山东省雷电灾害风险评估管理平台设计与实现

以提高山东省雷电灾害风险评估工作实效性、准确性和规范性为目标,通过对雷电灾害风险评估相关参数的分析研究,建立了具有山东省区域特色,涵盖多个行业性质特点的雷电灾害风险管理模型,在此基础上研发了山东省雷电灾害风险评估管理平台。该平台基于符合SOA和Java EE设计理念的支撑应用体系架构,采用XML,Web Services和自定义协议等技术,可以实现业务系统之间的业务集成,同时保持了各个业务应用系统之间的相对独立和松耦合。根据目前投入业务运行情况来看,基本满足山东省各级防雷技术服务机构雷评业务需求。     

雷电流幅值特征分析及在雷电灾害风险评估中的应用

通过福建省闪电定位系统监测到的2007—2011年的闪电定位数据,并利用SPSS与MATLAB等软件对其进行分析与统计。了解福建省范围内所发生闪电的雷电流幅值集中分布范围与雷电流累积概率的特征,并通过软件与现行雷电流幅值累积概率的公式进行数据拟合,总结最适合福建省雷电流幅值累积概率的计算公式。同时,结合广泛用于雷电灾害风险评估中的IEC 62305-2010的评估方法,对雷击建筑物导致的物理损坏概率(PB)等参数提供界定的参考。     

层次分析法在区域雷电灾害风险评估中的应用

文中详细介绍了层次分析法的原理和计算方法,并举例说明该方法在区域雷电灾害风险评估中的应用。针对传统专家打分法的弊端,结合工作实际,建议采用背对背德尔菲法两轮打分和背对背与集体讨论相结合的两种群判断方法,这样能够减少专家对项目理解的偏差,有效提高评估的客观性,使最终评估结果趋于合理。同时建议建立群判断规则,避免出现分歧较大的打分结果。     

CAMS-LNWS雷电临近预警系统在山东地区的应用

随着经济的发展,雷电对城市发展建设的威胁日益严重,开展雷电监测及预警预报技术的研究成为灾害防御工作的重点。该文简要介绍了CAMSLNWS雷电临近预警系统及其在山东地区的应用,通过选取典型雷暴天气过程对预警结果进行分析和评估,给出不同预警时效预报结果的评分值,并分析出现差异的原因。结果表明:该系统能够对可能发生雷电的区域进行有效预警,随预警时效的延长,预警效果有所降低。     

青岛地铁三号线雷击风险评估分析

依据相关的国家技术规范,参照国际规范,根据设计文件数据和山东省闪电定位系统的探测数据以及现场勘查情况,对青岛地铁三号线进行雷击风险评估。分析得出:三号线各车站的年平均雷击次数和平均雷电流均有不同的差异,因此各车站及相关建(构)筑物的防雷工程设计应根据其所在地的雷电数据进行计算和设防;经计算,控制中心、车辆段和综合基地属第二类防雷建筑物,各地铁出站口为第三类防雷建筑物;评估得出,危险品库的人员损失风险值大于规范规定的容许值,应增加或改进防雷措施。     

基于加权贝叶斯网络的海洋灾害评估与管理

在全球气候变化背景下,海洋灾害的群发性、难以预见性和灾害链效应日显突出,带来的损失逐年上升,开展海洋灾害评估对于海洋经济建设、资源开发和工程建设具有重要的现实意义。文章首先基于风险理论剖析了海洋灾害风险的不确定性特征,构建了灾害评估指标体系;然后基于贝叶斯网络模型,提出了处理不确定性灾害评估的风险贝叶斯网络,进而基于主客观定权,构建了加权贝叶斯网络评估模型;最后对我国沿海地区海洋灾害开展评估研究。实验表明,该评估模型实现了海洋灾害的风险评估,具有一定的科学性和可行性。     

山东省雷电灾害特征分析及防雷减灾对策研究

利用2006—2013年山东省17个地市的雷电灾害数据资料,统计分析了山东地区近8a雷电灾害的时间、空间、行业分布特点以及造成的人员经济损失,并利用气象学统计分析中的分级统计法,得出17个地市雷电灾害数量等级标准的量化取值,绘制出了山东省2006—2013年的雷电灾害数量等级空间分布图,与以闪电定位基础数据绘制的密度空间分布图进行了对比分析,提出了相应的防雷减灾建议对策。     

基于加权贝叶斯网络的海洋灾害风险评估

全球气候变化背景下,海洋灾害的群发性、难以预见性和灾害链效应日显突出,造成的损失逐年上升,开展海洋灾害的风险评估工作至关重要。针对海洋灾害评估中的不确定问题,本文首先基于风险理论剖析了海洋灾害风险的不确定性特征,构建了灾害评估指标体系;然后基于贝叶斯网络模型,提出针对不确定性灾害评估的风险贝叶斯网络,进而基于主客观定权,构建了加权贝叶斯网络评估模型;最后对我国沿海地区海洋灾害开展评估研究。实验表明,该评估模型有效实现海洋灾害的风险评估,具有实际可操作性。     

构建我国海洋灾害风险评估管理机制初探

针对目前我国海洋灾害评估管理存在的灾害风险意识淡薄、海洋预警预报能力较薄弱、缺少统一的灾害应急指挥决策系统、海洋灾害评估管理模式与急剧扩张的沿海经济规模不相适应、海洋灾害管理法律体系不健全等主要问题,探讨了通过完善组织管理体系、规范海洋灾害预警预报机制、建立减灾防灾法律法规体系、形成科学的灾害风险评估机制、构建海量信息共享平台、开展海洋灾害风险意识教育来构建我国的海洋灾害风险评估管理体系。     

基于信息扩散技术的华南极端台风灾害风险评估

利用2005—2016年登陆华南地区的12个极端台风灾害样本, 综合考虑了承灾体脆弱性和防灾减灾能力, 对华南地区进行极端台风灾害风险评估, 步骤如下: 1) 以各指标的灰色关联度为基础, 构造华南极端台风的危险性指数、脆弱性指数和防灾减灾能力指数; 2) 根据灾害风险数学表达式, 以层次分析法确定的系统权重为基础, 构造华南地区极端台风灾害风险指数; 3) 通过二维正态扩散技术构造原始信息矩阵和模糊关系矩阵, 利用因素空间理论进行模糊近似推理, 计算得到由风险指数近似估计直接经济损失指数的风险估计值; 4) 利用超概率评估模型, 对极端台风的直接经济损失率进行超概率评估。结果表明, 构造的风险指数与实际情况较为吻合, 计算得到的风险估计值与直接经济损失指数变化趋势较为一致, 均方误差为0.20, 相关系数为0.78。结果还表明, 由极端台风造成的直接经济损失率为0.1%, 已成为常态风险, 华南地区极端台风灾害的超越概率与直接经济损失率呈现出良好的线性关系。     

福建沿海浪潮耦合漫堤风险评估:以台风天兔为例

漫堤是天文潮、风暴潮与海浪等物理要素作用于海堤后海水翻越海堤的物理过程。本文利用天文潮-风暴潮-台风浪耦合模式(ADCIRC+SWAN)、基于非结构三角形网格和高分辨率地理数据(海堤位置和高程、岸线和水深等)构建福建沿海精细化漫堤风险等级评估系统。该系统在近岸网格分辨率最高达50m,可精确刻画福建沿海复杂地形。利用模拟的水位与海浪参数,采用波浪爬高公式计算得到各海堤堤前波浪爬高。按照总水位与波浪爬高之和与海堤高程的对比,将漫堤风险分为五个等级。对2013年的超强台风天兔过程进行后报检验。结果显示,该系统计算的漫堤情况与灾后调查的漫堤实况基本一致,结果准确,说明本研究中采用的漫堤风险评估标准和方法是可行的。在此基础上,设计了4种不同的台风强度等级,对福建沿海206条海堤进行了漫堤风险等级评估,探究台风强度对漫堤风险的影响。结果表明:波浪爬高对漫堤风险的影响高于单纯的风暴潮增水;风暴潮增水随台风强度的增强增量较小,对于漫堤的风险影响较小;福建沿海波浪爬高普遍较高,随着台风强度的增强,波浪爬高会显著增加漫堤的风险等级,且应重视台风浪对海堤造成的冲击所导致的溃堤灾害。本研究可为沿海防灾减灾提供科学依据。     

相邻地区风暴潮灾害风险评估与区划成果集成方法初探及应用

由于风暴潮灾害常年对我国造成严重影响,因此国内许多沿海省(自治区、直辖市)均开展了风暴潮灾害风险评估与区划工作。随着该工作的陆续完成,考虑全局风暴潮灾害风险管理的需要,即将面临相邻地区成果衔接或集成的问题。为此,文章开展了相邻地区风暴潮灾害风险评估与区划成果集成方法的初步研究,提出潮位、增水、淹没水深、危险性、脆弱性、风险等级和风险区划等模型计算或评估结果的分类集成方法,并以上海市沿海5区的3个区域风暴潮模型的计算和评估结果为基础进行了方法应用,成功获得了上海全市的集成成果。文章提出的成果集成方法旨在为全国其他沿海省(自治区、直辖市)、县的成果集成提供方法借鉴。     

温州瓯江口浅滩地区越洋海啸影响评估计算

日本“3·11”地震海啸事件发生后,为了避免灾难重演,各滨海国家在加强海啸基础理论研究、改进海啸预警系统的同时,还应对沿海重大工程及重点保障目标进行地震海啸灾害风险排查及再评估工作;对在建的重大基础设施和社会经济功能区划应进行全面的地震海啸安全论证.在此背景下,该文首先概括总结了我国东南沿海的地震海啸风险及历史海啸事件时空分布,简要介绍了越洋海啸传播特征.海啸源选取基于潜在可能最大海啸,选取环太平洋地震带上的潜在地震海啸源,进行温州瓯江口地区越洋海啸影响评估计算.海啸数值计算模型采用美国康奈尔大学的COMCOT模型,利用该模型对2010年智利海啸、2011年日本海啸进行了近场、远场模拟验证,计算结果与观测数据吻合良好,模型可信.应用联合国教科文组织政府间海洋学委员会(UNESCO/IOC)太平洋海啸预警系统的海啸危险性等级标准,结合评估计算结果,对瓯江口浅滩地区海啸危险性进行等级划分,获得了该地区的海啸危险性初步评估结果.结果表明:在所选的10个潜在或历史海啸源产生的越洋海啸对研究区域的影响均小于100 cm,此规模的海啸不易对该地区造成灾害性影响.研究结果对于指导该地区的海啸灾害风险评估及风险排查具有一定的参考价值.     

风暴潮灾害情景下海岸带暴露指数时空演变研究——以福建省东山湾为例

暴露指数反映了环境在面对极端天气事件时承受灾害的潜在风险程度。研究利用遥感影像数据、数字高程数据(DEM)、海洋水深及风力数据等, 基于暴露指数模型, 以福建省东山湾为案例研究区域, 对风暴潮灾害情景下的海岸带暴露指数及其时空演变进行分析。研究结果显示: (1)近十年来, 东山湾海岸带暴露指数总体呈下降趋势, 潜在风险程度为“中”及以上区域占比由67.14%下降至59.06%, 海岸带在面对风暴潮灾害等极端天气事件时潜在的风险程度总体降低, 海湾地貌类型差异及其形态变化是影响东山湾暴露指数产生波动的主要原因; (2)基于暴露指数评价结果, 结合海岸带开发利用现状, 研究可对东山湾海岸带生态环境的敏感区域进行识别, 并制定具有针对性的开发利用与风险防范对策, 为海岸带空间规划、生态保护修复格局的科学划定提供理论支撑, 在助力海岸带陆海统筹和可持续发展上具有重要意义; (3)研究提出的一种基于时间序列的暴露指数研究技术路线和框架, 可为海岸带脆弱性评估、海岸带韧性评估、海岸带灾害监测预警等相关研究提供新的研究视角, 在基于深度学习的海岸带灾害风险预警与灾害模拟等方面也具有较为广阔的应用前景。     

河北省海冰灾害风险评估和区划研究

开展海冰灾害风险评估和区划,有助于指导结冰海区沿岸各级政府制定和优化海冰防灾减灾决策,以最大限度地减轻海冰灾害造成的损失。本研究选取冰厚、密集度及冰期和各类承灾体密度、规模等作为评估指标,将河北省沿海县级行政区所辖海域作为基本评估单元,利用权重分析等方法,对河北省的海冰灾害风险进行综合评估。在此基础上,结合海冰防灾减灾的实际需求对河北省的海冰灾害风险进行空间区域的等级划分,并绘制风险等级分布图。所得结果较为真实地揭示了海冰灾害风险在河北省所辖海域的分布状况,可为河北省的海冰灾害风险管理等提供依据。     

基于突发海洋生态灾害防范的海洋工程海冰灾害风险监测——以渤海石油平台为例

基于突发海洋生态灾害防范的需求,文章以渤海石油平台为例,研究海洋工程海冰灾害风险监测系统及其应用。研究表明,围绕风险监测的目标和内容确定系统构架,渤海石油平台海冰灾害风险监测系统主要包括结构运行状态监测和海冰环境要素监测2个子系统,可综合结构振动监测和冰情监测直接判别和动态监控风险等级。     

地市级气象灾害预警发布系统

随着极端天气气候事件频发,气象灾害及其次生灾害发生的几率也越来越大,气象灾害的及时预警发布在服务过程中显得尤为重要.以地市级气象灾害预警发布系统为例,从基于卫星资料云顶亮温反演模式的灾害预警、自动站数据监测自动报警、预警信息发布方式等方面阐述了系统的建设使用情况.     

基于模糊等价关系的聚类分析方法在鱼类种群 鉴定和海洋强风暴潮灾害评估中的应用研究

利用基于等价关系的模糊聚类分析方法,在鱼类形态种群鉴别和强风暴潮灾害评估方面进行建模分析。选取长江、 珠江草鱼及其杂交组合的后代共2 340 个数据,以及1981-2000 年以来对上海造成灾害的13 场强风暴潮过程及灾害资料数 据,利用模糊聚类模型分别进行试验和数据实证分析,结果表明该方法是实用及有效的。     

海上船舶碰撞溢油风险网格化评估

为进一步提升船舶碰撞溢油风险评估在空间层面的精确性,基于船舶AIS数据和地理信息网格划分技术,本文提出了一种船舶碰撞溢油风险网格化评估模型。选择北部湾海域作为计算案例,详细介绍了基于GIS的网格划分方法,利用AIS数据和海域功能区划,分别开展了事故概率指数、事故规模指数和区域环境敏感指数的计算,并综合3种指数计算得到了船舶碰撞溢油风险指数。该计算方法可直观地展示目标海域中的高风险区域,便于船舶航行中对其进行针对性关注,对维护航运安全具有一定的促进作用。     

海堤安全风险评估技术研究

我国现行规范体系中,关于堤防工程安全标准的确定,主要根据工程级别确定设计重现期,从而选定工程设计参数。文中提出了依据安全风险评估的结果确定海堤安全风险等级方法。首先,通过对海堤灾害进行风险识别和分析,将洪水灾害和海堤结构自身安全失效作为海堤灾害两种主要形式,建立了海堤灾害故障树。然后,将水文动力条件作为随机变量,从频率分布角度定量计算海堤洪水灾害风险程度和结构安全失效风险,提出了海堤安全风险评价方法。最后,依据规范中关于海堤等级和重现期标准的规定,结合海堤洪灾安全风险和结构自身安全风险的评价结果,确定海堤安全风险等级。文中提出的海堤安全评价技术依据海堤风险定量计算结果,从海堤现状条件满足其设计功能目标有效程度,判定海堤安全等级的级别,是一种相对较新且更科学的方法。该海堤安全风险评估技术为海堤管理和建设提供科学支撑。