暴雨洪涝淹没模型在洪灾损失评估中的应用

为了开展客观定量的暴雨洪涝灾害评估,探讨了基于暴雨洪涝淹没模型的暴雨洪涝灾害损失评估业务流程,其核心环节有两部分：估算因降水造成的淹没范围和建立适用的经济损失评估模型。其中暴雨洪涝淹没模型以最大坡降算法和曼宁公式计算暴雨洪涝汇流过程,通过给定汇流时间得到研究区域的淹没面积和水深;经济损失评估模型由直接经济损失和间接经济损失构成,直接经济损失由淹没范围内各类财产的价值乘以其相应的损失率得到。以武汉市江夏区2010年7月一次暴雨洪涝灾害过程为例给出了整个评估流程的实现过程,结果表明基于暴雨洪涝淹没模型的洪涝灾害损失评估业务流程物理意义清楚,表达了暴雨-径流-洪涝灾害全过程,可用以提高洪涝灾害影响评估的定量化程度,同时也为暴雨洪涝风险管理提供一定的依据。     

基于隐马尔可夫模型的中小河流致灾雨量阈值研究

基于数字高程模型(digital elevation model,DEM)高程数据和D8算法实现了湖南中小河流流域子流域划分。利用洪水预报网络传播模型,构建中小河流各子流域径流拓扑结构并提出了空间子流域等效面雨量的概念。基于等效面雨量序列和径流观测序列,构建了基于时空概念的隐马尔可夫降水-径流模型,并利用该模型计算了中小河流各子流域不同时间尺度条件下暴雨致灾临界面雨量阈值,最后利用2010—2015年实况资料对阈值进行检验,结果证明相比传统统计法,新方法的计算结果与传统方法结果一致且具有很好的准确性和稳定性。基于2015年6月的一次暴雨灾害预报,证明了该方法适应于业务化运行。     

强台风“云娜”灾害特征及其评估

根据0414号台风“云娜”灾情调查,使用模糊聚类方法对1949~2004年影响浙江省的重大台风灾害进行分析比较,认为台风“云娜”是浙江省1956年以来所遭遇的最严重台风灾害。综合评估结论:①建国以来台风灾害损失与工农业总产值的比值呈上升趋势,台风“云娜”造成的经济损失与当年生产总值之比为3.54:100;②风暴潮为沿海台风灾害的主要因子,建成标准海塘后,大风上升为首要致灾因子;③沿海农村新建(构)筑物和城市广告牌在台风“云娜”中安全问题突出,民营企业抗灾能力也凸显薄弱环节。     

南渡江流域暴雨洪涝致灾临界面雨量的确定

基于海南省南渡江流域龙塘水文站1976—1987年和2009—2010年的逐日气象水文资料,采用HBV-D水文模型,通过对模型参数率定和验证,确定了适合南渡江流域的HBV-D水文模型最优化参数。结果表明：该模型在1976—1981年率定期、1982—1987年验证期和2009—2010年验证期的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.891,0.831,0.953,相关系数分别为0.944,0.912,0.977,达到了0.01显著性水平。通过建立的南渡江流域HBV-D水文模型进行模型反演,确定了不同前期水位 (7 m,8 m,9 m,10 m,11 m) 的面雨量和水位关系,根据龙塘水文站的警戒水位、10年重现期水位、30年重现期水位、50年重现期水位作为不同等级预警的临界判别条件,最终确定了不同前期水位的致灾临界面雨量指标。     

近76年我国洪涝灾损度变化特征分析

根据《中国统计年鉴(2017)》《中国水旱灾害公报(2016)》和民政部年度《社会服务发展统计公报》、以及气象部门统计历年降雨量等资料,对1950年以来我国的洪涝灾损度特征进行了综合分析。结果表明,我国因洪涝造成的农业受灾和成灾面积、房屋倒塌、人口死亡、直接经济损失等灾损度均呈下降趋势,尤其进入21世纪以来的下降幅度较大,但年际和年代际全国降雨量呈波动性变化,并无明显增减趋势。由此,可以说明尊重自然规律、科学治理和防御洪涝灾害取得了成效。     

一种简化的暴雨灾害风险及影响评估方法和应用研究 ——以京津冀“7·21”暴雨事件为例

文章综合考虑中国区域范围内降雨时空分布特征以及地理地貌等特征,将全国降雨区划分为4大类,在此基础上,得出不同降雨类区暴雨致灾因子的强度等级评定方法;同时,研究确定了与暴雨灾害密切相关的地形高程、高程标准差、河网密度、土壤类型等环境脆弱性影响要素,并对各类要素分别进行了分级评定;将各类环境脆弱性影响要素结合暴雨致灾因子要素,运用加权求和方法建立了暴雨灾害综合风险评估模型;并结合GIS技术,将城市、农村人口分布情况、用地等数据叠加到风险分布格局中,最终分析得出不同风险等级下影响的城市和农村人口数量、土地面积等内容。该评估模型相较于以往其他暴雨风险评估模型,其适用范围更广,可以适用于全国范围内的任意区域暴雨灾害风险评估;实时评估业务能力更强,将该模型结合降雨实况资料或预报资料可以对全国任意区域降雨灾害综合风险进行事后、跟踪评估或预评估;评估对象更有针对性,结合GIS技术,可以针对得出的风险分布结果分别给出不同风险等级范围内的承灾体受影响的定量评估结果。     

灾害及灾害管理研究评介

从“降低对天气的气候极端事件的脆弱性”主题出发，评介了灾害及灾害管理方面的若干研究成果，旨在为气象部门的灾害性天气决策服务和民政部门的备灾和救灾工作提供某些借鉴。     

暴雨灾害风险及其对农业影响的评估

综合考虑降雨区域类型、发生强度和持续时间,确定了暴雨灾害致灾因子的综合强度分级标准;将地形高程、高程标准差、河网密度等环境脆弱性要素结合暴雨灾害致灾因子,建立暴雨灾害风险评估模型,并进行分级评估;应用GIS将农业易损性指标叠加到暴雨灾害风险区划中,得到不同等级风险下农业受影响的程度。以"7·21"暴雨为例,进行模型的应用及检验分析,结果表明:降雨量最大的葫芦岛大部、丹东宽甸县暴雨灾害风险等级为极高;致灾因子危险等级相同时,辽宁中部平原地区较辽西、辽东丘陵地区暴雨灾害风险等级高;农业易损性较高的沈阳大部、鞍山北部、丹东局部、锦州大部、铁岭部分、葫芦岛大部地区农业受灾较重。评估结果与事实灾情较一致。     

青海省洪涝灾害的时空分布和致灾雨量特征

基于2008—2020年青海省的灾情记录,利用灾损指数分析了青海省洪涝灾害的时空分布特征,确定了青海省的洪涝灾害高风险区。同时采用2017—2020年多源融合的CLDAS降水数据,利用机器学习算法建立了洪涝灾害预报模型,确定了致灾雨量阈值。结果表明：（1）青海省洪涝灾害2018年最多,共98次,2014年最少,共16次,7—8月是洪涝灾害的高风险时段。空间变化表现为,基于年平均灾害次数的高风险区为海南州-海西州东部,基于年平均灾损指数的高风险区为海东市-西宁市。（2）利用多种机器学习算法,得到基于CLDAS数据的1 h、2 h和24 h雨强是预警灾害的降水因子,海南州-海西州东部1 h或2 h最大雨强达到6.8 mm,或者24 h最大雨强达到11.1 mm,是预警洪涝灾害的降水阈值。海东市-西宁市及邻近地区1 h或2 h最大雨强达到13 mm,或者24 h最大雨强达到18.2 mm,是其预警洪涝灾害的降水阈值。     

基于灰色关联度法的雾灾损失评估模型研究

根据大雾灾害的实际情况和数据的可得性,选取了死亡人数、受伤人数、受灾面积、大雾持续时间和直接经济损失作为评价指标,运用灰色关联度法来建立雾灾损失评估模型,并进行实例分析。结果表明：运用灰色关联度方法建立的雾灾损失评估模型进行雾灾的灾害等级划分,是较为合理的,基本符合实际情况。     

基于GIS的南宁市暴雨洪涝灾害风险评估与区划

用南宁市气象数据、自然地理数据和社会经济数据,组成自然致灾因子易发性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个指标,借助GIS的空间分析和叠加分析功能,构建南宁市暴雨洪涝灾害风险评估指标体系,得出南宁市1000m×1000 m为单元的暴雨洪涝灾害综合风险区划图.结果表明,南宁市范围内发生洪涝灾害风险最高的处于宾阳,其中危险性最高的地区处于宾阳县的东部和北部,脆弱性最高的地区则处于宾阳县的中部和横县的东南部地区.该风险区划结果基本反映了南宁市暴雨灾害的潜在风险.暴雨洪涝灾害防御的重点区域应放在风险较高的区域.     

鄱阳湖水体淹没模型研究

根据丰水季鄱阳湖流域降水对鄱阳湖水位的影响研究, 建立鄱阳湖水位变化降水预测模型;并利用近10年卫星遥感对鄱阳湖水域面积的监测及相应时相鄱阳湖水位资料的分析, 研究出丰水季鄱阳湖水体淹没模型, 解决了洪水季, 云天状况下, 气象卫星难以监测下垫面洪涝灾害的难题。通过对鄱阳湖水体淹没模型进行模拟验证, 结果表明, 鄱阳湖实施退田还湖以后, 湖体水面模拟结果与遥感测算值相对误差为0.9%～3.6%, 模拟效果好。     

暴雨灾害风险评估与区划的研究现状与进展

为暴雨灾害风险评估与区划研究需要,综合20年来国内外一些学者在灾害风险评估方面所取得的研究成果和相关文献资料,简要介绍了暴雨灾害风险区划的基本原理与技术路线;概述了暴雨灾害风险评估与区划的基本步骤;着重对暴雨灾害风险评价具有借鉴意义的模糊综合评判方法、灰色系统理论、信息量模型、人工神经网络方法等四种数学评价模型的适用性进行了分析;最后,指出未来暴雨灾害风险评估与区划研究工作的重点,一是优化暴雨灾害风险评估指标体系,二是合理选择暴雨灾害风险评估与区划的支持系统,三是完善暴雨灾害风险评估与区划的方法。     

上海市城市暴雨内涝评估建模及模拟研究

随着城市化的推进,暴雨内涝逐渐成为许多城市的主要自然灾害,但当前暴雨内涝模型大多基于水动力学方法,需要大量的输入参数,不便于推广和应用。研究采用概化方法针对外环内中心城区构建上海暴雨内涝评估模型(Shanghai Urban Flooding Assessment Model,SUM),通过对接逐时次的降雨量,实现了对城市内涝的逐小时连续模拟。在此基础上,利用报警灾情资料和区内积水监测数据对模型模拟结果进行了评估。结果表明,该模型可以较好地模拟本市中心城区的内涝积水状况,且随着降雨量的增大,积水面积的增幅也逐渐变大;致灾阈值的分析表明浦西地区的内涝致灾雨量总体上低于浦东,其中本市黄浦、徐汇、虹口、闸北等中心城区以及宝山区部分街道的致灾雨量相对较低。     

基于CMIP5模式的中国地区未来洪涝灾害风险变化预估

利用22个CMIP5全球气候模式模拟结果,结合社会经济以及地形高度数据,分析了RCP8.5温室气体排放情景下21世纪近期（2016-2035年）、中期（2046-2065年）和后期（2080-2099年）中国洪涝致灾危险性、承灾体易损性以及洪涝灾害风险。结果表明,洪涝灾害危险等级较高的地区集中在中国的东南部,洪涝承灾体易损度高值区位于中国的东部地区。在RCP8.5情景下,未来我国洪涝灾害高风险区主要出现在四川东部、华东的大部分地区、华北的京津冀地区、陕西和山西的部分地区以及东南沿海部分地区。东北地区的各大省会城市面临洪涝灾害的风险也很高。与基准期（1986-2005年）相比,21世纪后期,虽然发生洪涝灾害的区域变化不大,但高风险区域有所增加。鉴于模式较粗的分辨率以及确定权重系数的方法学等问题,洪涝灾害风险的预估还存在较大的不确定性。     

基于城市内涝仿真模型的天津风暴潮灾害评估

基于城市内涝仿真模型,根据天津沿海地区的地形、地貌特征以及排水系统等对城市内涝仿真模型进行改进,在沿海边界和河口设置时变水位,使得模型拓展到既能模拟暴雨产生的内涝,也能模拟由于风暴潮侵袭造成的淹没情景。该模型对天津沿海地区历史上典型风暴潮个例以及10年、20年、50年、100年一遇重现期风暴潮产生的积水范围和积水深度进行了模拟,并对2012年8月3日台风达维 (1210) 造成的天津沿海风暴潮进行了业务试应用。将历史风暴潮个例模拟结果以及2012年8月3日的评估结果与实际灾情进行对比,结果显示模型具有较好的模拟能力,可应用于风暴潮灾害的评估和预估业务中,为相关部门和行业提供决策参考。     

GIS支持下的西藏冰雹灾害风险评估模型

本文以西藏地区的冰雹灾害为例,在充分分析西藏地区气候背景和经济环境的基础上,利用1981~2015年39个气象站冰雹资料研究了该地区冰雹的分布形成机制,根据灾害发生理论,从灾害发生的成灾环境、灾害发生的可能性、以及承灾体的易损性等三个方面选取了地貌、灾害频率、人口、社会经济的评价因子,应用聚类分析法建立了气象灾害孕灾背景,灾害危险性、承灾体易损性等数学模型;运用Map Info Professional软件,通过对属性数据库和图形数据库的操作得到各种灾害的孕灾背景、灾害危险性、承灾体易损性评价图层,再经过图层叠加、斑块合并以及等级划分等操作,得到各种气象灾害的风险分区。最后在Ma Info Professional软件查询功能的支持下,实现通过点击任意一个区域,显示该区域的冰雹灾害风险情况,对人影防雹作业将具有很强的指导作用,可为政府防灾减灾的决策工作提供必不可少的科学参考。     

基于Struts和Hibernate的雷电灾害风险评估软件开发

首次利用Struts与Hibernate技术构建了MVC架构的雷电灾害风险评估的Web软件系统,该系统提供友好的人机对话界面。基于J2EE平台的Struts和Hibernate框架整合实现了层间的松散耦合,能极大地提高开发效率,使系统具有更好的可维护性和可扩展性。通过Struts与Hibernate的整合,该系统实现了建筑物与服务设施的雷电灾害风险评估、参数管理、评估记录管理、雷暴日管理、闪电资料管理等功能,比IEC给出的评估软件具有更好的实用性。     

基于GIS的河南省洪涝灾害风险评估与区划研究

在分析洪灾形成的各主要因子的基础上,提出了基于地理信息系统(GIS)的洪灾风险评估指标模型。在对指标体系赋予权重的基础上结合GIS进行洪涝灾害风险评估和区划分析,结合河南省具体情况,以降雨、地形和区域社会经济易损性为主要指标,得出河南省洪灾风险综合区划图,既有赋予权重后的准确性又有GIS区划图的一目了然,具有一定的理论和实践意义。从所得到的洪涝灾害风险区划图可以看出,信阳、驻马店、周口大部分地区由于降水较多和社会易损性影响度较大,发生洪涝的风险最大,焦作、郑州、开封和安阳、濮阳的部分地区,由于处于黄河流域发生洪涝的可能也较大,其他地区发生洪涝可能性不大。     

基于人工智能技术的热带气旋灾害评估方法研究:以广东省为例

基于历史观测资料,系统地研究了广东省热带气旋（tropical cyclone,TC）风雨及其带来的直接经济损失的空间分布特征。结果表明,粤西沿海地区受TC大风影响最为频繁,但TC经济灾损率和受灾频次在粤西和粤东较重。根据广东省TC风雨和直接经济损失的空间分布特征,将广东分为粤西、粤东、珠三角和粤北4个区域,进而利用演化建模方法建立了广东省各区域TC经济灾损率评估模型。该评估模型模拟的TC经济灾损率与实际值的相关系数达0.66以上,基于该模型对独立样本的预测检验结果与实际值的相关系数达到0.61以上（显著性水平a=0.05）。这表明,基于演化建模方法建立的广东省各区域评估模型在广东省TC灾害评估中有着潜在的应用价值。