社会各界的广泛关注。在阅读大量文献的基础上,从4个不同的区域尺度对国内外旱灾风险评价研究进展作了综述。结果表明:(1)目前所有区域尺度研究中,农业旱灾风险评价研究较多;(2)地区尺度的旱灾风险评价是研究其他尺度的切入点,可为实现空间尺度上推(全球和国家尺度)和下推(县乡农户尺度)旱灾风险评价结果的转换提供依据;(3)随空间尺度从全球和大洲→国家→地区→地方尺度,旱灾风险评价的文献量逐渐增多,内容逐渐深入;(4)旱灾风险对饥荒和粮食安全的影响、农业系统和农作物承灾体的旱灾风险评价是目前研究的热点。在此基础上,指出旱灾发生频率较低但生态环境敏感区的旱灾风险评价需加强;从干旱灾害链的角度以及综合旱灾风险与脆弱性、恢复性、适应性的关系来研究旱灾风险是今后的重点。     

基于组合赋权二维云模型的装配式建筑构件吊装施工安全风险评价

为了确保装配式建筑吊装施工过程的安全性,本文将采用组合赋权二维云模型评价方法对兰州市某装配式工程的吊装施工过程存在的安全问题进行风险评估。从人、物、技术方案、环境和现场管理5个方面展开系统研究,围绕施工人员技术能力、构件质量缺陷等17项Ⅱ级风险评估指标确立了整个项目的风险评价体系。以改进G2法与反熵权法对主客观权重进行线性最优组合确定其权重,在输出的二维云图后应用相近度公式验证确切的构件吊装施工过程的风险等级为Ⅲ级,此风险等级可接受,符合该工程实际风险管理情况,研究结果表明：该模型建立的风险评价方法合理,可应用于实际工程。     

基于DEM的山区旱灾风险评价模型——以西南地区为例

旱灾研究中,地形导致的水热再分配容易造成地域间旱灾灾情的明显差异,因此地形因子对于旱灾风险的准确评价及灾情的客观评估至关重要。采用气象站点观测数据和DEM数据,通过模拟复杂地形影响下的下垫面真实水分情况,加入地形因子的影响,建立了以干旱致灾因子(水分条件)、孕灾环境(地形)、承灾体(农作物脆弱性曲线)综合的旱灾风险评价三度模型;并以地形复杂、旱灾多发的西南地区为例,编制了旱灾风险等级图,以期为客观评估旱灾灾情,有效开展区域旱灾风险防范提供科学依据。     

农业旱灾适应性综合评价分析——以云南省施甸县为例

农业旱灾是对我国农业生产影响最大的灾害之一,不同区域的旱灾成灾过程有所差异,如何定量评价旱灾发生过程中承灾体对农业旱灾的适应能力,一直是旱灾研究中的重点和难点。基于投影寻踪评价模型(PPE),能够将高维数据投影到低维子空间里,并基于改进的遗传算法(RAGA)优化投影方向,最终实现多指标的农业旱灾适应能力分类以及等级评价。由"灾前规避风险-灾中降低风险-灾后转移风险"的不同成灾过程,并考虑农业生产、生活系统的差异,从而对我国西南典型雨养农业区进行系统性、过程性的农业旱灾适应性评价。以乡镇为评价单元,结果表明研究区域的整体适应能力是不断增强的,且存在一定的区域差异,其中中部坝区以及南部山区适应能力较强,北部山区相比较弱。模型计算结果基本与实地考察情况基本一致,最后对该地区的农业旱灾适应情况进行分析,并提出有效的适应措施和建议。     

基于信息扩散与自助法的旱灾风险评估模型──以安徽为例

旱灾风险管理是抗旱减灾的科学手段、干旱及旱灾研究的重要方向,定量评估旱灾风险是旱灾风险管理的核心内容。为降低各种不确定性因素影响下旱灾风险评估结果的误差,提高结果的可靠性,提出运用信息扩散法估计旱灾损失的超越概率,结合自助法的区间估计算法,建立基于信息扩散与自助法的灾害风险评估模型,用不同置信水平下旱灾损失对应超越概率的置信区间来反映旱灾风险。将该模型运用于安徽省农业易旱地区干旱灾害风险评估,计算并确定在置信水平为0.75时安徽省易旱地区的旱灾风险区间评估结果合理、可靠,可为抗旱规划提供科学的决策依据。     

基于改进集对势排序法的长江上游干支流洪水遭遇分析

长江上游支流众多,干流与支流、支流与支流的洪水遭遇使得防洪形势更加严峻,亟需分析洪水遭遇规律和遭遇态势。采用水文统计分析方法,从洪水遭遇次数、遭遇时间、洪峰、不同时段洪量、遭遇程度和洪峰时间间隔等多个角度,分析长江上游干流朱沱站与支流嘉陵江北碚站（干-支组合Ⅰ）、长江上游干流寸滩站与支流乌江武隆站（干-支组合Ⅱ）和支流嘉陵江北碚站与乌江武隆站（支-支组合Ⅲ）这三种洪水遭遇组合不同量级洪水的遭遇规律,进而,采用改进的四元联系数集对势排序法,对洪峰遭遇严重程度、最大7 d和15 d洪水过程遭遇严重程度、最大7 d和15 d洪水过程遭遇重叠程度以及年最大洪峰间隔时间长短进行了态势排序与分析。结果表明:长江与嘉陵江的洪水遭遇严重程度较高,长江与乌江的洪水遭遇程度一般,而嘉陵江与乌江的洪水遭遇程度轻微。洪水遭遇集对势排序可以从同势、均势、反势角度定量评价洪水遭遇严重程度,可清晰全面地展现洪峰与洪量的量级大小、重叠程度和间隔时间对干支流洪水遭遇的影响,把洪水遭遇严重程度量化为不同等级,为流域防洪减灾与科学调度提供决策依据。     

城市雾霾灾害风险模糊评价指标体系研究——以湘南城市为例

随着城镇化进程的加快,城市雾霾风险愈演愈烈,研究城市雾霾风险评估对治理雾霾灾害具有重要意义。运用模糊数学理论,选取16个指标对湘南城市雾霾灾害风险进行量化评价。结果表明:①衡阳、永州、郴州三个城市雾霾灾害风险等级分别为Ⅰ级、Ⅲ级、Ⅳ级。②衡阳雾霾灾害风险等级高于其他两个城市,主要原因是工业污染严重,城市建设项目众多,机动车辆数量较多,致使SO_2,PM2.5平均浓度较高。③衡阳、永州雾霾风险主要贡献者分别是污染物排放、能源消费与粉尘。最后提出了雾霾风险防控对策建议,期望为湘南城市防治雾霾提供参考。     

区域地震灾害年度风险评估中的情景分析

灾害年度风险评估是对未来一年区域灾害风险的分析与评价,目前此项工作处于起步阶段。以地震部门确定的年度地震危险区为基础,重点讨论区域地震灾害年度风险评估中的情景分析,包括地震要素情景分析、地震灾害区域情景分析和地震灾害年度风险评估情景表达等3个方面,旨在为规范地震灾害年度风险评估技术提供借鉴,同时为推动地震灾害年度风险评估的业务化提供理论支撑。     

冬小麦旱灾风险评价的指标体系构建及应用——基于2009年北方春旱野外实地考察的认识

2009年2月初,我国北方冬麦区遭受了数十年未遇的严重干旱。基于野外实地考察,判断本次干旱对冬小麦造成的实际影响比气象统计与遥感监测结果要轻,同时因纬度、地貌类型、微地貌和田间管理水平的不同而呈现出明显的区域差异。在此基础上,提出应在已有的旱灾致灾指标（气象干旱）基础上,综合考虑地带性、地貌、水库等孕灾环境指标和田间管理水平等灾害适应指标来构建冬小麦旱灾风险的综合评价指标体系。并以北方冬麦区为例,选取SPI、地貌类型、DEM和水库缓冲区等指标得到的旱灾综合风险等级与实际旱情存在较高的吻合性。研究可为高风险区的冬小麦旱灾风险防范提供理论依据和案例支撑。     

全国及区域尺度上农业旱灾受灾率分级研究

旱灾是影响我国农业发展的重要自然灾害,如何定量评价旱灾的致灾程度,对旱灾等级进行科学界定,对于农业防灾减灾工作具有重要的意义。该文提出以农作物旱灾受灾率(Ia)为分级指标,采用系统聚类法和逐步聚类法为分类方法,拟将农业旱灾划分为5级,分别为无旱(D0)、轻旱(D1)、中旱(D2)、重旱(D3)、特旱(D4),通过判别分析法对分类结果进行验证,以期对全国及区域尺度上的农业旱灾等级标准进行合理地划分。研究结果表明:全国农业旱灾等级划分采用类平均法和重心法划分结果一致,D0为0≤Ia10%,D1为10%≤Ia15%,D2为15%≤Ia20%,D3为20%≤Ia25%、D4时Ia≥25%;在区域尺度上,D0为0≤Ia6%,D1为6%≤Ia13%,D2为13%≤Ia22%,D3为22%≤Ia36%和D4为Ia≥36%。考虑到全国农业旱灾标准的推广性以及未来旱灾可能加重的变化趋势,将全国农作物旱灾受灾率在不同等级的范围提升2%~3%。从实际记录年度旱情来看,两个尺度上的分级结果均比较合理,能很好地解释现有农业旱灾的分级现象,可为今后的农业旱灾应急响应研究和实际工作提供参考。     

GIS支持下的锡林郭勒盟旱灾救灾区划初探

基于自然灾害系统理论,构建内蒙古锡林郭勒盟的旱灾评价系统模式,表明灾情是致灾因子、孕灾环境和承灾体综合作用的产物。以锡林郭勒盟的旱灾程度、救灾等级、备灾能力（经济水平与社会状况）、应急能力（物资储备及物流通达水平）、恢复能力（恢复与重建）等重要指标为核心,对锡林郭勒盟的旱灾灾前、灾中、灾后三个阶段的响应能力进行评价与地域划分,并与锡林郭勒盟的旱灾等级区划相结合,构建了灾害-响应程度模型。     

基于熵权-集对分析模型的重大危险源安全等级评价研究

针对国内危险化学品事故频发,但危险源分级监管研究不足的现状,尝试将集对分析理论应用于重大危险源安全等级评价中。以评价指标集合与分级标准集合构成一组集对,利用熵权法计算出各项评价指标的客观权重,再结合同异反联系度函数求出各指标单项联系度及加权平均联系度,以此为依据判定重大危险源的安全等级。研究案例的实施情况表明,熵权-集对分析模型充分考虑了危险源安全因素中的不确定性,并且通过熵权值能够识别出影响系统安全的关键指标;与传统方法相比,该模型具有较高的可行性和易操作性,可以为重大危险源的安全监管和事故预防工作提供理论支持。     

台湾集集7.6级强震前粤东地区的重力中短期异常

基于广东东部地区流动重力观测资料,分析了1999年台湾集集7.6级地震前后重力场的时空动态演化过程,发现1996年起出现的群体性重力测值偏离长趋势的变化,可视为7.6级地震前中期异常的开始,而1998年中出现的反向变化则是中期异常向短期异常的转折。作为强震前的远场重力异常,其时间、空间变化表现出的不一致和非均匀性变化形态,可能主要与测区内不同断层在区域应力场和震源应力场共同作用下产生的局部形变不同有关。     

基于网格脆弱性曲线的世界小麦旱灾风险评价

旱灾是世界上影响范围最广、造成农业损失最大的自然灾害之一,同时,在全球变化的背景下,旱灾风险呈现加重的趋势。评价农业旱灾风险并进行有效的防范是保障粮食安全的重要措施。借助EPIC模型,假定0.5°网格为均值单元,使用灌溉情景法模拟全球均值网格的小麦旱灾脆弱性曲线。结合历史气象数据评价全球小麦的干旱致灾因子,最后计算了全球小麦因旱灾导致的产量损失风险,并编绘了全球小麦旱灾风险图。结果显示:1中国、俄罗斯、美国/哈斯克斯坦为风险排名前三的国家,归一化后的风险指数分别为0.53、0.22和0.19;2春小麦的旱灾风险要高于冬小麦。在已有的作物旱灾风险评价研究基础上,同时兼顾了脆弱性评价的空间分辨率和表示精度,建立了与风险评价空间分辨率相一致的小麦旱灾脆弱性曲线,从而极大地提升了区域旱灾风险评价,特别是大尺度风险评价的准确度。