集成PHAST-Visual Studio的岩溶区燃气管道灾害后果定量分析及应用

为科学评估岩溶区燃气管道灾害的后果影响程度,基于管道失效特征确定喷射火和蒸气云爆炸两种典型后果模式,研判适用于岩溶区燃气管道灾害的热辐射和冲击波超压危害准则,从危害面积、伤亡人数、经济损失、环境破坏四个维度提出岩溶区燃气管道灾害后果严重程度的评估模型体系,并结合Visual Studio平台开发“岩溶区燃气管道灾害后果分析软件”。立足岩溶区实际工程案例,结合区域经济社会发展、岩溶自然地质以及燃气管道工程特征,基于PHAST软件仿真分析灾害后果的影响范围,结合危害准则对区内人员、物体提出针对性灾害风险管控措施,并通过引入政府、行业、企业等颁布的标准条例,量化得出灾害后果的影响程度。研究结果表明：提出的PHAST-Visual Studio集成方法能够弥补以往研究的评估主观性问题,将社会科学思想带入工程风险评价研究,并通过计算机软件编程提高灾害后果分析效率,从而有助于显著控制岩溶区燃气管道灾害后果水平。     

甘肃金昌大风沙尘气象灾害风险区划分析

通过综合分析影响金昌市大风沙尘气象灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力等多个评价因子,建立基于ArcGIS应用技术的灾害风险指数评估模型,对金昌市开展大风沙尘气象灾害风险区划,将风险区划分为5个等级,分别为:低风险、次低风险、中度风险、次高风险、高风险。绘制大风沙尘气象灾害风险区划图,为科学制定气象灾害防御规划、防灾减灾、减低灾害损失提供技术参考。     

基于GIS的宁夏高速公路降雨灾害风险评估

基于气象数据、基础地理信息数据、交通数据和经济社会数据,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性3方面建立宁夏高速公路降雨灾害评估指标,通过模糊综合评价法和层次分析法计算各因子的权重,并结合ArcGIS技术,开展宁夏高速公路降雨灾害风险评价.结果表明,宁夏高速公路降雨灾害呈中卫市南部及固原市风险较高,而其他地区较低;高到次高风险路段位于福银高速固原段、青兰高速固原段,中等风险区位于福银高速中卫市南段、同海高速大部,其他路段风险较低.     

城市埋地燃气管道模糊故障树分析

文章采用故障树分析法,对引起城市埋地燃气管道失效的各个因素进行系统分析,建立了埋地燃气管道失效故障树;利用VB编程,采用Fussel-Vesely算法得到引起管道失效的104个最小割集;采用专家判断和模糊集理论结合的方法,评估故障树底事件的模糊发生概率;并以"强度设计不合理"为例,计算出其模糊发生概率为6.89×10-4;通过定量分析,计算得到故障树顶事件的发生概率为5.43×10-2及各底事件的重要度。     

基于动态贝叶斯网络的燃气管网燃爆风险分析

针对传统风险分析方法无法实现动态评估的局限性，提出了基于动态贝叶斯网络的燃气管网风险分析模型.基于管道失效原因与事故后果，构建了事故演变全过程网络结构，并运用马尔科夫理论将演变全过程与时间相关联，最终建立了动态贝叶斯风险分析模型.该模型基于贝叶斯理论进行泄漏、致灾模式及后果节点的概率计算，实现了对燃气管网事故的原因诊断及事故发展态势预测.以松原"7.4"燃气爆炸事故为例，应用本模型演示了燃气管网事故推演技术，结果表明:事故是由第三方施工破坏引发燃气泄漏，由于燃气在土壤中的扩散范围不断扩大，扩散范围内受限空间数量不断增加，人员活动情况也更加复杂，进而增大了燃气聚集与点火概率；结合事故现场条件，本模型对这起爆炸概率进行了推演，认为此次燃气爆炸概率将在泄漏60 min后达到42.3%，高于安全泄放概率；该结果与真实情况基本相符，进一步验证了模型的可行性与可靠性.      

青海西宁市雷电灾害易损性分析及其区划

利用西宁市1997-2010年雷电灾害统计资料及1950-2010年雷暴日资料,结合西宁市经济和人口密度特征,提出了雷暴日数、雷电灾害频度、生命易损模数及经济易损模数作为雷电灾害易损性评估指标,对西宁市各县的雷灾易损性进行了综合评估,利用四级分区法形成了西宁市雷灾易损度区划。     

基于多态模糊贝叶斯网络的城市燃气管道事故风险预测与诊断研究

为了评估城市燃气管道系统的风险程度,给后续预防工作提供参考,提出了基于多态模糊贝叶斯网络的燃气管道事故风险定量分析方法。首先,基于对86份事故调查报告风险因素的梳理,建立故障树模型,寻求风险隐患和事故之间的映射,并将其转换为贝叶斯网络结构;其次,引入模糊集理论与概率分配计算方法,分别得出根节点的先验概率和中间节点的条件概率,根据贝叶斯网络的证据推理原理预测事故发生概率,分析风险重要程度,并反向诊断关键致因要素;最后,将此方法应用于沈阳市“10·21”较大燃气管道事故风险分析。实例验证结果表明,事故一定发生的先验概率为68.8%,验证了风险体系的有效性,且预测与诊断得出的重要风险集合与事故调查报告中分析的直接原因一致。多态模糊贝叶斯网络能够准确评价燃气管道事故风险,并确定关键致险因子,可为城市燃气管道安全管理提供决策参考。     

基于GIS的多灾种耦合综合风险评估

为了解决多灾种耦合的风险评估问题,应对日益严峻的防灾减灾工作,该文提出了针对自然灾害和事故灾难耦合的风险评估方法。首先,确定评估的单一事件类型,分析致灾因子的强度和概率;其次在地理信息系统平台上将灾害的空间信息进行叠加,得到叠加的危险源分布;再次,对目标区域的易损性信息进行评估;然后将叠加的危险性与易损性分级,通过重分类生成的等级值评估风险;最后根据事件链耦合关系矩阵确定危险源耦合评估结果。选取北京市为研究对象,应用该方法开发了北京市综合风险评估与区划系统。案例研究结果表明:该方法在城市多灾种耦合综合风险评估中具有可行性,有助于管理者对区域风险进行决策和控制。     

应用CF和Logistic回归模型编制滑坡危险性区划图

根据地理信息系统(GIS),以滑坡发生确定性系数(CF)和Logistic回归模型编制贵州省滑坡灾害区划图,其主要步骤为:应用历史滑坡灾点面积和滑坡致灾单因子子集面积计算CF,由此确定主要的滑坡致灾因子;应用Logistic回归模型、地理信息系统(GIS)空间分析工具和统计软件SPSS寻求最合适的模型描述灾害是否发生(因变量)与致灾因子(自变量)之间的关系;计算研究区域内各单元的滑坡概率,划分危险性等级,绘制基于GIS的贵州省滑坡灾害区划图;最后,用历史灾害分布数据检验滑坡灾害区划图.研究结果表明:根据区划图,贵州省可分为4个区域,即低危险区、中等危险区、高危险区和极高危险区;对贵州省的危险性分区合理,结合CF与Logistic回归模型编制滑坡灾害区划图的方法有效.     

湖南省14个市州冰冻灾害风险区划研究

以湖南省14个市州为研究对象,利用1981-2010年湖南省97个地面气象站点的气象资料选取致灾因子进行低温雨雪冰冻过程评估,根据自然灾害风险原理获取湖南省统计年鉴中社会经济资料、农林业发展情况以及地理信息等资料从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性以及抗灾能力4个方面构建湖南省冰冻灾害风险区划综合评估模型,采用层次分析法、不等权重加权综合评价法以及ArcGIS制图技术等方法对低温雨雪冰冻灾害进行风险评估与区划.结果表明,冰冻灾害极高风险区和高风险区主要集中在湘中地区的邵阳市、湘潭市和衡阳市以及益阳市和岳阳市,湘西州、永州市、娄底市和长沙市处于中等风险区;怀化市、株洲市和郴州市处于低风险区;张家界市和常德市处于极低风险区.湖南省低温雨雪冰冻灾害风险评估与区划结果可以为湖南省抗灾减灾工作和预防灾害提供参考.     

基于ARCGIS的河南省分区农业旱灾风险分析

针对以往研究中旱灾发生概率计算精度不高、权重确定不够客观等不足,利用信息扩散理论和农业旱灾风险指数法,从致灾因子、孕灾环境、承灾体和抗旱减灾能力4个方面选取相应的评估指标,基于ARCGIS平台,对河南省农业旱灾风险进行分区分析.结果表明:濮阳和安阳处于致灾因子高危险区;鹤壁和新乡处于孕灾环境高敏感区;焦作和济源处于承灾体高脆弱区;开封、郑州、洛阳处于高抗旱减灾能力区.综合各影响因素的风险指数,安阳、鹤壁和济源处于农业旱灾高风险区.     

气象灾害风险评估承灾体易损性参数定量确定方法研究——以潍坊市干旱、暴雨洪涝灾害为例

气象灾害风险评估是气象防灾减灾的基础和前提。针对当前灾害风险评估过程中模型参数多依靠专家打分,人为因素影响大的问题,提出了"制定承灾体易损性分类体系→构造承灾体易损性判断矩阵→计算承灾体易损性参数"的定量确定承灾体易损性参数技术方法。选择20世纪80年代以来山东省潍坊市干旱和暴雨洪涝各4次灾害过程,分别计算了经济易损性参数和人口易损性参数。结果表明:同一灾种历次灾害过程确定的承灾体易损性参数相对稳定,承灾体易损次序完全一致,算法具有良好的稳定性。同一灾种承灾体的经济易损性参数和人口易损性参数差异明显,不同灾种的承灾体易损性参数存在差异显著。通过承灾体易损性参数在一定程度上能揭示出灾害与承灾体之间的内在作用规律。承灾体易损性空间分布与地方社会经济结构有关,就潍坊市而言,干旱灾害的经济易损性承灾体以旱地为最大,其次为林地,再次为草地;人口易损性承灾体以城镇用地和农村居民点为主,其次为旱地。暴雨洪涝灾害的经济易损性承灾体以旱地、农村居民点、城镇用地为主,且其经济易损性程度相当,林地的经济易损性也不可忽视;人口易损性承灾体主要为农村居民点和城镇用地,较干旱灾害更为集中。可为研究不同地区、不同灾种承灾体易损性提供定量分析手段。     

河南省农业干旱风险评价框架与应用

风险评价是风险管理的基础性工作,科学合理的风险评价框架是实现综合风险防范的核心内容和关键环节.文章基于灾害系统理论,从灾害形成机理视角,构建了农业干旱风险评价框架,并以河南省2014年干旱事件为案例进行实证研究.结果表明,1)河南省农业干旱风险呈现明显的空间差异特征,高风险区主要分布在平顶山、洛阳和南阳等地区,而低风险区主要分布在北部的鹤壁、安阳、濮阳和新乡以及东南部的信阳等地区,并体现出致灾因子与承灾体的叠加作用;2)基于灾害系统理论的农业干旱风险评价框架包含了植被、土壤、降水以及承灾体数量和分布特征等多方面要素,能够有效表征农业干旱灾害的致灾过程,同时结合本文采用的赋权方法能够较好地再现河南省2014年夏季干旱灾害的受灾等级和空间分布特征.     

城市山洪灾害易损性的RS和GIS分析

以受山洪灾害影响突出的云南文山城区为研究区,从承灾体属性特征和社会承灾能力二个方面探讨了城市山洪灾害易损性分析的方法;利用高分辨率遥感卫星影像为数据源完成城市土地覆盖类型解译,在此基础上应用GIS定量分析城市山洪灾害易损性.对承灾体属性特征定量分析结果表明,文山城区50年一遇山洪淹没范围内的承灾体中城市房屋建筑的易损性最大.对易损性要素中的社会承灾能力分析认为,由于文山城区段防洪河道行洪能力低,蓄滞洪能力弱,山洪灾害的易损性仍然较高,山洪对文山城威胁形势严峻.     

基于栅格数据的气象灾害风险评估

全球变化背景下,洪涝、干旱、高温热浪和低温冷冻等气象灾害频发,给农业生产和生态环境带来严重损害.气象灾害风险评估与区划是灾害评估与管理的重要内容,本文利用江苏省气象水文数据、基础地理信息数据、社会经济数据、灾害数据,通过分析气象灾害(洪涝、干旱、高温热浪和低温冷冻)致灾因子、孕灾环境因子、承灾体易损性因子和防灾减灾因子等指标,利用GIS技术,建立了江苏省气象灾害风险评估模型,进而对气象灾害进行风险评价与区划.结果表明:(1)高温灾害苏南地区风险最大,苏北地区风险最小;(2)低温灾害风险在省内从北向南递降,高风险区位于苏北地区,低风险区位于苏南地区;(3)洪涝灾害高风险区主要位于苏北地区,淮安、宿迁、连云港以及盐城北部属洪涝灾害的高风险区,镇江、泰州和南通北部属于中风险区,而低风险区主要分布在徐州西部,无锡、苏州以及南通东南部;(4)旱灾风险从苏南向苏北递增,最大区域为宿迁、连云港西部及徐州东部,旱灾风险低值区位于苏州、无锡、镇江、泰州及南通北部.风险区划结果能直观反映出气象灾害的区域性差异,且与致灾因子危险性分布图一致,因此对气象灾害进行全面精准的预报是进行防灾减灾的主体,同时还应采取措施降低孕灾环境的敏感性,成灾体的易损性以及加强防灾减灾能力建设.     

基于整体风险分析法的地震荷载作用下地下管道易损性评估

地下管道的易损性评价是生命线地震工程风险评价体系的重要研究内容.基于整体风险分析法构建地下管道评估模型,进行致灾因子筛选,建立管道风险评估图,最终获得地震荷载作用下地下管道易损性估计值的计算公式.并对海城及丽江地震中的地下管道进行实例验证,评价结果与实际情况有较好的一致性,能有效地解决地震中地下管道易损性的综合评价问题.     

海南岛台风灾害综合危险评价

为更好地揭示海南岛台风灾害危险分布规律,耦合孕灾环境敏感和致灾因子危险两方面因素,利用海南岛1980-2019年台风数据,运用组合权重法,构建海南岛台风灾害综合危险评价模型,并按10年间隔划分为4个年代,得到海南岛不同时期台风灾害综合危险分区.结果 表明:①孕灾环境敏感程度在空间上具有从东部、西南部沿海向内陆逐渐降低趋势,以中低敏感区为主,面积占比30.88％,高敏感区面积1495.02 km2,占比为4.42％;②致灾危险程度随时间推移呈现上升一下降—上升变化趋势,空间分布具有从沿海向内陆呈逐级递减趋势特征;2001-2009年致灾因子危险程度低的范围最广,面积为25624.85 km2,占比达75.7％;2010-2019年致灾因子危险程度高的范围最广,面积占比达34.78％;③台风灾害综合危险随时间变化呈现下降—升高趋势,空间上均具有从东北部、西南部沿海向中部内陆和西北部沿海降低特征;2001-2009年综合危险指数最低,面积占比为29.61％;2010-2019年代综合危险指数最高,面积占比达42.08％;④台风灾害综合危险高值区主要分布东部、西南部沿海的文昌、陵水等6市县;中值区分布在沿海、内陆的万宁、保亭等6市县;低值区则分布在中部内陆至西北部的五指山、临高等6市县.海南岛台风灾害随时间变化具有较复杂的演变规律,随着社会经济的发展,防治台风灾害的任务将更艰巨.     

基于流-固-损伤全耦合模型的裂隙型岩溶突涌水数值模拟

岩溶地区隧道建设频遇突涌水灾害,裂隙型突涌水勘察与预测难度极大、致灾风险高。为揭示裂隙型岩溶突涌水机理与明确前兆信息,本文基于“流-固-损伤”耦合模型对裂隙型岩溶突涌水致灾机理与临界条件展开研究。通过公式推演与多场耦合数值分析得到以下结论：(1)建立了完整的“流-固-损伤”耦合裂隙型岩溶突涌水致灾机理数学模型,并论证其可行性与合理性;(2)分析了不同溶腔水压工况下,隧道拱顶围岩位移演化规律。结果表明,裂隙型岩溶突涌水与富水溶腔水压高度相关;(3)分析了临界突水条件下围岩特性,提出了“缓慢增长段-快速增长段-位移失控段”的三阶段裂隙型岩溶突涌水围岩位移演化规律。     

城市灾害风险系统性评价

从系统角度进行城市灾害风险评价是对城市灾害风险研究内容的有益补充.分析了脆性风险熵在城市灾害系统风险分析中的可行性,从城市灾害危险性和易损性两方面确定了城市灾害系统中脆性因子以及脆性事件后果评价因素.鉴于小样本灾害事件统计概率的不准确性,用突变级数法计算的脆性因子突变概率代替脆性风险熵计算中的统计概率,模糊数代替脆性事件结果价值.基于熵原理计算的脆性风险熵是脆性因子突变概率与脆性事件结果价值的综合测度,这也正是城市灾害风险的综合测度.     

城市雾霾灾害链演化模型及其风险分析

 采用灾害系统理论及复杂网络理论，开展了城市雾霾灾害链演化模型构建及其风险分析。基于雾霾的成因及危害，从致灾因子、孕灾环境和承灾体特征出发，分析了城市雾霾灾害链的成灾机制及其灾害链的类型与特征。通过构建城市雾霾灾害链演化网络模型，基于网络节点的出入度及其子网节点数、最短路径和平均路径与包含节点的支链数进行了定性风险分析，进一步确定关键环节，提出了断链减灾的控制建议。风险分析的结果表明：在城市雾霾灾害链演化系统中，雾霾事件与其他危机事件之间联系十分紧密，通过几次过渡，其危害影响就能蔓延到整个网络，其中大气能见度下降、空气质量下降或空气污染、交通堵塞或瘫痪、交通事故、城市大气酸雨、危害城市绿化、经济损失和危害人身体健康是关键环节。