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。     

基于县域尺度的中国沿海地区效率分析

采用数据包络分析(DEA)和空间自相关方法测评2006年中国沿海地区724个县域单位的效率,选取2000年和2006年两个时像探索近7年来中国沿海地区全要素生产率的时空格局及其影响因素。目前中国沿海地区县域效率相对较低,且呈北部沿海高、南部沿海低的空间格局;2000-2006年,影响中国沿海地区县域全要素变化的因素依次为纯技术效率、技术创新指数和规模效率的变化。将中国沿海地区的效率-经济空间格局分为高效率-强经济块、高效率-弱经济块、低效率-强经济块和低效率-弱经济块4种类型,为协调中国沿海地区未来经济发展格局政策的制定提供参考。     

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。     

基于社会脆弱性的中国高温灾害人群健康风险评价

本研究通过综合考虑高温胁迫、社会脆弱性和人口暴露,提出基于社会脆弱性的高温灾害风险评价框架,结合气象数据、遥感数据、社会经济数据构建多元数据融合的评价指标体系,开展全国分县高温灾害风险评价。研究结果表明,高温灾害脆弱性热点区域主要集中在中国新疆西部、豫西皖北交界处、四川盆地、洞庭湖流域、广西境内珠江流域;而华中地区湖北江汉平原和湖南洞庭湖流域、西南地区四川省和重庆市交界处的四川盆地、华东地区江浙沪一带、华南珠江流域,则是中国突出的高温灾害风险热点区。高温灾害脆弱性热点区和高温灾害风险热点区的分布出现比较明显的差异,高温灾害脆弱性热点区主要分布于高温胁迫较高或社会经济较差的不发达地区,区域人群由于经济上的适应能力较差而受到高温威胁的概率较大;而高温灾害风险则强调灾害一旦发生时的可能损失,其热点区域主要分布于人口聚集、经济较为发达的大城市区域。就主导因子分区来说,高温胁迫主导区域主要为平原、盆地以及大江大河流域,社会脆弱性主导区域主要位于经济欠发达地区以及脆弱性人群聚集区;人口暴露主导区域则主要集中在人口密集的中心城市和沿海地区。     

海平面上升的灾害效应研究--以江苏沿海低地为例

海平面上升是全球变暖和沿海地区人类活动加剧的必然结果,其灾害效应直接影响沿海地区社会经济的持续发展。文章运用地面沉降与绝对海面变化叠加法和潮位记录法,预测未来30年,50年和100年江苏沿海海平面将分别上升0.30 m,0.53 m和1.37 m。在此基础上,对不同海平面上升量引起的风暴潮灾害、海岸侵蚀、潮滩盐沼损失、涵闸破坏、洪涝灾害加剧和海堤工程受损等方面的灾害效应进行了定量分析,并对江苏沿海低地进行分区灾害预警,认为海平面上升后的灾害效应在江苏中部海积平原表现得最为严重,废黄河三角洲平原和长江三角洲平原中等,而海州湾海积平原最轻。     

沿海地区经济增长与海洋灾害损失的动态关系研究:1989～2011年

随着海洋开发利用的纵深发展,海洋灾害成为影响中国海洋经济持续健康发展的因素。通过构建海洋灾害损失指数,评估1989~2011年中国沿海地区海洋灾害损失情况,利用格兰杰因果检验与VAR模型分析海洋灾害损失与沿海地区经济增长的动态关系。实证分析结果表明,海洋灾害虽然对沿海地区的发展带来直接的经济损失,但并不是影响沿海地区经济增长的主要因素;而沿海地区经济增长是导致海洋灾害损失的格兰杰原因,且具有持久性影响。鉴于此,沿海地区在提高海洋灾害应急管理能力的同时,科学发展海洋经济成为降低海洋灾害损失的正确选择。     

明清时期浙江沿海自然灾害的时空分异特征

明清小冰期是中国气候的异常期,各种自然灾害频发。通过系统搜集、整理明清时期浙江沿海地区自然灾害历史资料并对其进行统计分析发现,浙江省沿海地区各种自然灾害发生频次和造成的损失具有明显的时空地域分异特征:1明清时期,随着时间推移,各种灾害发生频次成波动上升的趋势,在明末清初达到一个高峰值;在浙江沿海地区的各种灾害中,水、旱两灾的发生最为频繁,水灾发生频次高于旱灾。2水灾、旱灾、台风和潮灾是该地区的主要灾害类型,台风与水灾、潮灾之间高度相关,且台风灾害是浙江沿海地区的主要致灾因子,台风灾害诱发的灾害链具有波及面广、危害严重的特点。旱灾和水灾具有显著的相关性,在该地区水、旱两灾在时间尺度上的变化相对一致,这种现象可能是副高季节内振荡所导致的。3浙江省自然灾害发生频次和损失程度与地貌形态之间具有一定联系。以平原、丘陵及低山等地貌类型为主的孕灾环境对浙江沿海地区水灾、旱灾、台风灾害和风暴潮灾等4种主要自然灾害类型及其损失的空间分布有着显著的影响。浙北地区水旱灾害变化剧烈,浙中、浙南地区相对较弱。杭州湾地区台风灾害的分布具有湾口多于湾顶,南岸多于北岸的特点。4从灾害损失的空间格局来看,特大损失程度灾害的主要类型为潮灾,且集中分布在浙北平原,浙南山地和浙东南平原丘陵分布较少。     

广东沿海地区风暴潮易损性评估

从系统学角度出发,对广东省沿海地区(阳江-汕尾岸段)风暴潮灾害易损性因子进行综合分析,提出从社会经济、土地利用、生态环境、滨海构造物和承灾能力5个方面对风暴潮承灾体进行易损性评估,建立广东省沿海地区风暴潮易损性评价指标体系.依托国际通用的海岸易损性评估模式并对其进行改进,建立与广东省沿海地区相适应的风暴潮易损性评价模型...     

中国台风强度等级与可能灾害损失标准研究

台风灾害给中国沿海地区造成了严重损失,进行台风风险评估将为台风灾害有效规避提供科学依据,探讨台风强度等级和灾害损失之间的关系是台风风险定量评估的基础。利用1954-2008年间登陆中国东南沿海的174场成灾台风路径数据和对应的灾情记录数据,对台风强度等级和承灾体(农作物、人口、房屋和社会经济)的8项指标的损失数量关系进行分析,并对台风强度等级与各项损失率指标之间的关系进行拟合,得出各项灾损指标的损失率曲线。基于台风强度等级划分标准和损失率曲线,建立了适合于我国的四个强度等级的台风灾害损失标准划分方案:微度、轻度、中度和重度,对应的损失率用承灾体的社会经济指标来表征。研究表明:当台风强度等级达到第4等级时,灾害造成的损失率均有较大幅度的增加。本文构建的台风灾害损失标准可为进一步定量评估承灾体脆弱性及损失风险提供依据和参考。     

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。     

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。     

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。     

沿海城市社区暴雨洪水风险评价——以温州龙湾区为例

从风险角度探讨了基于GIS空间网格的沿海城市社区空间尺度暴雨洪水淹没情景模拟方法。通过对温州龙湾区暴雨降水量的频率计算,得到不同频率下的降水量及其对应的径流深度。根据"雨量体积法"原理,利用编制的程序得到不同重现期暴雨洪水水面高程和不同淹没水深区间对应的淹没面积,并进行暴雨洪水淹没情景模拟和洪水风险评价。最后,根据2005年龙湾区"海棠"台风暴雨实测资料进行典型历史台风暴雨洪水事件实证研究。     

珠江三角洲地区风暴潮灾害工程性适应的损益分析

在全球增暖及海平面上升背景下,风暴潮极端事件愈加严重,修筑海防工程是沿海地区应对和适应风暴潮灾害的主要工程性措施。以珠江三角洲为研究区,基于风暴潮历史灾害数据,分析了风暴潮增水与社会经济损失的关联性;提出了定量评价工程性适应风暴潮灾害的经济损益理论关系模型;推算了未来极端事件情景下,珠江三角洲海防工程建设的适应效果。结果表明,珠江三角洲地区风暴潮灾害的灾损率与增水呈显著正相关。海防工程建设高度在1.69~11.85 m内处于收益状态,其中5.22 m时收益最大。基于2030年、2050年以及2100年海平面上升叠加风暴潮情景,将海防工程设防标准定为应对2100年20年一遇风暴潮时的收益最大,标准定为应对2100年100年一遇风暴潮时收益最小。     

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.