基于链式传递结构的旱灾实际风险定量评估方法与应用模式

面向防灾减灾能力、孕灾环境孕险性实际条件下区域旱灾风险定量评估与区划等自然灾害风险防灾减灾关键问题,应用计算思维、系统科学多学科交叉的研究途径,从风险传导角度探讨了区域旱灾风险物理成因机制,阐述了面向致灾机理的区域旱灾五要素系统结构、基于链式传导的旱灾风险六要素系统结构,探讨了区域旱灾实际风险的概念、由旱灾脆弱性连接干旱与损失变量间关系的因旱致灾机理、连接干旱危险性关系与损失风险关系的旱灾风险传导机理、定量评估方法及其主要应用模式,在自然灾害风险评估中具有推广应用前景。     

区域承灾体脆弱性指标体系与精细量化模型研究

灾害损失的严重程度由致灾环境的危险性、承灾体的脆弱性,以及区域的应急能力决定的。承灾体脆弱性研究对灾害风险管理、区域防灾减灾、减灾投资,以及灾害保险等有着重要的意义。建立了针对自然灾害的区域承灾体脆弱性评估指标体系;在此基础上,引入精细化土地类型,基于GIS对承灾体脆弱性做了基于精细网格的量化模型研究;并以浙江德清县自然灾害区划为例进行了试验。     

基于GIS的区域干旱灾害风险区划研究——以武陵山片区为例

根据灾害系统理论,以连片特困区-武陵山片区干旱灾害为例,分别从孕灾环境敏感性、致灾因子的危险性和承载体的脆弱性3个方面,选取地形地貌、土壤类型、植被覆盖类型、水资源、降雨量、人口密度及耕地面积等指标为旱灾风险评估指标因子,利用熵权法确定各因子权重,建立武陵山片区干旱灾害风险评估模型,并进行风险区划,为武陵山片区区域防灾、减灾和区域扶贫措施的制定提供参考依据。研究结果表明:武陵山片区区域整体处于中、高风险区,空间分布呈东南-西北向条带状分布;东南区域处在干旱灾害高风险区,西北区域处在干旱灾害中等风险区,而东北区域处在相对较低的风险区。     

基于格网GIS的豫北地区干旱灾害风险区划

以豫北地区32个市县为研究区域,从造成干旱灾害的4个因子,即致灾因子危险性、承灾体暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4个角度出发,选取了包括气象、土壤、人口、社会经济在内的17项指标,在格网GIS技术的支持下,对评价体系中的各指标进行10 km×10 km尺度的网格化表达。应用自然灾害风险指数法,熵组合权重法和加权综合分析法,建立了干旱灾害风险评价模型;通过选取典型案例年,运用最优分割理论确定了干旱灾害风险阈值,并利用GIS技术绘制了豫北地区的干旱灾害风险区划图。结果显示:豫北地区的高风险区主要集中在濮阳市区、濮阳县、清丰县、南乐县、新乡市区;而西部的济源市、孟州市,以及原阳县风险较轻。     

基于GIS的重庆地区不同季节干旱灾害风险评估与区划

依据自然灾害风险评估理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性、防灾减灾能力4个方面选取指标,构建重庆干旱灾害风险评估模型,结合相关气象、生态和社会经济数据,运用GIS空间数据分析完成重庆不同季节干旱灾害风险评估及区划。结果表明:(1)重庆各类干旱致灾因子危险性均表现在重庆西北部和东北部偏东地区较高,其中东北部的巫溪均为高危险区,而重庆东南部和中部偏北地区的危险性较低。(2)干旱孕灾环境脆弱性的高脆弱区主要位于重庆东北部的城口、巫溪、巫山、奉节和西南部的綦江、南川、武隆、丰都、石柱,而西部和东南部的彭水、黔江、秀山大部地区脆弱性较低。(3)干旱承灾体暴露性在东南部的彭水、黔江、秀山大部地区较低,而在东北部、中部和西南部大部地区为高暴露区。(4)干旱灾害防灾减灾能力在主城区及涪陵、万州城区周边为次高和高能力区,而重庆东北部和东南部大部地区为低能力区。(5)重庆不同干旱灾害风险在东北偏东地区的风险性均较高,其中巫溪均为高风险区,而东南部和中部偏北地区的风险性较低。     

海南岛天然橡胶主要气象灾害风险区划

海南岛是中国天然橡胶的主产区之一。海南岛天然橡胶面临的主要气象灾害有寒害和风害,因此开展橡胶的气象灾害风险区划,可有效提高海南天然橡胶气象灾害的防御能力。根据海南岛1971-2010年的气象数据和1988-2012年海南橡胶种植数据及TM遥感图像提取的2009年海南岛橡胶分布信息,基于风险形成的机理,选择致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力等4个因子,分别开展了橡胶寒害和风害的风险评价,并在此基础上得到了海南天然橡胶主要气象灾害综合风险评价结果。结果表明:高风险区域和较高风险区域分布在海南岛琼海的西部、琼中、万宁的西部、五指山、三亚等地;中等风险区域分布在屯昌、澄迈、琼海、保亭南部、白沙、乐东等的大部分地区;较低风险区域和低风险区域主要分布在昌江、东方、儋州、海口等的部分区域。     

基于综合赋权分析的东北水稻低温冷害风险评估及区划研究

农业气象灾害风险评估与区划对农业防灾减灾对策的制定意义重大。以东北三省为研究区,利用日均温、水稻生长发育期、产量和面积数据对水稻冷害风险中的致灾因子危险性、承灾体脆弱性及损失度三要素进行了多指标分析。结合熵值法与层次分析法综合计算指标权重,应用加权综合评价法构建了东北水稻冷害风险综合评估模型。结果表明,冷害风险综合评估指标与典型冷害年水稻单产平均减产率在0.01水平下极显著相关,冷害综合风险等级区划与历史任意冷害发生频率分布大体一致。因此,对冷害风险综合评估模型及区划所做的研究具有合理性,可为防灾减灾提供科学合理的依据。     

云南省干旱灾害风险评估

基于自然灾害风险理论,利用云南省129个县(市、区)的气象、社会经济和地理信息数据,从干旱灾害致灾因子危险性、成灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个方面选取15个评价指标构建了干旱灾害风险评估模型,对干旱灾害风险进行了评估。研究结果表明:云南省低、次低、中、次高、高等级干旱灾害风险的面积分别占全省总面积的13.4%,29.8%,28.2%,19.6%和9.1%。干旱灾害风险空间分布比较复杂,大致沿哈巴雪山—点苍山—哀牢山一带,西部地区干旱灾害风险总体较低,东部地区干旱灾害风险相对较高。南盘江流域、红河流域、金沙江下游地区为典型的干旱灾害高风险区;三江并流区及澜沧江下游地区为干旱灾害低风险区。利用近10 a的旱灾受灾面积和总经济损失对评估结果进行了验证,表明构建的评估模型总体能反映云南省干旱灾害风险水平,可为干旱灾害风险管理提供依据。     

基于随机森林的旱灾损失模型构建与应用——以河南省雨养小麦为例

定量刻画致灾因子和产量损失率之间的关系可以为农业灾损快速评估及风险评价、区域防灾减灾工作提供服务。以雨养小麦为例,筛选河南省雨养为主的县(有效灌溉面积占耕地面积比例大于等于0.6的县)为研究区。对研究区的历史小麦产量数据进行时间序列分解,得到趋势产量,进而计算产量损失率。基于游程理论利用小麦生育期内不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)进行河南省干旱事件的识别和特征分析。筛选出小麦减产且生长季内发生干旱的年份所对应的小麦损失率和SPEI数据构成样本数据。利用随机森林建立多尺度SPEI和小麦损失率之间的模型,并进行精度验证。研究结果显示:①河南省耕地范围上不同时间尺度的SPEI总体呈现干湿一致的趋势。河南省冬小麦全生育期识别出的干旱历时和干旱强度年均值的分布具有一致性。②本文建立的损失模型的平均绝对误差为0.069,均方根误差为0.083,模型精度能够满足产量损失预评估的要求,可以为产量损失快速评估提供参考依据。     

洞庭湖地区洪水灾害风险评估

综合当前国内外学者的理论及方法,以灾害风险系统是致灾因子、孕灾环境和承灾体共同作用的系统为基础,对洞庭湖地区进行洪水灾害风险评估,其中致灾因子用暴雨及以上降雨的加权频次来描述,孕灾环境用地形和河网密度来描述,承灾体脆弱性用内在脆弱性和抗灾救灾能力来描述。首先,对区域洪水致灾因子危险性进行评估;其次,对孕灾环境危险性进行评估;再次,对承灾体脆弱性进行评估;最后,对三者进行叠加分析得出洞庭湖地区洪水灾害风险区划图。其中,沿长江地区、湘江入湖地区和澧水河入湖地区洪水灾害风险高;其次是沿洞庭湖周围地区风险较高;洞庭湖地区边缘风险较低。     

辽西北地区农业干旱灾害风险评价与风险区划研究

以辽西北29个农业县(市、区)为研究区域,选取辽西北最主要的玉米作物作为研究对象,从造成农业干旱灾害的致灾因子危险性、承灾体暴露性、脆弱性和抗旱减灾能力4个方面着手,利用自然灾害风险指数法、加权综合评价法和层次分析法,建立了农业干旱灾害风险指数(ADRI),用以表征农业干旱灾害风险程度;借助GIS技术,绘制辽西北农业干旱灾害风险评价区划图,将风险评价区划图与2006年辽西北受干旱影响粮食减产系数区划图对比,发现两者可以较好的匹配。研究结果可为当地农业干旱灾害预警、保险,以及有关部门的旱灾管理、减灾决策制定提供理论依据和指导。     

中国西南地区地震-滑坡-泥石流灾害链风险防范措施框架研究

地震-地质灾害链是多灾种的常见表现形式之一,由原生灾害和次生灾害逐级传递,往往导致灾害损失延伸放大,因此灾害链风险防范应成为减灾应急管理的重要组成部分。从多灾种风险因果传递的角度突出灾害链风险防范特征,针对防灾减灾、备灾、响应和恢复重建为全过程的综合风险防范特点,聚焦中国西南地区典型地震-滑坡-泥石流灾害链,整编梳理地震与滑坡、泥石流等地质灾害风险的工程与非工程防范措施,解析识别灾害链各链节风险形成过程与防范关键节点路径,提出并构建了地震-滑坡-泥石流灾害链风险防范措施框架。该框架重点包括链节灾害传递阻断措施、承灾风险损失防控措施与减灾能力建设措施,以规避致灾因子危险性、降低承灾体暴露度与脆弱性、提升减灾能力为防范目标,针对关键节点路径,统筹工程与非工程措施,旨在分解区域灾害链因果传递风险。     

自然灾害脆弱性研究的基础:抵抗力研究

自然事件能否给人类社会造成灾害损失,关键取决于承灾体抵抗力与致灾因子破坏力的比较。如果承灾体能够抵御灾害破坏,则灾害损失微乎其微,甚至承灾体会完好无损。因此,灾害抵抗力是承灾体脆弱性研究的基础,但灾害抵抗力与现有的脆弱性研究不同,更不同于恢复力研究。抵抗力是承灾体抵御自然灾害破坏的能力,其在灾前即存在,是承灾体的本质属性,承灾体抵抗力强烈地影响着灾中应对力和灾后恢复力。抵抗力研究应首先从其内涵出发,挖掘抵抗力的本质特性,解析抵抗力的影响因素,据此建立灾害抵抗力评估体系;其次,在评估尺度上,以城市、社区和个体作为主要研究尺度;在评估方法上,应突出情景分析方法的作用。最终将评估结果与抵抗力增强机制结合起来,从而真正有效地减少灾害损失。     

农作物干旱灾害实时风险监测研究——以2014年河南干旱为例

灾害实时风险监测对抗灾减灾工作具有重要的作用。以干旱灾害风险的业务化监测为出发点,从造成农作物干旱灾害的致灾因子危险性、承灾体脆弱性和孕灾环境稳定性3方面入手,采用相关系数法和熵权法确定干旱灾害实时风险监测的指标体系和权重,基于风险加权求和、幂权乘积模型对农作物干旱灾害风险进行了实时监测研究。以2014年河南干旱为例,结果表明,灾害风险的变化是致灾因子和承灾体及孕灾环境三者的叠合效应。整体上,2014年河南干旱农作物风险表现为7月份风险最高,8月份次之,9月份最低,与统计的灾情数据趋势一致;在空间上,中部地区较高,南北相对较轻,符合灾情数据的空间分布。研究结果表明基于本研究思路构建的指标体系和风险评估方法能很好地展现河南农作物干旱灾害风险的时空变化规律,在未来农业干旱风险的实时监测业务上具有一定的推广和参考价值。     

中国滑坡灾害承灾体损失风险定量评估

滑坡被认为是全球第三大自然灾害,严重影响着我国山区、丘陵地区的社会经济发展。对滑坡灾害风险进行评估并研究其空间分布格局,既是转变我国防灾减灾理念、有效降低滑坡灾害损失的迫切要求,也可以填补当前滑坡研究的不足。通过查阅全国2000多个县市的地方志记录,结合地球系统科学共享数据,根据自然灾害风险研究的相关理论研究成果,采用国际减灾战略组织的风险评估模型,对我国县域单元滑坡灾害的人员要素和社会经济损失风险状况进行了量化评估研究,并通过GIS制图分析了其空间分布格局。结果显示,西南地区大部、西北地区东部、华中西部边缘地带、华东中部部分县市和江南丘陵地区是我国滑坡灾害承灾体高损失风险的集中分布区域;部分县市单次滑坡灾害对人员要素的致损风险极值高达35.8人/万人,对经济的致损风险极值也高达GDP暴露量的5%以上,年人员损失风险在30人以上,经济损失风险多达千万元。     

全球暴雨洪水灾害风险评估与制图

全球洪水灾害风险评估是洪水综合风险管理的基础,对在宏观上把握洪水灾害风险的空间格局,识别全球洪水灾害的高风险区,为国际社会采取措施减轻洪水损失有重要意义。然而受数据和模型的限制,全球尺度的洪水风险评估工作十分有限。基于灾害系统理论,从洪水可能造成损失的评估以及洪水致灾因子危险性、孕灾环境稳定性、承灾体脆弱性综合分析的角度出发,利用全球范围内的降水、径流量、数字高程、土地利用、人口、GDP等数据,评估了国家、网格、流域3个单元上全球洪水灾害经济和人口风险。最后利用历史洪水损失及前人研究结果,对本研究评估结果进行了比较验证,其一致性较好,准确地反映了全球洪水灾害风险的空间分布。评估结果表明,受自然因素及人口经济分布的影响,亚洲地区(尤其是东亚、南亚及东南亚地区),美国中南部和欧洲西部洪水灾害风险最高。此外,由于社会经济发展和政府管理水平的落后,非洲地区洪水灾害人口风险也十分严峻。     

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。     

基于GIS的宁夏晚霜冻害风险评估与区划

霜冻是宁夏一种主要农业气象灾害,对其风险评估及区划,可为区域防灾减灾提供有效依据。以宁夏23个气象站1981-2010年日气象观测数据、社会经济数据及地理信息数据作为基础资料,采用风险指数法、层次分析法、加权综合评分法等方法,利用ARCGIS绘图软件对宁夏晚霜冻灾害风险进行分析和评价,完成霜冻灾害风险区划图。结果表明,宁夏晚霜冻的孕灾环境敏感性复杂,北部灌区敏感性低于山区;致灾因子危险性普遍偏高;承灾体脆弱性北部灌区大部偏高,南部次之,中部最低;防灾减灾能力北部灌区最高,中南部山区偏低;晚霜冻灾害风险大的区域集中在北部灌区的永宁、吴忠及南部的彭阳等地,风险小的区域集中在灌区北部和中部大部。     

浅析灾害间接经济损失评估的重要性

灾害损失评估是灾害风险管理、科学防灾减灾规划的基础。除了直接经济损失外,间接经济损失是反映灾害影响强度及社会经济系统脆弱性的重要指标。经济越发达,经济系统关联程度越高,经济系统的脆弱性就越大,灾害间接经济影响也越大。已有研究表明,灾害间接经济损失往往与直接经济损失为同一量级,甚至是直接经济损失的数倍。间接经济损失评估是科学评价灾害影响不可或缺的组成部分,其中,产业部门间接经济损失和灾后恢复重建期的评估,可以为灾后恢复重建决策和防灾减灾规划提供有效的决策工具。政府决策者、学术界应重视灾害,特别是重大灾害(或巨灾)对地区经济长期可持续发展可能造成的影响,从而为减轻灾害的影响做好充分准备。     

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。