新疆铁路沿线主要气象灾害风险区划及减灾对策探讨

综合考虑致灾因子危险性、承灾体易损性和孕灾环境稳定性,基于GIS技术建立了新疆铁路沿线大风、沙尘、积雪和暴雨型洪水四个主要气象灾害的风险评估指标体系和评估模型,实现了铁路沿线主要气象灾害的风险区划及灾害风险分析。结果发现,铁路沿线各县市因自然条件不同,其潜在风险的类型和程度地域差异性显著。分别给出了4个主要气象灾害的高风险区、次高风险区、低风险区和次低风险区的范围,并探讨了相应的减灾对策。     

城市燃气输配管网耦合风险研究现状及展望

城市作为一个复杂的系统,其发展离不开天燃气等动力能源,城市燃气管网运行存在来至人、设备、环境以及管理等各方面的风险隐患耦合作用,同时随着城市社会经济的发展,其凸显脆弱性,燃气管网各种风险相互耦合并引发事故灾难,将会对城市造成极大的破坏,相关事故在国内外屡见不鲜。为了减少城市燃气管网灾害事故的发生,从风险耦合的角度出发,对多因素耦合作用下城市燃气管网灾害风险的研究现状进行文献分析,从而发掘已有研究存在的不足。通过对国内外城市燃气管网耦合灾害风险的大量相关文献进行分析,发现过往研究存在以下问题:1当前对多因素耦合作用下的城市燃气管网的灾害风险作用机理进行的研究较少;2缺乏对城市燃气管网多因素耦合灾害风险演化规律的研究;3对城市燃气管网多因素耦合灾害风险评估模型的研究也较少;4也没有对城市燃气管网多因素耦合灾害风险的动态管控策略开展研究。针对此四方面的问题,最后提出了在城市复杂环境下,燃气管网面对多风险因素耦合作用时的研究方向,对多因素耦合灾害风险理论发展以及城市安全运行和管理起到促进作用。     

青岛环胶州湾地区暴雨特征及暴雨灾害风险分析

通过37年(1971-2007年)的气候资料分析了青岛地区暴雨气候特征和暴雨发生概率及重现期分布特征。基于暴雨是对青岛地区城市建设和发展影响较大的气象灾害,结合1984-2007年的暴雨灾情普查资料,进行了暴雨气象风险评估。总的看来,青岛环湾地区暴雨灾害风险最高的地区在崂山区、胶南市和市北区。     

基于PSR和AHP方法的西安市城市内涝脆弱性评价体系构建与脆弱度评估

本文基于灾害系统理论和"压力-状态-响应"模型(PSR),构建了城市内涝脆弱性指标体系。利用2010、2012、2016、2017年共4期西安市统计年鉴数据提取了西安市城市内涝脆弱性指标,使用AHP(层次分析法)计算指标权重,提出城市内涝脆弱度指数,并综合分析评价了西安市城市内涝的脆弱程度。研究结果表明:自然和社会状态对城市内涝的脆弱性起决定性作用,外在压力和后期响应作用次之。其中,水面面积、排水管网密度、坡度、暴雨强度是对城市内涝脆弱度影响最大的因子,均大于10%;建成区面积、暴雨次数、人口、从业人数、投入资金、绿化率、GDP、防洪堤长度对城市内涝脆弱度的影响一般,影响力在2%-9%之间;年降雨量、年降雨天数、道路长度对城市内涝脆弱度影响较小,均小于2%。西安市4期的城市内涝脆弱度指数均为较低水平,说明西安市的城市内涝脆弱度指标平稳,灾害风险小,比较适宜人居。西安市城市内涝脆弱性评价,对区域城市管理、灾害预警、推进海绵城市建设等具有重要意义。     

我国北方城市暴雨灾害演化过程及风险分析

提出一种基于灾害演化网络的风险分析方法,针对城市暴雨灾害的演化过程进行了风险分析。利用复杂网络理论构建北方城市暴雨灾害演化网络模型,将危机事件分为三个等级,并探讨了事件级别和出入度的关系;分析城市暴雨灾害链演化特点和暴雨危机事件后果蔓延规律,得到关键危机事件和演化链。结果表明,交通堵塞是我国北方城市暴雨灾害系统中关键危机事件;暴雨灾害演化系统存在短链、长直链和循环链三种结构,其中循环链中的危机事件互为因果,可自行激化,是灾害演化网络控制的关键结构。     

西安市老城区暴雨内涝模拟及其灾害风险评估

城市内涝灾害严重影响城市可持续发展,其灾害风险不仅受内涝积水影响,更与城市地形、人口分布和建成环境紧密相关。通过SWMM模型与GIS工具对西安市老城区10、20、50、100 a这4个重现期下2 h降雨进行暴雨内涝模拟,同时从危险性、暴露性和脆弱性出发构建内涝灾害风险评价体系,叠加运用传统数据与新兴多源数据计算内涝灾害指数。研究表明：西安市老城区在4个重现期下都出现较为严重的积水,排水管网系统尚不足以抵御10 a一遇的暴雨。积水严重区域主要集中在道路交叉口和城墙下穿区域、大面积城市广场和停车场、地势低洼处三类区域,主要原因是这些区域管线交汇且地势低洼,或存在大面积铺装且缺乏快速排水系统,或场地低洼且管网设计标准较低。西安市老城区内涝中、高风险区域主要集中在积水严重的道路交叉口、城墙下穿区域、城市广场和地势低洼处,主要原因是这些区域本身易积水,再加上周边的城市道路、人流车流、敏感设施相对密集,暴雨内涝影响严重。研究结果有助于深入认知城市内涝灾害风险,也有助于政府和相关人员准确绘制内涝风险地图。     

黑龙江省雷暴灾害损失风险评估与区划

利用黑龙江省2001-2005年78个气象站的雷暴资料,采用加权综合评价法和AHP决策分析法首次对黑龙江省雷暴灾害损失风险进行了评估,并与GIS技术耦合进行了雷暴灾害损失风险区划。结果表明:雷暴灾害高损失风险区分布在哈尔滨、绥化及双鸭山的市区,危险性和暴露性因子为主导因子;中等损失风险区集中在哈尔滨以及绥化所辖的大部分县市,还有牡丹江、鸡西、大兴安岭地区的部分县市,以及齐齐哈尔市、黑河市和讷河县等地;轻、低损失风险区分布在齐齐哈尔、黑河的大部分县市及东部平原地区。     

城市暴雨灾害风险评估及防御对策研究——以江苏省南京市为例

以江苏省南京市为例,从气象灾害发生维度评估城市暴雨气象灾害风险性。从致灾因子、孕灾环境和承灾体三方面构建南京暴雨灾害风险评价体系,采用2003-2012年统计数据对南京暴雨灾害风险评价指标进行等级划分,构建隶属函数判定评价因素与评价等级的隶属程度,建立二级模糊综合评价模型评估南京暴雨灾害风险,并选取2012年南京暴雨实例进行数据演算,验证该评价模型的有效性,最后提出南京暴雨灾害的防御对策。     

城市内涝风险识别、预警与韧性评估研究进展

城市内涝风险识别、预警及韧性评估是补齐城市安全风险短板的关键。在简单回顾国内外研究进展的基础上,对其研究思路和技术方法进行了概况性评述和深入分析,发现由暴雨预报转向风险预警的研究程度还需要深入,韧性评估技术没有一个科学的衡量标准,仍存在争议,难以精准服务城市内涝防御和城市安全应急管理。在未来发展趋势上,要进一步加强基于暴雨-内涝-灾损过程的风险感知、“数据+模型”双驱动下的城市内涝风险预警、考虑内涝灾害保险的韧性评估等技术攻关,为城市安全、城市韧性建设提供科学理论和实用技术的有力支撑。     

甘肃省暴雨洪水时空分布及风险评估

利用甘肃省1951-2008年的降雨资料,基于GIS平台进行了暴雨洪水灾害的时空分布特征分析,基于层次分析法建立了区域暴雨洪水灾害风险评估指标体系,对甘肃省暴雨洪水灾害进行了风险评价。研究结果表明:(1)甘肃省58 a中只有3 a没有暴雨记录,其他年份均有暴雨发生,甘肃省记录的日最大降雨量为167 mm,发生在平凉市;(2)近60 a来甘肃省暴雨量在空间上呈现从西向东逐渐增大的态势,累计暴雨量以庆阳市为最高,依次为平凉市、天水市和陇南市;(3)甘肃省暴雨洪水灾害综合风险最高的地区为临夏州、天水市、平凉市、庆阳市部分地区、兰州市局部地区和陇南市部分地区,其面积为2.95万km~2,百分比为6.77%;中等及较高风险地区面积分别为6.57万km~2和4.64万km~2,其面积百分比为15.05%与10.62%;较低和低风险区所占面积为29.51万km~2,所占面积百分比为67.56%。(4)甘肃省暴雨洪水灾害高风险区面积不大,但危害性较高,这些区域为该省主要的人口聚集地和重要的农业生产基地,对社会经济发展的影响较大,而综合风险较低的区域则多为戈壁滩和沙漠,人类活动较少,对社会经济影响较小。     

不同热力背景对城市降雨(暴雨)的影响(Ⅰ)──降雨分布的空间差异

如何准确描述和预测降雨（暴雨）的空间分布,已成为城市减灾防灾的重要内容。本文探讨了利用热信息研究城市降雨空间分布差异的方法．在遥感、ＧＩＳ技术支持下,利用对不同时期夏、冬季热图像的主成分分析和图像分割,将上海市１９５８～１９９８年热环境划分为自然、低温、高温３种不同的热力背景．在此基础上,就不同热力背景对城市降雨（暴雨）分布空间差异的影响规律进行了研究,为建立城市降雨空间差异预报模型奠定了基础．     

不同热力背景对城市降雨（暴雨）的影响（Ⅰ）—降雨分布的空间差异

如何准确描述和预测降雨（暴雨）的空间分布,已成为城市减灾防灾的重要内容,本文探讨了利用热信息研究城市降雨空间分布差异的方法。在遥感、GIS技术支持下,利用对没的期夏、冬季热图像的主成分析和图像分割,将上海市1958－1998年热环境划分为自然、低温、高温3种不同的热力背景。在此基础上,就不同热力背景对城市降雨（暴雨）分布空间差异的影响规律进行了研究,为建立城市降雨空间差异预报模型奠定了基础。     

基于机器学习方法的上海市暴雨内涝灾情预测模型研究

本文基于区域灾害系统理论,综合考虑致灾因子、暴露度和脆弱性,提出了一套暴雨内涝灾情预测指标体系;在此基础上利用上海市应急联动中心110接报暴雨内涝灾情数据,构建了暴雨内涝灾情预测BP模型(Back Propagation Model)和XGBoost模型(Extreme Gradient Boosting Model),并对比分析了预测模型效果,实现对上海市暴雨过程内涝灾情数量预测;最后对内涝灾情影响等级进行阈值划分,以期为暴雨内涝影响预报与风险预警业务、服务及灾害管理提供技术支撑。结果表明:1)综合考虑致灾因子、暴露度、脆弱性指标且不经主成分分析降维的指标组合作为暴雨内涝灾情预测指标体系时,BP模型和XGBoost模型的预测精度最优;2)全量样本XGBoost模型总体表现最优,暴雨内涝灾情的右偏分布和内涝灾情的异常高值均对XGBoost模型预测误差有不同程度的贡献;3)综合评价法在历史灾情百分位法和模拟灾情百分位法基础上,结合多年业务实践经验和用户对于110灾情的处置承受力对暴雨内涝灾情进行阈值划分,在实际应用中具有一定参考意义。     

上海暴雨涝害和叶菜损失综合评估模型及其应用

从上海夏秋制约蔬菜生产的主要气象灾害暴雨雨涝及影响机制入手，通过对叶菜不同生长期及淹水时间处理的正交逆态试验，建立叶菜淹水损失模型；在菜区主要土壤人工模拟暴雨渗流试验基础上，应用旱地水量平衡原理，通过菜区各地入渗、径流及排涝能力的分析计算，进行淹水程度估算；根据气象条件对叶菜生长动态变化的影响规律，建立叶龄估算式。最后，通过对空间点赋值及数据属性的识别和综合运算，生成雨涝淹水程度及叶菜损失等级统计表和分布图。经１９９７年７月１０～１１日暴雨的模拟验证，取得较好效果。该定量评估方法，为暴雨后快速、直观、客观地提供上海菜区淹水状况分布与叶菜损失率等灾情信息提供了可能。     

上海降雨特征及其对城市水情灾害的影响

利用上海降雨资料,分析了上海汛期降雨的变化和最大年日雨量极值的累积分布规律,近期降雨空间分布、暴雨频度和强降雨特征,及气候因子对水情灾害的影响。结果显示,汛期雨量大小对水情灾害影响较为复杂,大暴雨或强降雨是造成水情灾害的重要原因。初步探讨和提出了气候因子的灾害危险评估方法,并对上海各区(县)近期的暴雨灾害影响进行了危险评估;暴雨对上海地区水情灾害影响差异明显,崇明、市中心区和浦东新区暴雨灾害危险较大,南部地区的青浦、金山、奉贤和松江区危险较小。     

气候变暖背景下西南四省市暴雨洪涝灾害风险变化

为了对西南地区气候变暖前后四省市相对灾情指数变化、暴雨洪涝相对灾情概率分布和暴雨洪涝灾害致灾因子危险性风险进行评价,采用西南地区四省市83个气象站点的逐日降水和气温资料、以及灾情数据等,首先利用突变检验确定气候变化突变年,然后借助灰色关联法、信息分配法以及熵权法等进行分析。结果表明:西南地区四省市年平均气温于1998年发生突变,总体以0.26℃/10年的速率呈显著性上升趋势;四个省市1978-2018年间的相对灾情指数主要集中在0.65~0.85之间,其中以小灾、中灾居多,变暖后较变暖前大灾发生频次增加显著;暴雨洪涝致灾因子危险性评估中指数变化主要呈西南-东北走向,两边为危险性增加区域、中间地区增幅较少或有所减小,川渝地区在变暖前后暴雨洪涝灾害危险性均高于云贵地区。     

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。     

基于系统动力学的台风减灾决策研究

台风破坏性巨大,易与暴雨、洪涝、风暴潮灾害发生碰头现象,严重威胁沿海地区人民的生命和财产安全。因此,台风减灾决策研究对于保护人民生命财产安全至关重要。该文基于系统动力学和多灾种灾害建立防灾减灾模型,包括物资人员调度子块、信息传递子块、灾害系统子块。以海南省海口市台风灾情及政府防灾减灾工作为例进行数值模拟,仿真结果表明:政府资源调度能力越高,城市应急能力达到峰值速率越快;受预警等级及应急能力的影响,信息热度迅速上升至峰值,之后缓慢下降;对建筑物与电力系统进行抗灾加固,降低其脆弱性,提高水库堤坝及交通防灾减灾工作人员配比可以在很大程度上减缓灾情。该模型能为政府制定防灾减灾策略提供理论依据。     

城市灾害易损性及其评价指标

城市化的加速使城市成为国民经济和社会发展的重要区域,同时灾害给城市发展造成了巨大的损失。通过分析易损性的维度和时空性,并在总结多因子复合函数方法、模糊综合评价方法、数据包络分析方法等易损性研究方法的基础上,结合复杂的城市系统的内部特征,从人口易损性、经济易损性、社会易损性和生态环境易损性4个方面建立适合城市灾害易损性评价的框架;探讨了包括人口迁入率和经济密度等11个城市灾害易损性指标体系。最后指出城市灾害易损性研究对城市可持续发展有重要意义。