基于PGIS和水文-淹没模型的社区洪水风险分析——以浙江省台州市大田河流域为例

以浙江省大田河流域为案例,基于参与式地理信息系统（PGIS）开展野外调查,构建居民建筑及其室内财产的脆弱性曲线;利用HEC-HMS水文和HAND淹没模型,模拟6种洪水淹没情景,开展承灾体建模、暴露与潜在损失分析,从而实现社区尺度的多情景洪水风险分析。结果表明,基于PGIS的问卷调查和家庭访谈可有效收集社区本地知识并辅助完成风险分析。从2年一遇到500年一遇洪水,受淹建筑足迹由6.72%增至61.44%,总的暴露资产由23.24亿元增至222.48亿元;结合脆弱性分析得出,洪水潜在损失由3.86亿元上升为54.19亿元。社区的洪水年期望损失为4.89亿元,有必要采取综合性防洪适应措施,以应对未来可能加剧的洪水灾害风险。该研究可为开展社区参与式的洪水风险分析提供借鉴。     

基于小尺度的城市暴雨内涝灾害情景模拟与风险评估

自然灾害情景模拟与风险评估是灾害研究的核心内容和热点问题之一,但城市自然灾害风险评估至今却缺乏统一的程序与范式。本文选择了城市频发的暴雨内涝灾害为研究对象,结合上海市静安区实证研究,提出了一套基于小尺度的城市暴雨内涝灾害风险评估的思路与方法。基于灾害风险的基本理念,从致灾因子分析、脆弱性分析和暴露分析三方面入手,探讨不同情景下的小尺度城市暴雨内涝灾害情景模拟与风险表达方式;提出了小尺度城市暴雨内涝灾害风险评估宜采用情景模拟和综合分析方法,充分考虑城市的内部地形特征、降水、径流和排水等因素,创建一个基于GIS栅格的城市内涝模型,并基于多种重现期灾害情景,更客观地模拟内涝积水深度和淹没面积;采用多次实地调查获得的内涝损失数据,拟合出居民房屋和室内财产的灾损曲线;利用灾损曲线评估脆弱性、暴露要素和损失,建立超越概率-损失曲线,创建了基于GIS栅格城市暴雨内涝灾害的风险评估模型与范式,为制订城市暴雨内涝灾害风险管理和规划奠定了基础。这亦为进一步开展小尺度城市自然灾害情景模拟和风险评估研究提供了一种新探索。     

城市山洪灾害风险评价——以云南省文山县城为例

山洪灾害风险评价对于减灾防灾决策和管理非常重要。本文介绍基于遥感和GIS方法的应用,探讨一种快速、简便而且较为准确的城市山洪灾害风险评价方法。以发生于1998年7月26日文山城20年一遇山洪灾害为实例,将GIS的数字高程模型与实测的山洪水位和洪峰流量结合进行淹没分析,研究表明采用该方法可以模拟准确山洪泛滥范围,并计算淹没水深分布。根据不同水深指标,应用GIS工具完成了山洪灾害危险分区。本研究利用高分辨率遥感影像提供承灾体类型的可靠和准确数据用于易损性分析和期望损失评估的价值计算。根据典型区财产损失的抽样调查,建立了不同承灾体类型与水深的关系,并确定其损失率;应用GIS空间数据处理和分析的集成方法完成了复杂的损失评估。在此基础上,按期望损失程度进行分区划分而完成山洪风险评价。研究结果表明基于GIS和RS方法进行山洪风险评价效果良好,值得推广应用于其他洪水泛滥区。     

山洪灾害建筑物脆弱性曲线研究进展

山洪灾害会给受灾区带来巨大的人员伤亡和经济损失。房屋脆弱性分析是山洪风险研究的关键部分,而现有山洪灾害建筑物脆弱性曲线研究在数据来源、脆弱性量化、指标选择和曲线精度等方面仍缺少规范和标准。因此,本研究分别从脆弱性曲线的建立方法和多种致灾强度指标两个角度进行总结,为山洪脆弱性研究前景和中国山洪灾害防治提供参考。主要结论如下:(1)脆弱性曲线数据通常采用灾情调查数据、模型或实验模拟数据,也可以根据已有曲线进行本地化改进,或者提前调查房屋及内部财产高度的系统调查法。(2)致灾强度指标包括水深、流速、冲击压力、沉积深度等,其中水深和沉积深度脆弱性曲线研究相对较多。脆弱性相对一致的是砖混结构类建筑,100%损毁的致灾强度大约为:流速3.8 m·s~(-1),冲击压力44.5 kPa,沉积深度3 m。(3)各类建筑结构的脆弱性排序为:木框架结构砖混结构钢混结构。通过对研究现状和存在问题的分析,以及不同结构类型房屋损失状况的归纳,本研究认为未来山洪建筑物脆弱性曲线研究可以开展多源数据、多技术、多曲线的集成和共享,中国在修建山区建筑时应多借鉴其他国家经验,增强房屋的抗洪能力。     

考虑防灾减灾能力的洪涝灾害灾损率曲线构建——以里下河地区的李中镇为例

作为恢复力的重要内容之一,承灾体的防灾减灾能力是评估灾害经济损失的重要参考因素。根据在里下河地区李中镇调研所得数据,绘制初始灾损率散点图,构建了初始灾损率曲线;然后考虑防灾减灾能力因素,绘制实际的灾损率散点图和拟合曲线。结果显示：①在0.05的显著性水平下,住宅区、工业区、商业区、公共设施区和农业区五类承灾体财产的淹没水深与灾损率均存在乘幂函数关系。②考虑防灾减灾能力因素后,洪涝灾害对不同承灾体的经济损失有所减少。住宅区财产在淹没水深3 m时经济损失减少了34%,工业区在2 m时经济损失减少了17%,商业区在3 m时经济损失减少了24%,公共设施部门在2 m时经济损失减少了11%。防灾减灾能力因素对住宅区洪涝灾害经济损失的影响更加明显。本文作为有关灾损率曲线研究的有益补充,结果可为类似地区城镇的防灾减灾决策及灾害风险管理提供参考。     

风暴潮灾害脆弱性研究综述

脆弱性是自然灾害风险研究的热点,风暴潮灾害脆弱性与风暴潮自然过程强度以及沿海社会经济、人口、自然环境等因素相关。本文从风暴潮灾害脆弱性定义出发,对国内外风暴潮灾害社会脆弱性和物理脆弱性进行了回顾,重点对人口、海堤、房屋等风暴潮灾害典型承灾体物理脆弱性研究进展进行了论述,分析了风暴潮灾害脆弱性评价中存在的不确定性,探讨了风暴潮灾害脆弱性在灾害损失评估、保险及再保险、防灾减灾决策支持等领域的应用,对未来风暴潮灾害脆弱性研究提出了以下展望：①开发符合中国沿海区域风暴潮灾害特征和承灾体分布的定量化、精细化脆弱性曲线,拓展风暴潮脆弱性评价结果在保险理赔、灾害损失评估等领域应用;②气候变化背景下中国沿海面临风暴潮巨灾风险,迫切需要建立科学的基于灾害实地踏勘以及物模实验、数值模拟相结合的风暴潮灾害典型承灾体脆弱性评估方法模型。     

中国台风强度等级与可能灾害损失标准研究

台风灾害给中国沿海地区造成了严重损失,进行台风风险评估将为台风灾害有效规避提供科学依据,探讨台风强度等级和灾害损失之间的关系是台风风险定量评估的基础。利用1954-2008年间登陆中国东南沿海的174场成灾台风路径数据和对应的灾情记录数据,对台风强度等级和承灾体(农作物、人口、房屋和社会经济)的8项指标的损失数量关系进行分析,并对台风强度等级与各项损失率指标之间的关系进行拟合,得出各项灾损指标的损失率曲线。基于台风强度等级划分标准和损失率曲线,建立了适合于我国的四个强度等级的台风灾害损失标准划分方案:微度、轻度、中度和重度,对应的损失率用承灾体的社会经济指标来表征。研究表明:当台风强度等级达到第4等级时,灾害造成的损失率均有较大幅度的增加。本文构建的台风灾害损失标准可为进一步定量评估承灾体脆弱性及损失风险提供依据和参考。     

暴雨洪水灾害人口损失评估方法研究进展

在气候变化与城市化背景下,暴雨洪水灾害损失风险加剧,给人口生命安全带来极大威胁,评估暴雨洪水灾害的人口损失成为灾害风险研究关注的焦点问题。本文基于灾害系统理论,归纳了基于“致灾因子(H)—承灾体(V)—孕灾环境(E)—人口损失(D)”的暴雨洪水灾害人口损失评估的概念框架;基于现有国内外典型研究,梳理了相应的指标体系和研究方法,以“影响指标—损失指标—分析方法”多维图显示,认为“综合影响因素—人口损失”关系分析是评估暴雨洪水灾害人口损失的核心。目前人口损失的评估方法依据其考虑的要素可划分为：基于“H-D”关系的脆弱性曲线法、基于“H-V-E-D”关系的多要素综合法和刻画过程的灾害系统模拟法等。着重从数据可获取性和方法有效性两方面进行综述,认为单一方法不能满足人口损失风险评估的需求,因此从灾害系统角度出发,从单一要素向多要素综合发展、从指标统计分析向过程动态模拟发展、从单一方法向综合集成方法发展是人口损失及风险定量评估的发展趋势。     

风暴洪水主要承灾体脆弱性分析——黄浦江案例

脆弱性分析是自然灾害风险研究的热点问题之一。风暴洪水是上海黄浦江流域所面临的最主要自然灾害类型,历史上对该区域造成极为严重的灾害损失。通过多次灾后调查,结合前人研究成果,构建该区域7种主要承灾体经济损失脆弱性方程和人口脆弱性方程。基于前期黄浦江风暴洪水多情景危险性成果,开展实证研究,结果显示:经济损失和人口脆弱性分布自黄浦江上游地区向下游逐渐降低。最后,提出未来脆弱性研究中有待进一步完善和发展的工作。     

基于PGIS的社区洪涝灾害概率风险评估简

以福建泰宁县城区为例,基于PGIS 和概率（情景）风险分析方法,开展社区尺度的洪涝灾害风险研究。利用1949-2011年13 次历史洪灾资料,计算了洪水的强度—超越概率,得出大于洪峰流量2929.18 m³/s 和洪峰水位281.50 m的年超越概率为1.6%。在此情景下,县城淹没面积达1.3 km²（占总面积31.0%）,最大淹没深度超过3.5 m,最长淹没时间超过10小时,共有1846 幢建筑物（占全部建筑的42.2%）受影响。分别针对受灾区域房屋建筑、住宅室内财产和商户室内财产,建立灾损方程,评估损失价值,并绘制灾损地图。结果表明,洪涝灾害对社区造成的影响显著,有必要制定应急预案,建立早期预警等进行防灾降险。     

洪水灾害脆弱性研究进展

洪水灾害是当今世界最严重的自然灾害之一,洪灾经济损失及风险评估是防洪减灾领域的一项基础性工作,而脆弱性的确定是评估模型的关键.文章在对自然灾害脆弱性评估方法总结的基础上,着重对洪水情景模拟中代表脆弱性的灾损率曲线开展探讨.对灾损曲线的起源、建立方法和综合运用的趋势进行研究.国外保险业与政府开展此类工作较早,相比于国外已经取得的丰硕研究成果而言,国内灾损率研究远远不能为决策提供有效的指导,这与我国面临的巨大洪灾风险不相称.政府、保险等部门与科研工作急需结合起来,填补城市洪灾脆弱性研究空白,多参数综合调研、深入各种承灾体内部系统而细致地开展灾损率调查,对于减少未来洪灾影响,具有非常重要的实际意义.     

基于PGIS的社区洪涝灾害概率风险评估——以福建省泰宁县城区为例

以福建泰宁县城区为例,基于PGIS 和概率（情景）风险分析方法,开展社区尺度的洪涝灾害风险研究。利用1949-2011年13 次历史洪灾资料,计算了洪水的强度-超越概率,得出大于洪峰流量2929.18 m³/s 和洪峰水位281.50 m的年超越概率为1.6%。在此情景下,县城淹没面积达1.3 km²（占总面积31.0%）,最大淹没深度超过3.5 m,最长淹没时间超过10小时,共有1846 幢建筑物（占全部建筑的42.2%）受影响。分别针对受灾区域房屋建筑、住宅室内财产和商户室内财产,建立灾损方程,评估损失价值,并绘制灾损地图。结果表明,洪涝灾害对社区造成的影响显著,有必要制定应急预案,建立早期预警等进行防灾降险。     

基于FloodArea模型新疆山洪淹没模拟及致灾临界雨量阈值的研究——以皮里青河流域为例

以皮里青河流域为研究区,运用小时降水、土地利用类型、数字高程（DEM）、实测淹没深度等数据,基于FloodArea模型对研究区2010年5月2日、2012年6月3日、2016年5月9日、2016年6月17日洪水过程进行再现模拟,通过精度验证并建立了降水－淹没深度的关系,在此基础上确定了4个淹没等级对应的致灾临界雨量。相关分析得出喀拉亚尕奇乡累计8 h降雨量与模拟洪水淹没深度的相关性最好,达到了0.96,潘津乡降雨累计5 h的相关性最好,为0.99;通过实测数据对模拟淹没深度进行精度检验得出,喀拉亚尕奇乡和潘津乡两个考察点相对误差分别为0.47 m和0.1 m,误差率分别为31.33%和7.69%,FloodArea模型对研究区洪水过程模拟的效果较好,可以反映出该区域的洪水淹没情况,能为无水文资料的山区流域的山洪过程进行较为精准的模拟;按照山洪灾害等级划分标准和降水-淹没深度的关系得出,预警点累计5 h降水得到对应4个等级的致灾临界雨量阈值分别为：四级17.84 mm、三级32.39 mm、二级54.21 mm、一级76.04 mm。     

多灾种综合风险评估软层次模型

在复杂的灾害风险系统中,风险并非简单相加,但目前的研究成果基本是单一灾种简单相加得到的综合风险,缺乏可靠性。因此,此研究基于灾害风险系统理论,引入模糊信息粒化方法和模糊转化函数,利用模糊近似推理理论和方法,建立一个多灾种综合风险评估软层次模型。研究表明该模型的优势：1）不仅考虑了灾害风险系统中的确定性,而且还包括了随机不确定性和模糊不确定性;2）利用模糊信息粒化方法不仅减少了数据的不确定性,而且还包括了一些主观信息,使得评估结果更加接近实际,理论与实际紧密结合,更有利于风险管理者和决策者为减少损失规避风险提供依据;3）通过模糊转化函数将不同灾种得到的不同量纲的量转化同一量纲的量,以便于综合分析和模糊近似推理,获得多灾种综合风险。以云南省丽江地区（市）的地震－洪水灾害为例,验证多灾种综合风险评估软层次模型的实用性,并将其结果与世界银行灾害管理中心和哥伦比亚大学灾害和风险研究中心所建议的风险评估模型（HMU－CHRR模型）的结果进行比较分析,讨论了本研究所建模型在多灾种综合风险评估中的特点。     

产业网络灾害经济损失评估研究进展

开展产业网络灾害经济损失评估研究,是理解产业网络脆弱性和潜在风险,科学指导灾前风险防范及灾后恢复重建决策的关键环节。本文从产业网络中灾害扩散的角度,对其造成的经济损失类型及研究进展进行了系统梳理。结果表明,产业物理损失方面,主要通过建立灾害强度参数与厂房建筑、生产设备及存货等物理损失程度间的脆弱性曲线进行评估。受灾产业中断损失方面,应关注其组合投入要素物理受损情景下的生产能力损失程度(PCLR)。产业网络灾害波及损失方面,主要存在微观“企业供应链网络”和宏观“产业链网络”二种研究尺度。其中,前者以微观企业个体为基本粒度,利用复杂网络分析方法,模拟灾害依托企业供应关系扩散的空间过程及其造成的供应链中断损失;后者以聚合的产业部门或区域为基本粒度,利用投入产出(IO)、可计算一般均衡(CGE)等宏观经济计量模型,模拟灾害在产业部门或区域间的扩散过程及其造成的宏观区域经济损失。最后,从情景分析的视角,构建包括灾害事件场景、产业网络暴露、节点物理损失和中断损失、供应链网络中断损失、宏观产出损失于一体的多过程、多尺度经济损失集成评估体系,以综合模拟灾害损失在产业网络中的放大效应。     

海南橡胶树热带气旋风灾易损性评估

面向橡胶树热带气旋风险评估及保险应用,文章对橡胶树风灾易损性进行了量化评估。基于1971―2010年橡胶树种植及16场热带气旋的橡胶树农场尺度损毁统计数据,计算了每场热带气旋灾害发生时各农场开割、未开割2类橡胶树,倒伏、断主干2 m以下、断主干2 m以上、半倒、全部主枝折断5种类型的损毁率;使用热带气旋参数风场模型,模拟得到1 km栅格分辨率的风速,优选3 s极大风速（V_3s）作为致灾强度指标,建立了6~14级风速区间2类橡胶树5种损毁类型的易损性曲线,并量化表达了损毁率的不确定性。结果表明,开割树（未开割树）自V_3s达6（7）级起开始受到损毁,各类型损毁率在V_3s达到9级后上升速度较快,在V_3s达到14级时,总损毁率达到近70%（55%）;未开割树的易损性低于开割树;易损性的不确定性特征随风速区间、承灾体种类、损毁类型不同而不同。橡胶树易损性曲线的建立及其不确定性的量化为橡胶树热带气旋巨灾风险建模奠定了良好的基础。     

珠江三角洲地区未来海平面上升及风暴潮增水的耕地损失预测

珠江三角洲地区是中国海岸带中风暴潮灾害最集中的区域之一。在全球气候变化和海平面上升的影响下,风暴潮灾害将对该地区农业生产造成巨大的损失。在借鉴相关经验与研究的基础上,建立风暴潮增水灾害耕地产量损失评估模型,选择广东省珠江三角洲地区为研究区域,以该地区的DEM、土地利用等数据为基础,通过实地调研获取当地的作物种植结构、轮作方式、作物单产、不同淹没高度下不同作物的损失率等数据资料,基于未来海平面上升及风暴潮增水的不同时间情景,估算并分析了2030、2050及2100年珠三角地区耕地受灾范围的空间分布特征及产量损失变化情况。结果表明：受气候变化的影响,未来珠三角地区风暴潮影响下的耕地淹没面积比重不断上升,其中阳江、佛山和东莞等地耕地淹没面积从2030年到2100年增加较为明显,广州和珠海的耕地淹没面积增加幅度则较为缓和。从耕地淹没造成的农业产量损失来看,蔬菜、稻谷和花生等主要作物的损失产量比重呈现增加趋势,且蔬菜的增幅最大,其次是稻谷。其中广州、江门、阳江等地稻谷、花生、蔬菜的损失产量比重均表现为持续上升。     

渭河下游河流沿线区域洪水灾害风险评价

区域洪水灾害风险评价是洪灾评估和管理的重要内容。依据灾害系统理论,利用G IS方法,综合分析了渭河下游对洪水灾害有影响的降水、地形、水系、过境洪水和防洪工程等自然致灾力和孕灾环境的影响度,以及承灾体遭受不同强度洪水可能损失程度的易损性影响度,运用层次分析法和因子叠加法,从自然和社会属性两个方面对洪灾风险进行了综合评价和分析。结果表明:研究区洪水灾害风险整体上以渭河下游干流为中心逐渐向两边递减,即离主干河流越近,风险越高,反之越低;从行政区划上来看,西安市城区和临潼区基本处于高风险区,而华县、华阴市和潼关县基本处于低风险区。     

自然灾害的影响及间接经济损失评估方法

灾害的损失受灾前经济发展水平、灾种差异、灾后恢复重建策略、灾害管理水平和灾害保险体系完善程度等复杂因素的影响,加上基础数据精度、获取难度和校验的不确定性,目前还没有有效的灾害间接经济损失评估方法。而已有间接经济损失评估方法存在不足：首先,评估对灾害间接经济损失的构成、时空维界定模糊;其次,评估模型假设太多往往偏离灾后实际经济状况;最后,模型对灾害扰动的动态影响机制考虑不足,往往忽视灾后经济系统的弹性和部门生产容量的动态变化特征。因此,在进行灾害损失评估时应注意灾害对经济影响的动态机理,结合不同灾害类型对经济影响的特点和当地的经济发展状况,合理设置相关参数,使模型更切合实际,从而更合理有效的评估灾害造成的间接损失。     

海平面上升背景下黄浦江极端风暴洪水危险性分析

黄浦江流域是典型的风暴洪水脆弱区。随着气候变化和海平面上升,未来该区域可能遭受更为严重的灾害影响。从海平面绝对上升、构造沉降和压实沉降三个方面预测了2030 年和2050 年该区域海平面相对上升值为170 mm和390 mm。在此基础上,结合最大天文潮位值和最大风暴增水值,估算了2030 年和2050 年极端风暴洪水位将分别达到7.17 m和7.39 m。基于高精度洪水数值模型开展了2030 和2050 年两种极端风暴洪水情景模拟,结果显示黄浦江两岸地区均可能被淹没,上游地区较中下游地区受淹将更为严重。进而提出未来研究中需重点关注不确定性分析、防汛墙溃堤淹没情景分析和风暴频率—强度变化等领域。