高原山地区山洪灾害风险评价——以贵州省赫章县为例

赫章县地处滇东高原山区,地形复杂,境内为乌江北源源区,生态脆弱,山洪严重,防御灾害能力较差,对山洪灾害风险评价可为有效防治山洪提供依据。拟以区域灾害系统理论为指导,从致灾因子和承灾体两个方面考虑,选取暴雨量、高程、坡度、河网密度、人口分布和房屋数量等作为评价指标,以Arc GIS为技术手段,30 m×30 m的栅格为评价单元,评价研究区遭受山洪灾害的风险等级。结果显示:高风险区主要集中在城关镇,较高风险主要分布在流域中部,风险度较低区域主要分布在地形复杂,无河流流经人口密度较低的山区。评价结果与实际较符合,可为该地区防洪减灾提供合理的指导依据。     

基于交通承灾体的低能见度致灾因子研究

基于灾害系统理论,通过对低能见度灾害案例梳理,构建由大雾、暴雨、沙尘暴、降雪4个灾种构成的低能见度灾害致灾因子分类系统,并提出了低能见度灾害链.以灾害发生的相对频度为低能见度灾害危险性指标,编制危险性图谱,并通过GIS空间叠加分析形成低能见度灾害类型-频度图.对低能见度灾害的空间分异及组合规律分析的结果表明:大雾和暴雨高危险性区域分别覆盖了全国高速公路的24%和18%,机场的16.6%和12.9%;其中具有4个灾种影响的低能见度致灾区域覆盖了全国38个城市和22%人口;具有3个灾种影响的致灾区域覆盖全国308个城市和57.9%人口.因此,低能见度灾害的综合评价对交通运输管理部门的风险防范有着重要的指导作用和现实意义.     

基于GIS的秦岭暴雨灾害风险评价研究

以陕西秦岭为研究区域,应用16个县、市的DEM地理、气象、社会经济等数据,运用克里格插值法、层次分析法(AHP)和极差标准化等,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性以及防灾减灾能力等方面建立陕西秦岭地区暴雨灾害风险评价模型;利用GIS软件中的自然断点分类法、去量纲化和栅格计算器分析等方法,进行陕西秦岭地区暴雨灾害风险指数的计算分析.结果表明:汉中市、石泉县、安康市和商南县处在暴雨灾害高风险区,宝鸡市、商州市处在低风险区;将暴雨灾害风险综合指数图与近10年陕西秦岭地区暴雨灾害实际发生情况进行对比,与实际基本吻合,风险评价精度较高,为陕西秦岭地区暴雨灾害预警及防灾减灾提供借鉴.     

基于GIS的冬小麦干旱灾害风险分析及评价——以四川省冬麦区为例

以四川地区冬小麦干旱灾害为例,利用气象数据、产量数据、地理信息数据以及农业经济等数据,在小麦作物气候适应性分区的基础上,选取灾害强度、地形、河网、作物种植分布等要素作为风险因子,应用层次分析法建立灾害风险区划指标体系,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和抗灾能力4个方面进行分析,建立适用于四川省冬小麦干旱灾害的综合风险区划模型并计算风险指数,借此将四川地区划分为由高至低的5个风险等级区域.结果表明,针对冬小麦的四川地区干旱灾害风险水平具有显著的地域分布差异,高风险和较高风险区主要集中在四川盆地中部及西部的浅丘和中高丘陵区,此外受季节性干旱气候控制的攀西农区风险水平也较高.     

杭州市2016年夏季高温热害风险评价与制图

从致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力出发,以杭州市主城区为研究对象,选择植被、地形、社会经济数据和2016年夏季地表温度为热害风险评价数据,对地表温度数据进行缺失重构,实现了最高日气温的间接反演.同时利用模糊物元模型量化各个评价因子,将杭州市主城区划分为显著、次显著、一般和不显著4个等级风险区间.并运用层次分析法对各评价因子进行权重分配,借助栅格数据计算和GIS技术实现杭州市2016年夏季高温热害风险评估与空间制图.模型评估和空间制图结果显示,杭州市2016年夏季高温热害风险的空间分布格局为:下城区,江干区,拱墅区的大部分区域属于显著和次显著等级区域;上城区中部,滨江区中部,西湖区东北部,余杭区东部、中部和西南部,萧山区中部区域属于显著和次显著等级区域;海拔和植被较高的区域处于一般和不显著风险等级区域;西北、西南部的山区,东南部农田区域属于不显著等级风险区域.     

极端降雨下地下空间淹水对城市内涝过程的影响研究

极端降雨会引起城市内涝,造成地面严重积水,从而威胁城市地表及地下空间的生命财产安全.当前水动力模型涉及地下空间的模拟较少,地下空间设防高度对城市内涝时空分布特征的影响分析还存在不足.针对以上问题,以郑州市二七区主城区在“7·20”特大暴雨事件中的内涝过程为例,构建了考虑地下空间淹水的城市内涝模型.模拟了在地下空间不同设防高度下,城市内涝时空分布特征.研究结果显示：(1)构建的地下空间淹水模型具有一定物理机制,参数可量化,且计算简便,适用于大范围考虑地下空间淹水的城市内涝模拟;(2)不考虑地下空间淹水会使地表内涝风险被高估,高风险与超高风险面积之和将会增大10.7%;(3)当设防高度增加10cm时,城市地表的积水最大深度提高10.0%,流速增加2.3%,高风险与超高风险面积增加3.4%.这一结果表征了地下空间设防高度对城市内涝过程的影响机制与规律,为科学设置设防高度,有效防控城市地表-地下整体内涝风险提供了参考和依据.     

杭州市雷电灾害风险区划及分析

根据浙江省2008—2010年ADTD闪电定位仪资料,首次将平均地闪强度引入雷电灾害风险评估中,结合杭州市的人口经济影响和自然地理要素,选取地闪密度、平均地闪强度、人口密度等16个雷电灾害风险评价指标,采用层次分析法计算各要素权重,从危险性、敏感性、易损性和防灾能力建立雷电灾害风险评估模型,分析雷电灾害的综合风险.从雷电灾害综合风险区划图可以看出,总体上雷电灾害综合风险在杭州市西南地区比较低,近海的东北地区则比较高;杭州市主城区、萧山区、余杭区、临安市和近富春江地区是雷电灾害综合风险较高的区域,低风险的区域主要在杭州中西部地区.对杭州市雷电灾害进行了灾度评价,以验证风险区划的正确性,证实区划结果与实际雷电灾害的发生具有较好的一致性.     

基于最大熵模型的城市内涝风险预测： 以北京市主城区为例

随着全球气候变化和城市化发展,城市内涝频发且严重影响城市发展,研究内涝影响因素,进行内涝风险评估对防灾减灾具有重要意义。以北京市主城区为研究区域,获取内涝空间数据和影响因子数据,采用MaxEnt模型进行探究,识别内涝潜在风险区和分析影响因子与内涝风险的关系,结果表明：(1)影响内涝风险的主导因子为离立交桥的距离、建筑密度、不透水面比例、人口密度、暴雨持续时间、NDVI;(2)研究区内超过24.6%区域范围都处于内涝风险区,高风险区总面积约为40.17 km2^,中风险区的总面积约为298.09 km2^;较低风险与低风险区面积分别为423.75 km2^、30.53 km2^;(3)各区内涝点分布数量大小关系为丰台区>海淀区>朝阳区>石景山区>西城区、东城区;历史内涝点在空间分布上具有“南密北疏,西密东疏”的分布格局与“多核中心,次中心团带连接”的特征;(4)对风险评估结果进行空间自相关分析发现风险概率在丰台区中部,海淀区东北部、南部,石景山区东部地区呈高—高聚集,表明该区域在未来可能会受到周围区域的影响而发生内涝灾害,要高度关注该区域实现精准防控。相关成果为城市进行基础设施完善改造、潜在内涝积水点防治、制定应急减灾预案和应对措施等方面提供一定参考。     

基于UMAP与HDBSCAN的北京市极端暴雨时空动态分布规律研究

极端暴雨具有历时短、雨强大、破坏性强等特点，是引发城市内涝的主要原因之一，探究其时空动态分布规律，有助于提高城市内涝风险精细化管理水平.本文以北京市2004-2016年308个气象站点的降雨资料为研究样本，利用UMAP降维算法和HDBSCAN聚类算法，构建了各类极端暴雨事件的时空动态分布模型.首次提取了北京市全域4类极端暴雨模式：模式1，暴雨集中在主城区，并围绕主城区缓慢移动；模式2，暴雨从西南山区途经主城区，向东北方向移动；模式3，暴雨自西部山区向主城区西北部扩散，最后向主城区北部方向移动；模式4，暴雨从西部山区途经主城区向东移动.研究结果表明，北京市极端暴雨的主要类型为短历时降雨过程，暴雨中心在空间上均存在从西向东移动的趋势.其中，主城区、东南山区以及南部平原地区面临相对更高的极端暴雨风险.各类极端暴雨的模式特征物理机制明确，其重构特征可以充分表征实际暴雨事件特性.研究成果可为北京市降雨设计、城市内涝风险管理等工作提供一定的参考.     

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PGIS的城市社区居民暴雨内涝灾害风险认知——以上海市普陀区金沙居委地区为例

以上海市普陀区金沙居委地区为例,运用PGIS方法对社区尺度的暴雨内涝灾害风险认知进行研究。结果表明:社区居民对暴雨内涝灾害风险的时间和空间特征认识较为准确,对暴雨内涝灾害风险的态度表现为家庭受到的影响程度,对暴雨内涝灾害风险的形成原因主要归为自然因素,基本没有认识到自然因素和人为因素的共同作用。     

基于机器学习的城市暴雨内涝时空快速预测模型

暴雨内涝的快速预测对于提升灾害应急处置能力具有重要意义。针对传统数值模拟复杂耗时导致难以满足暴雨内涝预测时限要求的问题,该文基于机器学习方法构建城市暴雨内涝时空快速预测模型。利用城市综合流域排水模型(InfoWorks ICM)模拟的高精度网格结果作为数据驱动,综合考虑降雨因素、地理数据以及排水管网的分布情况,分别基于随机森林、极限梯度提升(XGBoost)、K最近邻以及长短期记忆(LSTM)神经网络建立城市暴雨内涝快速预测模型。以北京市某区域为例,开展算例研究,结果表明：随机森林模型的空间预测效果最佳,淹没范围预测准确率可达99.51%,积水深度平均预测误差3.55%; LSTM神经网络模型能准确预测内涝点积涝过程的水深时序变化。在该算例场景下,所构建的机器学习模型可实现s级的暴雨内涝时空快速预测。     

昭通6.5级地震灾区雷电活动特征及雷电灾害易损性区划研究

云南省地震灾害频发,在雷电活动高发季节,雷击易导致灾区群体性灾害事件发生.以2014年8月3日昭通6.5级地震灾区为例,结合近30年全省雷暴日统计资料、2009—2013年闪电定位监测和2006—2015年全国雷电灾害汇编资料,分析区域雷电活动时空分布特征,建立雷电灾害易损性指标,对各指标量化分级赋值,获取雷灾易损综合评价指数R并进行雷灾风险等级划分,形成地震灾区雷电灾害易损性区划图.结果表明,灾区雷电活动具有明显的季节变化特征,闪电发生频繁且强度密度大,雷电活动从午后呈逐渐增强趋势,巧家县为雷电灾害高易损区,鲁甸县为雷电灾害中易损区.建立地震灾区雷电灾害易损性区划,能够为确定灾区雷电防护重点,科学指导灾区重建工作提供必要的参考依据,不同雷灾风险易损程度等级的区域应当采取相应的雷电防护措施.     

上海暴雨灾害的系统特征与脆弱性分析

利用近30年暴雨和灾害资料,对上海城市系统受暴雨灾害影响下的暴露程度和敏感性等进行了动态分析,得出了该系统受暴雨灾害的脆弱性演化特征.研究结果表明,上海近30年来暴雨的数量和强度均有明显增加趋势,城市多强暴雨天气增加了城市内涝灾害的危险程度.低强度暴雨造成的城市水情灾害影响已很小,但极端强度暴雨仍构成严重的威胁.在城市建设发展过程中,地面排水能力的设计和提高、旧区改造和房屋建筑标准的提高等社会系统的变迁,会影响不同暴雨类型所造成的灾害程度与脆弱性;而城市在发展中又会出现新的薄弱和危险区域.因此,必须对灾害脆弱性进行动态分析和评估.     

基于情景模拟的城市内涝动态风险评估方法

该文建立了一套针对城市暴雨内涝灾害的定量风险评估方法。通过二维水力学模型模拟积水的时空分布,并采用基于国内实地调查获得的脆弱性曲线估算内涝灾害损失。以福建省龙岩市新罗区为例进行了内涝风险评估,模拟了该地区不同降雨情景下的内涝时空分布和灾害损失情况。结果显示:持续时间越长、重现期越长的暴雨导致的积水和经济损失越严重,但不同的暴雨导致的积水区域在很大程度上是一致的。通过不同雨水井分布情况下经济损失总量的估算,分析了雨水井对降低城市暴雨内涝风险的作用。结果表明:雨水井可以有效降低内涝风险,但应对短时强降雨的效果有限。     

静海区玉米作物暴雨致灾风险阈值研究

根据天津市静海区2009—2017年5~9月的全区自动站数据和2013—2017年的各乡镇因暴雨受损的玉米减产率数据,采用统计方法对静海区暴雨灾害风险以及玉米因暴雨致灾风险进行评估和区划。研究发现,静海区暴雨灾害风险呈自西北向东南逐步增加的分布,静海区玉米作物暴雨致灾风险呈现出自西南向东北逐渐减少的分布。通过线性回归方法建立了玉米作物暴雨致灾风险12,h降水量阈值,量化不同暴雨灾害风险阈值所对应的玉米受灾情况,为制定有效的防灾减灾政策提供科学依据和研究思路。     

暴雨内涝灾害模拟研究

 城市暴雨内涝灾害的频发,已经给城市居民生命、财产安全等造成了严重威胁。对城市暴雨内涝灾害危险性模拟,可为城市暴雨内涝灾害危险性预报预警提供依据。以长春市南关区为研究区,以城市暴雨内涝灾害为研究对象,从多情景视角出发,提出了城市暴雨内涝灾害危险性多情景模拟框架,并以一、二维非恒定流为控制方程,以不规则网格为骨架综合构建了城市暴雨内涝灾害危险性数值模拟模型,实现研究区暴雨内涝灾害危险性多情景模拟。研究结果可为城市内涝应急管理部门在内涝灾害预报预警上提供参考依据。     

城市内涝灾害社会影响评价研究

为探究城市内涝灾害发生后对居民、社会及经济造成的影响,以哈尔滨市区为研究区,以典型内涝灾害年为案例年,收集气象、社会经济数据并结合实地调查数据,从社会与个体、社会与家庭、社会与心理、社会与交通、社会与秩序、社会与稳定六个方面筛选城市内涝灾害社会影响评价指标,并构建指标体系与评价模型,实现了城市内涝灾害社会影响评价与区划.研究结果可为哈尔滨市内涝灾害应急管理提供决策依据.     

城市居民内涝灾害风险感知调查研究 ——以郑州市为例

基于风险感知理论,采用问卷调查法从灾害认知情况、防灾意识和技能、响应情况三个方面对郑州市居民的城市内涝灾害风险感知现状进行调研,并在此基础上对不同影响因素之间的相关性以及不同路段之间居民对内涝灾害感知的差异性进行深入分析.结果显示:①城市居民内涝灾害的风险感知情况存在较大差异,多数居民对内涝灾害缺乏科学、系统的认知;②约80%的居民有一定的防灾意识,72.6%的居民掌握有基本的防灾技能;③多数郑州市居民对于内涝灾害都能积极响应,且对政府的相关工作有所期待.根据调查结果,对郑州市居民及政府相关部门提出了三点建议,为郑州市提升防范内涝灾害的能力、减轻灾害带来的损失和政府部门做好相关工作提供参考.     

基于GIS的重庆市伏旱风险性分析

根据灾害系统理论,以重庆地区的伏旱灾害为研究对象,从伏旱致灾因子的危险性和社会经济承灾体的易损性两方面选取了降水、气温、地形、水文、植被、耕地、人口密度、人均GDP、种植结构、产业结构等因子,并对各因子的影响度进行等级划分,建立危险性评价和易损性评价模型.运用Arcgis 9.2软件的空间分析功能,得到以行政区县为单元的风险分析分布图.结果显示,中西部风险较高,东北和东南两翼风险较低,以便为区域防灾减灾、决策制定提供依据.