气候变化背景下中国风暴潮灾害风险及适应对策研究进展

风暴潮是沿海地区在强烈的大气扰动条件下产生的异常增水现象,并受海平面上升等因素的影响。中国风暴潮灾害频繁,其中尤以东南沿海地区发生频率较高,灾害损失严重。本文从风暴潮灾害的危险性、承灾体的易损性、综合风险区划3个方面系统总结风暴潮灾害的研究进展及存在的主要问题;并以风暴潮灾情特征及风险评估为基础,探讨气候变化对风暴潮灾害风险的影响及其适应对策。气候变化引起的海平面上升将影响风暴潮的趋势、周期及风险区域,因而亟待开展结合海平面上升等因素的综合风险评估。充分考虑气候变化背景下沿海地区自然条件变化及社会经济发展状况,注重短期与长期相结合,完善风险评估体系。为适度、有序的适应气候变化下风暴潮灾害风险,中国在应急预警机制、工程防御及政策法规等适应能力建设方面不断完善,以提高风暴潮灾害的防灾减灾能力。     

沿海城市风暴潮灾害风险评估研究进展

联合国国际减灾十年计划提出应更加重视自然灾害所造成的风险及其相应的防灾预案。 经过十几年的发展, 风暴潮灾害风险评估逐渐形成了独特的研究领域。目前国内外风暴潮灾害风 险评估研究主要集中在对风暴潮数值预报、潮高估算和重现期研究, 危险性评估, 承灾体暴露性 和脆弱性评估, 灾害风险区划、灾情损失评估等, 对沿海城市的风暴潮灾害综合风险及其次生灾 害链风险的研究则较少。从自然、社会、经济、政策、文化和工程等多角度建立沿海城市风暴潮灾 害风险评估指标体系, 运用3S 技术对沿海城市的风暴潮进行综合灾害风险研究是当前风暴潮灾 害研究的重要方向。今后的研究重点应构建基于场景的风暴潮灾害风险评估方法体系和开发基 于风险的决策支持系统, 加强灾害撤退避难图编制研究, 建立持续的城市灾害风险管理体制以及 对防灾预案和灾情损失的定量化预评估等。     

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。     

中国沿海地区近20年台风灾害风险评价

依据自然灾害系统理论,综合考虑致灾因子和承灾体特征,提出台风灾害风险评价方法。在GIS环境下对中国沿海地区台风灾害危险性、脆弱性和风险进行分析评价。评价结果显示:海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害危险性较高;北京市、天津市、上海市和江苏省、山东省的大部分地区及广东省、福建省、浙江省、河北省的沿海区域承灾体脆弱性较高;海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害风险较高;而北京市、天津市以及河北省、辽宁省和山东省的大部分区域台风灾害风险较低。     

全球气候变化背景下海岸洪水灾害风险评估研究进展与展望

全球气候变化背景下,海平面上升以及高潮位和风暴潮引起的极值水位导致的海岸洪水对沿海社会经济和自然环境造成巨大影响,已是国内外关注的重点。论文梳理了广义和狭义海岸洪水的定义和要素,重点阐述了狭义海岸洪水的组成部分,从致灾因子、孕灾环境和承灾体以及风险评估方法与模型3个方面,系统总结了相关研究方法与研究成果的主要进展,以及存在的主要问题,并透视了未来拟加强的研究方向。建议加强沿海地区应对全球气候变化风险的研究,包括全球气候变化下多致灾因子耦合危险性和不确定性研究,沿海关键地区和关键暴露(关键基础设施)的风险评估研究,全球气候变化风险适应与减缓性措施的成本效益评价研究,提高沿海地区应对全球气候变化风险的韧性研究,以及建立多学科间的基础数据共享机制,采用交叉学科手段以便更综合、系统、动态研究海岸带问题,保障沿海地区开展全球气候变化下风险评估的需要。     

地面沉降对天津滨海地区风暴潮灾危险性影响评价

通过定性分析天津滨海地区风暴潮灾和地面沉降两种灾害,得出地面沉降对风暴潮灾有明显的扩大效应。在此基础上,对1966-2005年海河闸验潮站的年极值潮水位及验潮站地面沉降速率进行定量分析和空间叠加,完成天津滨海地区风暴潮位与地面沉降关系谱图。以沿海防潮堤坝为研究对象,对比可知同等潮水位情况下,考虑地面沉降后,沿海地区风暴潮漫堤高度上升,风暴潮灾加重趋势明显。     

京津冀地区县域单元地质灾害风险评估

以京津冀地区为例,探索县域单元的地质灾害风险评估方法。通过测算地质灾害危险性与承灾体易损性,以定性综合评估的方式实现县域单元地质灾害风险评估。实际评估中,将承灾体易损性分为人口安全易损性与资产易损性,分别用因灾死亡人口比与因灾直接经济损失比加以表征;再以国土资源部2001-2015年地质灾害灾情数据为基础,参考1950-2000年灾情数据,提出人口安全易损性与资产易损性的分级标准,并在京津冀地区进行了评估。结果表明：研究区整体地质灾害风险低,204个评估单元中仅有6个为中风险区,包括河北省涞源县、涞水县、武安市、青龙满族自治县、北京石景山区、延庆区,其余198个为低风险区,与实际情况相符。此方法快捷简便、数据可连续获取,符合建立资源环境承载能力监测预警机制要求。空间差异化评估结果可为主动防灾减灾、国土空间管理提供支撑。     

近20年来沿海地区风暴潮灾害脆弱性评价

采用1990~2009年风暴潮灾害损失数据,选择中国东部沿海地区11个省市为研究对象,借鉴沿海脆弱性指数(Coastal Vulnerability Index,CVI)方法的评估思路,构建风暴潮灾害脆弱性指数SSVI(Storm Surge Vulnerability Index,SSVI),采用加法模型评价中国沿海省区风暴潮灾害的物理脆弱性。结果表明:沿海地区风暴潮脆弱性存在较大年际变化;高和很高脆弱性等级主要分布于东南沿海各省区,低和很低脆弱性等级主要分别于北部沿海各省区,而中等脆弱性等级空间分布则变化较大。     

沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝风险评估

根据自然灾害风险评估基本原理,从暴雨洪涝致灾因子危险性及承灾体易损性出发,以沿淮湖泊洼地区域为示范研究区,综合考虑降水量、径流量、地形与河网密度、土地利用数据、人口及经济数据等指标,利用GIS的数据处理功能,运用标准化方法对相关指标进行标准化处理,得到标准化的多源栅格数据;基于层次分析法确定各影响指标因子权重,采用ARCGIS9.2的ModelBuilder建模工具建立暴雨洪涝灾害风险评估模型;通过地理信息系统的地图代数功能及综合指数法,得出洪水灾害综合风险等级评价图;并利用2003年沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝淹没面积数据验证暴雨灾害综合风险评估结果;统计分析发现,洪涝淹没区有60.66%位于高风险区,33.29%位于中高风险区,6.05%位于中风险区;结果表明,沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝中高风险及高风险区的准确度达93.95%,洪涝灾害风险评估结果基本符合实际情况,风险评估精度较高。模型的建立及风险区划图的制作,对暴雨洪涝灾害宏观决策具有重要的参考价值。     

基于斜坡单元和公路功能的滑坡风险评价

为了实现公路滑坡风险评价,以公路为承灾对象进行危险性评价,以滑坡对公路功能的影响为对象进行易损性评价.以斜坡为研究单元,沿公路两侧划分出549个斜坡单元,从斜坡发生滑坡的可能性和滑坡发生对公路造成危害的可能性两个方面建立公路滑坡危险性评价指标体系,对每个斜坡单元危险度进行计算.从公路功能角度出发,主要考虑公路对区域经贸往来的纽带作用和车辆通行能力,选择经济密度、道路修复时间、公路绕行能力三个因素建立公路滑坡易损性评价指标体系,对公路滑坡易损度进行计算;以危险度和易损度为基础,对公路滑坡风险度进行计算,从而实现公路滑坡风险评价.     

中国沿海地区雨潮复合灾害联合分布及危险性研究

沿海地区极易受到极端降雨和高潮位引发的复合洪涝灾害影响。研究风暴增水和累积降雨同时发生的概率,设计雨潮联合分布函数,对提升沿海城市防洪除涝应对措施的有效性、减少城市复合洪涝灾害造成的损失具有重要意义。论文以1979—2014年中国沿海逐日最大风暴增水和邻近雨量站日累积降雨数据作为统计样本,采用Copula函数构建雨潮联合概率模型,并利用Kolmogorov-Smirnov检验、赤池信息准则、贝叶斯信息准则评价雨潮联合分布拟合优度,优选中国沿海雨潮联合概率分布函数模型。基于此模型,定量化设计中国沿海雨潮复合灾害情景。结果表明：在空间分布上,中国沿海雨潮复合灾害频次呈现明显的“两头多中间少”格局,其中,广东西部沿海、福建北部、浙江南部、山东及辽宁沿海频次相对较高;在50年一遇联合重现期下,北部湾、海南岛北部、浙江沿海、渤海湾部分沿海表现为极端降雨和较高的风暴增水,雨潮遭遇的复合灾害事件十分值得关注。研究结果在一定程度上揭示了中国沿海地区雨潮复合灾害的时空变化规律,并为复合灾害情景预测提供了定量化评估方案。     

基于信息扩散理论的中国沿海特大台风暴潮灾害风险分析

引入能够优化处理小样本和体现风险评估模糊不确定性的基于信息扩散原理的模糊风险计算模型,应用1949~2000年中国沿海特大台风暴潮记录数据对中国沿海特大台风暴潮灾害进行了风险评估,给出了中国沿海特大台风暴潮灾害的超越概率曲线并进行计算,结果与2001~2005年期间中国沿海特大台风暴潮的实际发生情况基本相吻合。该方法简单易行,分析结果意义清楚,对防灾减灾具有一定的指导作用。     

Uncertain seas: probabilistic modeling of future coastal flood zones

ABSTRACT

Future sea-level rise will likely expand the inland extent of storm surge inundation and, in turn, increase the vulnerability of the people, properties and economies of coastal communities. Modeling future storm surge inundation enhanced by sea-level rise uses numerous data sources with inherent uncertainties. There is uncertainty in (1) hydrodynamic storm surge models, (2) future sea-level rise projections, and (3) topographic digital elevation models representing the height of the coastal land surface. This study implemented a Monte Carlo approach to incorporate the uncertainties of these data sources and model the future 1% flood zone extent in the Tottenville neighborhood of New York City (NYC) in a probabilistic, geographical information science (GIS) framework. Generated spatiotemporal statistical products indicate a range of possible future flood zone extents that results from the uncertainties of the data sources and from the terrain itself. Small changes in the modeled land and water heights within the estimated uncertainties of the data sources results in larger uncertainty in the future flood zone extent in low-lying areas with smaller terrain slope. An interactive web map, UncertainSeas.com, visualizes these statistical products and can inform coastal management policies to reduce the vulnerability of Tottenville, NYC to future coastal inundation.     

0814号强台风(黑格比)引发的珠江口超高潮位与海平面上升关系分析

0814号“黑格比”台风是登陆广东的强台风,引发严重风暴潮,造成珠江口超高水位.由于珠海验潮站仪器受损,未能记录最高潮位.文中采取测量水痕和邻近站差值相似比较法对该站在黑格比台风袭击时最高潮位的出现时间及高程进行后报,估算出珠海站此时间的最高潮位为珠江基面上(274±5)cm,并对该次台风的珠江口异常高潮位与海平面上升及围海造地关系进行分析,旨在为沿海工程高程设计和评估气候变暖海平面上升对风暴潮潮位影响提供参考.     

沿海港口自然灾害风险评价

以多灾种复合为背景,选取沿海城市中重要的基础设施——港口为研究区域,包括大连港、天津港、青岛港、上海港、宁波—舟山港、厦门港、深圳港、广州港,从危险性、暴露性和脆弱性等方面选取指标,探讨构建了沿海港口自然灾害风险评价指标体系与评估模型:评价结果为:沿海港口的灾害风险指数相差较大,风险值在空间上表现出长江三角洲沿岸>珠江三角洲沿岸>环渤海沿岸:评价结果可以为沿海港口防灾减灾提供理论依据。     

新奥尔良飓风灾难与华南沿海台风暴潮

分析了新奥尔良的地理环境,概述了卡特里娜飓风与丽塔飓风及其对新奥尔良的影响.简述了华南沿海的台风暴潮灾害情况,提出了新奥尔良飓风灾难对华南沿海的几点警示:(1)加强提高防御台风暴潮灾害的认识;(2)保护好沿海抗御台风暴潮的"前沿阵地;(3)加强和完善防台风暴潮应急预案;(4)应对台风暴潮要充分考虑全球环境变化.