城市洪涝易损性评价的分形模糊集对评价模型_谢云霞
基于GIS的洪灾避迁方案的模糊综合评判
基于GIS的洪灾避迁方案的模糊综合评判田质胜;朱庆利;李明霞;赵芳【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2009()10【摘要】洪涝灾害是我国自然灾害中损失最严重的灾害,随着社会经济的发展和城市化进程的加速,洪水造成的损失越来越大,而利用防洪非工程措施一直是防洪救灾工作的薄弱环节。
正确迅速的解决防洪决策如此复杂的决策问题非常困难。
因此,采用模糊综合评判方法,结合GIS在洪灾避迁决策的应用,利用GIS图层叠加与空间分析,通过相应的约束条件,筛选出满足约束条件的约束集,用模糊相似贴近度物元模型进行方案的评价决策。
从而帮助防洪决策人员制定具体防洪决策,减少或避免防洪决策的失误。
【总页数】3页(P81-83)【关键词】GIS;洪灾避迁;模糊综合评判【作者】田质胜;朱庆利;李明霞;赵芳【作者单位】河海大学;山东省水利勘测设计院【正文语种】中文【中图分类】P33【相关文献】1.更多〉〉相关学者丁晶孙林岩魏一鸣金菊良徐泽水倪晋仁陈雁梁川任志远赵国杰相关检索词层次分析法指标体系有效性综合性综合评价课堂教学评价方法模糊综合评价合理性权重服装模糊综合评判法准确性模糊数学性能指标能指客观性主成分分析综合评判权重系数基于层次分析法的服装面料性能模糊综合评价 [J], 凌雪2.基于可变模糊综合评判法的山洪灾害脆弱性分析 [J], 刘惠敏;刘宽;王文川;徐冬梅;3.基于多层次模糊综合评判的GIS质量综合评价 [J], 胡圣武;李长春;王新洲;陶本藻4.基于模糊重心评判的带转动设计方案的模糊综合评价 [J], 潘培树;邹家柱5.基于可变模糊综合评判法的山洪灾害脆弱性分析 [J], 刘惠敏[1];刘宽[1];王文川[1];徐冬梅[1]因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
水利工程灾害损失评估模型研究
水利工程灾害损失评估模型研究一、引言水资源是人类生存和经济发展的重要基础,但在水利工程建设过程中,也会存在一些灾害风险,如山洪、泥石流、洪水等,这些灾害不仅会对工程设施造成巨大损失,还会造成非常严重的人员伤亡和财产损失。
因此,如何对水利工程灾害损失进行评估,对于加强工程防灾减灾工作、提高社会风险管理水平都具有重大的意义。
二、水利工程灾害损失评估模型的研究现状目前,国内外学者对于水利工程灾害损失评估模型的研究已经有了很多成果,主要可以分为以下几类。
1. 定量评估模型此类模型基于灾害机理和水文数据等基础信息,建立了模型框架,通过对模型输入参数进行调整和优化,得出评估损失的定量指标。
常见的定量评估模型包括模糊综合评价模型、回归模型、神经网络模型、贝叶斯网络模型等。
2. 经验评估模型此类模型基于历史灾害数据和工程管理数据,通过建立统计学模型,得出灾害损失的经验公式。
常见的经验评估模型包括杂交经验模型、随机森林模型、支持向量机模型等。
3. 综合评估模型此类模型是将定量评估模型和经验评估模型进行综合,得出综合评估结果。
常见的综合评估模型包括灰色模型、层次分析法模型等。
三、水利工程灾害损失评估模型的建立水利工程灾害损失评估模型建立的关键是获取模型输入数据,包括工程设计数据、水文气象数据、地形地貌数据、历史灾害数据等。
在构建模型时,需要充分考虑不同类型灾害对工程设施造成的损失差异性,采用适当的算法对不同类型损失进行量化和转换。
构建完模型后,需要对模型进行调试和验证,在真实灾害情况下测试模型的准确性和可靠性。
四、水利工程灾害损失评估模型应用案例1. 应用模型评估2010年汶川地震对茂县黑水水库的影响该案例中,通过运用定量评估模型,结合汶川地震的震源参数、水库地质地形、流域降雨等多个因素,对茂县黑水水库的灾害损失进行了评估。
该模型预测,灾害总损失将达到人民币1.8亿元。
2. 应用模型评估山西省临猗县山洪灾害该案例中,运用经验评估模型,结合历史灾害数据,对山西省临猗县发生的山洪灾害进行了评估。
洪涝灾害的概率模型
洪涝灾害的概率模型洪涝灾害是一种自然灾害,经常给人们的生命财产安全带来巨大威胁。
为了更好地了解和预测洪涝灾害的发生概率,许多专家学者进行了广泛的研究,并提出了各种概率模型。
本文将介绍几种常见的洪涝灾害概率模型,帮助读者更好地理解和应对洪涝灾害。
一、洪涝灾害概率模型的定义和意义洪涝灾害概率模型是指通过分析历史洪涝灾害事件的发生规律、天气和气候因素、地质地貌特征等多种因素,建立数学模型来预测洪涝灾害发生的概率。
这些模型的应用可以帮助地方政府和公众更好地做出灾害应对和减灾决策,提高社会抗灾能力。
二、统计模型统计模型是洪涝灾害概率模型中最基本的一种类型。
统计模型通过收集历史洪涝灾害事件的数据,分析灾害发生的频率、强度以及对应的气象、地貌数据等因素,建立概率分布函数,从而得出洪涝灾害发生概率的预测结果。
常见的统计模型包括频率分析、概率分布函数拟合等。
三、气象模型气象模型是根据大气环流、降水等气象要素,结合地形地貌特征,对洪涝灾害进行预测的一种模型。
它通过分析气象要素变化的规律,建立气象指数、降雨强度预测模型等,以预测未来一段时间内的降雨量和洪水形成的可能性。
气象模型的预测结果可以直接应用于洪涝灾害预警和预报工作。
四、土壤水文模型土壤水文模型是建立在土壤、植被和降雨等因素的相互作用基础上,利用数学和物理模型来模拟土壤水分的动态变化,从而预测洪涝灾害发生的模型。
土壤水文模型在预测淹水范围、洪水过程和灾害损失等方面具有较高的精度和应用价值。
五、GIS和遥感模型GIS(地理信息系统)和遥感技术在洪涝灾害概率模型中的应用日益广泛。
GIS可以用于收集和管理灾害数据,绘制灾害风险图、洪水淹没图等,实现空间信息的可视化。
遥感技术则可以获取大范围、连续的环境因子数据,用于分析和模拟洪涝灾害的空间分布和时空演变规律。
六、综合模型综合模型是将多个模型进行整合和综合的一种方法。
通过结合统计模型、气象模型、土壤水文模型、GIS和遥感模型等多种模型,综合考虑不同因素对洪涝灾害的影响,进一步提高洪涝灾害预测的准确性和可靠性。
基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险评估研究
基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险评估研究1. 引言1.1 研究背景城市内涝是由于城市建设规划不合理、排水系统不完善等因素引起的常见问题,严重影响人们的生活和城市的正常运行。
随着全球气候变暖和城市化进程的不断加快,城市内涝风险日益凸显,给城市管理和规划带来了巨大挑战。
对城市内涝风险进行科学评估和有效管理显得十分迫切。
目前,对城市内涝风险评估的研究大多基于定性比较和统计分析,缺乏系统性和科学性。
针对这一问题,本研究将基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险进行评估研究。
层次分析法是一种定量分析方法,可有效处理多指标、多层次的复杂问题,有利于深入分析城市内涝风险的各个方面。
而模糊综合评价法则能够较好地处理评估指标之间的模糊性和不确定性,提高评估结果的科学性和可靠性。
通过本研究,将为城市内涝风险评估提供一种新的方法和思路,为城市管理部门和规划者提供科学依据,有助于减少城市内涝带来的损失,保障城市的安全和可持续发展。
【研究背景】。
1.2 研究意义城市内涝是城市建设和发展中的一个重要问题,特别是在气候变暖和城市化加剧的背景下,城市内涝风险逐渐增加。
对城市内涝风险进行科学评估,可以帮助城市规划者和政府部门及时了解城市内涝的潜在风险,采取有效措施进行防范和治理。
通过基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险进行评估研究,不仅可以提高评估的科学性和准确性,还可以为城市内涝风险管理提供更有针对性的建议和措施。
本研究的意义在于,首先可以为城市规划和管理部门提供科学依据,帮助他们更好地制定城市发展规划和内涝风险管理政策;其次可以为城市居民提供更全面的内涝风险信息,增强他们的风险意识和自我保护能力;同时也可以为相关学科领域的研究提供案例和经验,促进内涝风险评估方法的不断完善和创新。
研究基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险的评估具有重要的理论和实践意义。
1.3 研究方法在本研究中,我们采用了基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险进行评估。
基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险评估研究
基于层次分析—模糊综合评价法对城市内涝风险评估研究作者:申海燕陈妍哲张盈来源:《科技资讯》2020年第02期摘; 要:该文通过城市内涝巨灾理论和场景进行风险识别,建立了多层次的洪涝灾害风险指标体系。
并且引入模糊数学的概念,结合层次分析法与模糊综合评价法各自的优点,利用AHP法建立权重集,通过MATLAB软件编程计算出相应的模糊一致判断矩阵、隶属度矩阵、二级指标评判集、一级指标评判集及目标指标综合评判集。
采用层次分析-模糊综合评价法建立完整的洪涝灾害风险评估体系,估计出风险概率和风险损失结果,划分风险等级并依此给出对应的风险措施。
最后将此体系应用于湖南长沙,对该城市进行内涝灾害风险评估。
关键词:模糊集; 层次分析法; 模糊综合评价法; AHP法中图分类号:U442 ; ;文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)01(b)-0192-02城市内涝是是一种严重威胁人类生存与发展的自然灾害。
对于此类情况,建立相应的城市内涝巨灾风险评估体系以及有效的风险评估方法预防潜在的洪涝灾害风险是十分必要的。
在已有的研究中,由于层次分析法由于能够将定性和定量相结合的特点而被广泛应用于各种内涝风险评价体系中。
而模糊综合评测方法利用模糊数学的理论和方法,把客观现实中的模糊事物定量化,以此作为依据进行符合实际、具有客观性和准确性的评价,从而为实际问题提供有效的解决方法。
因此在该文中引入模糊数学的概念来解决层次分析法的缺陷。
基于模糊理论的风险评估方法可以通过考虑各个风险因素指标对系统的影响程度来处理传统数学方法无法考虑到的不确定性。
针对城市内涝风险的研究,采用层次分析-模糊综合评价法建立完整城市内涝灾害风险评估体系,对洪涝灾害风险进行综合评估,为解决该类问题提供理论依据,最后将该方法应用于湖南省长沙市。
1; 城市内涝巨灾风险识别风险评估包括风险识别、风险估计、风险评价和控制,风险识别是风险评估的基础阶段。
在城市内涝巨灾问题中风险识别的核心是确定风险源。
洪灾风险评估模型研究综述
洪灾风险评估模型研究综述洪灾是一种常见的自然灾害,对于人类的生命和财产安全造成了严重威胁。
为了更好地评估洪灾风险,许多学者和研究机构开展了相关模型的研究。
本文将对洪灾风险评估模型进行综述,以期为相关研究提供参考和启示。
1. 定量评估模型
定量评估模型是洪灾风险评估中常用的一种方法。
该模型通过建立数学模型,综合考虑地形、气候、土壤等多种因素,对洪灾风险进行量化评估。
其中,常用的模型包括Hec-RAS、SWMM等,这些模型在不同的地区和场景中均有广泛应用,并取得了良好的效果。
2. 统计分析模型
统计分析模型是评估洪灾风险的另一种重要方法。
该模型通过对历史洪水事件的数据进行分析,运用统计学方法得出概率分布和变化规律,从而预测未来可能发生的洪灾情况。
常见的统计分析模型包括Logistic回归、ARIMA模型等,这些模型能够较为准确地预测未来的洪灾风险。
3. 综合评估模型
除了以上两种模型外,综合评估模型也在洪灾风险评估中得到广泛应用。
该模型综合考虑了定量评估和统计分析的结果,结合地方政府的规划和应急预案,从而对洪灾风险进行全面评估和管理。
这种综合
评估模型在实际应用中具有很高的参考价值,能够有效地减少洪灾对社会经济的影响。
综上所述,洪灾风险评估模型在现代社会中扮演着重要的角色。
通过不断地研究和改进,我们可以更加准确地评估洪灾风险,为灾害应对和防范提供科学依据。
希望未来能够有更多的学者和研究机构关注洪灾风险评估模型的研究,为人类社会的可持续发展贡献力量。
洪涝灾害经济易损性模糊评价——以安徽沿长江地区为例
・ 收稿 日期 :2 0 0 9—0 0 9— 2 基金项 目: 安徽省 自 然科学基金项 目(9 4 5 1 ) 自 0 0 1 22 ; 然灾害过程与防控研究安徽 省重 点实验室建设基金资助 作者简介 :张海玉( 99一),女 ,河南焦作市人 ,硕士研究生 ,主要从事洪涝灾害风险评估研究 . - al ln Ii 17 @13 cr 17 Em i l gly 9 9 6 . o :za a u n 通讯作者 :程先富( 97一) 16 ,男 ,安徽合肥人 ,教授 ,主要从事灾 害监测 与评估研究 . . i:x nu hn @s a cm Ema l i fc eg i . o a n
( 安徽师范大学 国土资源与旅游学院 ,安徽 芜湖 摘 2 10 ) 4 0 3
要 :洪水灾害是洪水危险性对承灾体易损性综合作用 的结果 ,由于降水量 、人 口密度 、产值 等因子在洪水 易
损性 中的作用具有模糊性 ,因此运用模糊模型进行评价有一定 意义。以安徽沿长 江地 区为例 ,在 G S和模糊数 学 I
0 引 言
洪 水灾 害 是 一 种 突 发 性 强 、发 生 频 率 高 、危 害严 重 的灾 害 。全 球 每 年 都 因洪 水 灾 害 而 造 成 巨 大损失 ,我 国一 直 是 受 洪 水 危 害 最 严 重 的 国家 之
【 1 J
一
1 研 究 区概 况 与研 究 方 法
1 1 研 究 区 概 况 .
法的支持 下 ,建立 了基 于 GS的模糊综合评价模型 ,对洪水灾 害经济易损性 风险进行 了评 价与分析 ,将 安徽沿长 I 江地 区洪 涝的易损 性程度划分为 5个 等级 :高 度易损性 、较高度 易损性 、中度易损性 、较 低度易损 性、低度易损 性。研究 结果 表明 :沿江洪水灾害易损性总体水平较高 ,特别是 在马鞍 山、芜湖 市、铜陵市等经 济发达 、人 口密
极端暴雨下城市内涝模拟与应急响应能力评估
目前的排水系统模型主要基于经验设计,缺乏对复杂地 形、气候等因素的考虑,未来需要进一步优化模型,提 高排水系统的适应性和效能。
对未来研究的建议与展望
加强合作研究
建议未来研究加强跨学科的合作,如地理、水利、环境等学科的专家可以共同参与,以提 高研究的全面性和深度。
精细化模拟
随着计算机技术的发展,未来可以开展更精细化模拟,如对城市地表径流、地下水流动等 进行精细化建模和分析。
01
02
03
数据收集
收集历史气象数据、地理 信息、降雨量等数据。
数据分析
对收集到的数据进行处理 和分析,了解极端暴雨发 生的规律和特点。
模型建立
基于数据分析结果,建立 极端暴雨模型,为模拟提 供数据支持。
城市内涝模拟方法与流程
模拟准备
选择合适的模拟软件和设 置模拟参数。
模拟执行
根据建立的极端暴雨模型 和城市地理信息,模拟城 市内涝情况。
考虑更多影响因素
未来的研究应考虑更多的影响因素,如气候变化、城市化进程、土地利用变化等对城市内 涝的影响。同时,也需要关注城市内涝对生态环境、人类生活以及经济发展的综合影响评 估。
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THANKS
05
研究结论与展望
研究结论回顾
01
城市内涝形成机制
在极端暴雨下,城市内涝的主要原因是地表径流无法及时排除,导致
积水现象。此外,城市排水系统的效能也是影响内涝的重要因素。
02 03
模拟方法的有效性
本研究采用数值模拟方法,通过建立城市水文模型和排水系统模型, 成功地模拟了极端暴雨下的城市内涝情况。模拟结果与实际观测数据 对比显示,该方法具有较高的准确性。
评估实施
城市暴雨洪涝灾害脆弱性评价
城市暴雨洪涝灾害脆弱性评价
季孔阳;李学明;高见;徐佳颖;高玉琴
【期刊名称】《水利水电科技进展》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】基于脆弱性概念阐述暴雨洪涝灾害下的城市脆弱性内涵,从暴露度、敏感性和适应能力3个方面构建了包含11个指标的城市暴雨洪涝灾害脆弱性综合评价指标体系和评价模型,并确定脆弱性等级划分标准。
以南京市秦淮区为例,针对100年一遇设计暴雨情景,基于MIKE一二维耦合模型,定量分析指标值,采用构建的评价模型计算了城市暴雨洪涝灾害脆弱性指数,对极端暴雨情景下研究区的脆弱性进行了评价,绘制了研究区脆弱性空间分布图,分析了脆弱性分布特点与成因。
结果表明:MIKE一二维耦合模型可用于暴露度指标中最大淹没水深和时段末淹没水深的获取;河流沿岸且地势较为平坦的区域,交通路网中的低洼区域、立交桥下易形成积水的区域,人口稠密、GDP产值高、暴露程度较高的居民住宅区与企业中心等区域脆弱性较高。
【总页数】8页(P13-20)
【作者】季孔阳;李学明;高见;徐佳颖;高玉琴
【作者单位】河海大学水利水电学院;四川水利职业技术学院;江苏省农村水利科技发展中心
【正文语种】中文
【中图分类】TV1221;X43
【相关文献】
1.基于GIS的广西暴雨洪涝灾害的时空特征与脆弱性评价
2.基于熵值法的农业洪涝灾害脆弱性评价——以江苏省盐城市为例
3.河北省农作物暴雨洪涝灾害的脆弱性评价
4.城市暴雨洪涝灾害脆弱性时空特征分析
5.极端暴雨情景下的城市脆弱性评价
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武汉市洪涝灾害风险评估研究
㊀验研究文章编号:1009-9441(2024)02-0031-07武汉市洪涝灾害风险评估研究ѲѲ隗怡芃㊀(长江大学城市与建设学院,湖北荆州㊀434000)摘㊀要:在全球气候变暖背景下,城市所面临的洪涝灾害风险日渐增长㊂武汉市频受洪涝灾害侵扰,人民生活与经济发展受到严重影响,对武汉市洪涝灾害风险进行评估十分必要㊂从致灾因子危险性㊁孕灾环境敏感性以及承灾体脆弱性三个角度出发选取了12个指标,使用随机森林回归与AHP-CRITIC组合赋权法完成指标筛选与权重赋值,最后通过ArcGIS平台将栅格数据依照权重相叠加得出武汉市洪涝灾害风险评估结果㊂结果表明:洪涝高风险区域集中于武汉中心城区与新洲区东北部;蔡甸区㊁汉南区㊁江夏区和东西湖区洪涝风险较低;黄陂区北部山区为低风险区域,东部与北部行政边界附近区域为较高风险区域,境内其他区域基本为中等风险区域㊂关键词:洪涝灾害;风险区划;组合赋权中图分类号:TU992㊀㊀㊀文献标识码:A引言在全球气候变暖背景之下,极端天气事件频发,自然灾害的发生也随之增长,城市所承担的灾害风险与日俱增[1-3]㊂城市灾害中,洪涝灾害所占比例达到40%,是城市灾害的主要来源[4]㊂据‘中国水旱灾害公报“统计数据显示,1995 2018年间全国年均有196座城市㊁1980个县(市)发生洪涝灾害,平均每年因灾死亡1677人和直接经济损失1662亿元[5]㊂武汉市是我国中部地区唯一的特大城市,同时也是长江经济带的核心城市,其人口密度大,经济水平高[6],但却频受洪涝灾害的侵扰,洪涝对武汉人民生产生活与经济发展造成了严重的负面影响㊂因此,对武汉市洪涝灾害风险的评估具有深远的现实意义㊂国内外学者对于洪涝灾害风险评估的研究起步较早,已经得出了多种研究方法,并且研究范围涵盖了各个尺度㊂SHAO M L等[7]基于灰色系统分析法对中国洪涝灾害风险进行了评估;张会等[8]基于GIS技术和自然灾害风险评估方法,提出洪涝灾害风险指数,绘制了辽河中下游洪涝灾害风险区划图;曹罗丹等[9]通过指标体系法构建了洪涝灾害风险评估模型,对浙江省进行了洪涝灾害风险评估;暴丽杰[10]通过SCS模型模拟上海浦东不同重现期的淹没情景,对上海浦东的洪涝脆弱性进行了分析㊂当前学术界研究成果颇为丰硕,但少有学者聚焦于武汉市这一类发展水平较高且灾害发生概率大的特殊区域㊂因此,拟以武汉市作为研究对象,参考前人研究之同时考虑武汉市情况构建洪涝灾害风险指标体系㊂通过随机森林模型揭示指标与洪涝灾害之间的关联程度并筛选指标,再使用CRITIC法确定各指标权重㊂最后运用ArcGIS进行叠加分析确定武汉市洪涝灾害风险的空间分布,以期帮助识别武汉市洪涝灾害高风险区域,并为其防洪规划的编制与修订提供参考㊂1㊀研究区概况武汉市位于我国中部地区,长江与汉江交界处,也是湖北省的省会城市㊂武汉市下辖13个区,总面积为8569.15km2,常住人口达1364.89万人, 2021年GDP为17716.76亿元,人口稠密,经济发达㊂武汉市属亚热带季风气候,降水集中,地形以平原为主,境内水体面积达25%,江河纵横㊁河网密布,如图1所示㊂一直以来,洪涝灾害都对武汉市稳定发展有着极大的威胁[11]㊂图1㊀武汉市地形水系分布情况2㊀数据来源及研究方法2.1㊀数据来源此次研究数据包括武汉市历史洪涝灾情资料㊁气象资料㊁地理信息资料及社会经济资料㊂历史灾情数据选取2016年夏季湖北汤逊湖洪涝灾害数据,来源于国家综合地球观测数据共享平台;气象资料选取中国长㊁短历时暴雨雨量特征数据集(1961 2015),来源于全球变化科学研究数据出版系统;地理信息资料包括DEM数据㊁路网河网矢量数据和土地覆被数据等,DEM数据来源于地理空间数据云,路网河网矢量数据来源于Open Street Map,土地覆被数据来源于中国科学院空天信息创新研究院;社会经济资料包括人口数据㊁各区GDP数据以及武汉市POI数据,其中人口数据与各区GDP数据来源于武汉市统计年鉴,POI数据通过百度地图提取㊂以上数据均按照武汉市行政边界进行截取㊂2.2㊀研究方法2.2.1㊀洪涝灾害风险评估指标体系㊀㊀基于城市洪涝灾害相关理论,城市洪涝灾害的产生可分为三个阶段:一是在短时间内出现大量降水,降水地区无法在短时间内将其排出;二是导致地表出现洪涝积水;三是洪涝积水对人类或社会经济发展造成负面影响㊂因此,研究拟基于对致灾因子危险性㊁孕灾环境敏感性和承载体脆弱性三方面的量化,进行洪涝灾害风险评估㊂洪涝灾害风险结构可以表示为式(1)~(4)㊂致灾因子危险性见式(1):M(X)=ði j=1[W jˑM ji(X)](1)㊀㊀孕灾环境敏感性见式(2):B(X)=ði j=1[W jˑB ji(X)](2)㊀㊀承载体脆弱性见式(3):S(X)=ði j=1[W jˑS ji(X)](3)㊀㊀洪涝灾害风险系数见式(4):R(X)=W M M(X)+W B B(X)+W S S(X)(4)式中:M(X) 洪涝灾害风险系数中的致灾因子危险性;B(X) 洪涝灾害风险系数中的孕灾环境敏感度;S(X) 洪涝灾害风险系数中的承灾体脆弱性;M ji(X) 致灾因子危险性归一化后的值;B ji(X) 孕灾环境敏感性归一化后的值; S ji(X) 承载体脆弱性归一化后的值;W M 致灾因子危险性评估因子的权重;W B 灾环境敏感度评估因子的权重;W S 承载体脆弱性评估因子的权重;R(X) 武汉市洪涝灾害风险系数值㊂基于洪涝灾害的形成机理,通过参考相关的前人研究[4,12-15],结合武汉市的情况依据洪涝灾害发展的各个阶段,选取洪涝指标,构建武汉市洪涝灾害风险评价指标体系见表1㊂表1㊀武汉市洪涝灾害风险评估指标体系目标层准则层指标层指标属性洪涝灾害风险致灾因子危险性孕灾环境敏感性承灾体脆弱性暴雨占比正向暴雨变化趋势正向短时暴雨占比正向归一化植被指数负向平均高程负向平均坡度负向路网密度正向河网密度正向土地利用正向地均GDP正向人口密度正向POI密度正向2.2.2㊀随机森林回归分析㊀㊀运用随机森林方法结合2016年汤逊湖洪涝灾害数据对各指标的重要性进行回归分析,筛除低关联性指标,同时为指标权重的设置提供参考㊂随机森林是一种Bagging类型的集成算法,通过组合弱评估器构建多个决策树形成森林,再通过Bagging 随机采样,使得模型结果具有较高的泛化性能㊂随机森林算法的优点在于样本随机和特征随机,使得随机森林不易于过拟合且增强了森林的抗噪能力;能够判别特征的重要程度和不同特征之间的相互影响;由于是树的组合,随机森林可以处理非线性的高维数据,对于数据集的适应性较强,且易于实现㊁训练速度较快㊁精度较高,能够处理大规模数据,适应于该试验㊂缺点在于对于数据集的维度有一定限制,低维数据训练效果不如高维数据;且在某些噪声较大的分类或回归问题上容易出现过拟合[16-17]㊂随机森林的弱评估器使用的是CART决策树(分类回归树),当输入算法数据集为离散型数据时,决策树为分类树;当数据集为连续性数据时,决策树为回归树,并计算其均值作为回归预测值㊂回归算法的核心是通过建立一系列回归决策树,并计算其均值作为回归结果㊂其中,θt表示随机变量,x表示自变量,属于特征向量X ,T 表示决策树数量㊂分类预测结果见式(5):H -(X )=argmax ðTi =1I (h (x ,θt )=Y )(5)式中:H -(X ) 分类模型的预测结果;Y 不同分类模型;I 示性函数㊂回归预测结果见式(6):h -(X )=1T ðTi =1{h (x ,θ)}(6)式中:h -(X ) 回归预测结果;h (x ,θt ) 基于X 和θ的输出结果㊂2.2.3㊀基于博弈论的AHP-CRITIC 法组合赋权㊀㊀AHP 层次分析法是由主观经验对目标进行比较判出指标权重,CRITIC 法则由客观数据判出指标权重㊂由于AHP 层次分析法和CRITIC 法都是通过先获取指标权重,再对权重目标进行评估计算,因而可以将两种权重评估方法进行集成,以提高指标赋值权重的科学性[18]㊂基于博弈论进行组合赋权[19-21],计算方法如下:假设利用K 种方法获得k 种权重值,每一种方法获得的权重矩阵为w i ,将各个方法获得权重矩阵进行线性组合优化得最小优化值见式(7):min =ðnj =1a j w t i 2,i =1,2 ,k (7)㊀㊀对式(7)矩阵进行一阶导数,并展开可得式(8):w 1w t 1 w 1w t k︙⋱︙w k w t 1w k w t k()a 1︙a k ()=w 1w t 1︙w k w t k()(8)㊀㊀利用式(8)可以求出(a 1,a 2, ,a k ),然后将此矩阵进行归一化获得线性系数见式(9):a ∗=a k /ðk a k(9)㊀㊀最终求得组合权重矩阵见式(10):w∗=ðkk =1a ∗w Tk(10)㊀㊀最后,将AHP 法得到的主观权重与CRITIC 法得到的客观权重带入式(10)计算得到其组合权重㊂3㊀研究结果3.1㊀随机森林回归结果为揭示各因子对武汉市洪涝灾害风险的影响程度,研究基于2016年湖北汤逊湖洪涝灾害数据,计算栅格内淹没面积占比,并以此作为随机森林回归分析的因变量(Y )㊂由于因变量(Y )为淹没面积占比,因而在自变量(X )的选择上不考虑衡量承灾体脆弱性的指标㊂最后按照30%和70%的比例划分训练集与测试集进行回归分析㊂根据随机森林回归结果如图2所示㊂图2㊀洪涝灾害风险指标重要性对比由图2可知,坡度是对武汉市洪涝灾害风险的影响最大,达到20.9%;暴雨占比㊁植被指数㊁高程数据也与洪涝灾害的形成有较强的关联性;而河网密度对武汉市洪涝灾害风险的影响仅为0.6%,表明洪涝灾害中河水外溢的概率极小㊂由于河网密度与武汉市洪涝灾害风险的相关性过低,与前人研究结果相符[13],研究将该指标进行筛除,以增加指标体系的科学性㊂3.2㊀组合赋权结果基于随机森林回归结果,参考同类型相关文献中AHP 法的成果,将二者结合通过AHP 法进行主观权重的计算㊂另一方面,使用CRITIC 法对数据进行客观评价㊂最后将主客观权重相结合,最终得出武汉市洪涝灾害风险评估指标的权重见表2㊂表2㊀武汉市洪涝风险灾害风险指标权重准则层指标层主观权重客观权重组合权重致灾因子危险性暴雨占比0.2960.1410.217暴雨变化趋势0.0930.1420.119短时暴雨占比0.0390.1990.121孕灾环境敏感性高程0.0850.0400.062坡度0.2400.0510.143植被0.0790.1110.095路网密度0.0240.0320.028承灾体脆弱性土地现状0.0120.1570.086人口密度0.0550.0680.062POI 密度0.0550.0070.030地均GDP 0.0200.0510.0363.3㊀武汉市洪涝灾害风险评估结果根据组合权重结果,基于ArcGIS 平台,将各因子权重与栅格数据进行叠加分析,得到武汉市洪涝灾害风险评估结果㊂3.3.1㊀致灾因子危险性评估结果㊀㊀致灾因子危险性是反映灾害风险程度的因素之一,根据指标权重可计算出各栅格区域内的致灾因子危险性,如图3所示㊂从图3中可以看出,武汉市致灾因子危险性整体由西南向东北地区递增,危险性较高的地区主要分布在新洲区与黄陂区,其中新洲区东北部为武汉市域致灾因子危险性最高的地区㊂3.3.2㊀孕灾环境敏感性评估结果㊀㊀孕灾环境敏感性表现了在暴雨来临时,研究区域的地形地貌㊁植被等不同环境对洪涝灾害形成的敏感度㊂根据敏感性指标权重进行敏感性评价,如图4所示㊂由评价结果可以发现,孕灾环境敏感性与区域发达程度具有一定的正相关性㊂武汉市域内高敏感性地区主要集中在武汉发达程度较高的几大中心城区㊂其位于江汉平原,地势平坦,植被覆盖率低,且道路密度大,多为不透水地表,在暴雨来临时,排水速度慢,加大了洪涝灾害形成的风险㊂敏感性低的区域主要在黄陂区的北部山区,其海拔高,坡度大,植被覆盖率较高,不利于洪涝灾害的形成,因而在敏感性风险评估中表现最好㊂3.3.3㊀承灾体脆弱性评价结果㊀㊀承灾体脆弱性表现为洪涝灾害对于城市的负面影响程度,如危害市民的身体健康㊁造成城市基础设施的破坏及影响城市经济发展等㊂因而越发达的区域在遭遇洪涝灾害时的损失越多㊂将脆弱性指标根据权重进行叠加分析,如图5所示㊂根据结果发现,承灾体脆弱性与地区发达程度呈现显著的相关性㊂脆弱性最高的区域集中在江汉区㊁硚口区㊁江岸区及武昌区,也是传统意义上武汉三镇中汉口与武昌的核心区域㊂而脆弱性最低的区域是黄陂区北部山区,其人口稀疏,经济密度低,城市建设度较差,洪涝灾害造成的影响相对其他区域更小㊂3.3.4㊀洪涝灾害风险综合评估㊀㊀综合致灾因子危险性㊁孕灾环境敏感性及承灾体脆弱性,将各指标根据综合权重进行栅格叠加,通过自然间断点法分级,得到武汉市洪涝灾害风险评估结果,如图6所示㊂根据图6可以发现,武汉市域内存在两个高风险区域,分别为新洲区东北部地区以及江汉区㊁硚口区㊁江岸区等多个中心城区㊂从灾害形成的角度结合前文评价结果分析,新洲区东北部成为高风险地区的原因主要为致灾因子危险性相对市域内其他地区较大,区域暴雨的危险性强;而中心城区则由于其图3㊀致灾因子危险性评估地处平原,地势平坦,植被覆盖率低,不透水路面占㊀㊀㊀图4㊀孕灾环境敏感性评估图5㊀承载体脆弱性评估比高,人口稠密及经济发达等原因,导致其孕灾环境敏感性较强,承灾体脆弱性较高,因而成为了洪涝高风险区域㊂蔡甸区㊁汉南区㊁东西湖区及江夏区由于图6㊀武汉市洪涝灾害风险评估暴雨危险性弱㊁植被覆盖率高㊁城市建设程度较低等原因导致洪涝灾害发生概率小㊂另一方面,其发展程度相对较低,洪涝灾害发生时,区域受到的负面影响相对较小㊂因而蔡甸区等四区成为了市域内洪涝灾害风险较低的区域㊂黄陂区较为特殊,其境内多数地区为一般风险区,但东部与北部靠近行政边界的区域洪涝风险较高,其北部山区是武汉市域内风险最低的区域㊂综合致灾因子,孕灾环境与承灾体分析,黄陂区东部与北部靠近行政边界线的区域暴雨危险性较高,而北部山区海拔高,坡度大,植被覆盖率高,易于排水,同时其发展水平低,洪涝灾害发生所导致损失相对较低,因而形成了黄陂区境内洪涝风险灾害风险分布差异大的特点㊂4㊀结论基于国内外相关洪涝灾害风险评估研究,收集开源数据,并从致灾因子危险性㊁孕灾环境敏感性及承灾体脆弱性三方面出发构建武汉市洪涝灾害风险评估指标体系㊂通过历史灾情数据与随机森林回归分析确认指标与洪涝灾害的关联程度,并对相关性低的指标进行筛除㊂通过随机森林回归得出指标的重要程度,融合前人研究结果进行AHP法进行主观权重的确认,同时使用CRITIC方法进行客观权重的赋值,基于博弈论将主客观权重组合得到最终权重值㊂最后在ArcGIS平台中将栅格数据依据权重值进行叠加得出武汉市洪涝灾害风险评估结果㊂基于评价结果得到以下结论:4.1㊀新洲区东北部与武汉市中心城区为高洪涝风险集中区域㊂4.2㊀蔡甸区㊁江夏区㊁汉南区及东西湖区洪涝风险较低㊂4.3㊀黄陂区洪涝灾害风险空间分布均衡度较差,其北部山区为低风险区,东部与北部行政边界附近区域为较高风险区,其余区域多为中等风险㊂由于城市洪涝灾害风险评估体系十分复杂,此次研究仍存在许多不足之处㊂在研究过程中使用衡量承灾体脆弱性的部分原始数据以行政区划为单元进行统计,因而无法精确反映数据在行政区划内部的空间分布,对研究结果有一定程度的影响;城市地下空间与洪涝的产生也有一定的关联性,武汉市地铁发达,地下商业布局面积广,地下空间开发规模较大,但由于地下空间错综复杂,数据获取困难,此次研究并未将城市地下空间作为衡量洪涝灾害风险的指标㊂参考文献:[1]Lemee C,Navarro O,Restrepo-Ochoa D,et al.Protective behaviors regarding coastal flooding risk in a context of climate change[J].Advances in Climate Change Research,2020,11(4):310-316.[2]万一帆.南昌市城市化进程及其对暴雨洪涝风险的影响研究[D].南昌:南昌工程学院,2020.[3]周铭毅,尚志海,蔡灼芬,等.基于VIKOR方法的广东省城市洪涝灾害韧性评估[J].灾害学,2023,38(1):206-212.[4]程朋根,黄毅,郭福生,等.基于多源数据的城市洪涝灾害风险评估[J].灾害学,2022,37(3):69-76. [5]中华人民共和国水利部.中国水旱灾害公报:2018[M].北京:中国水利水电出版社,2019.[6]黄亦轩,徐宗学,陈浩,等.深圳河流域内陆侧洪涝风险分析[J].水资源保护,2023,39(1):101-108. [7]SHAO M L,GONG Z W,XU X X.Risk assessment of rainstorm and flood disasters in China between2004and 2009based on gray fixed weight cluster analysis[J].Natural Hazards,2014,71(2):1025-1052. [8]张会,张继权,韩俊山.基于GIS技术的洪涝灾害风险评估与区划研究 以辽河中下游地区为例[J].自然灾害学报,2005(6):141-146.[9]曹罗丹,李加林.基于遥感与GIS的浙江省洪涝灾害综合风险评估研究[J].自然灾害学报,2015,24(4):111-119.[10]暴丽杰.基于情景的上海浦东暴雨洪涝灾害脆弱性评估[D].上海:上海师范大学,2009.[11]张欢,成金华,冯银,等.特大型城市生态文明建设评价指标体系及应用 以武汉市为例[J].生态学报, 2015,35(2):547-556.[12]黄毅.基于多源数据的城市洪涝风险等级评估 以南昌市为例[D].南昌:东华理工大学,2022. [13]谢萍,张双喜,周吕,等.武汉市中心城区地表形变与洪涝灾害防治新策略[J].武汉大学学报:信息科学版, 2021,46(7):1015-1024.[14]CAI S Y,FAN J M,YANG W.Flooding risk assessmentand analysis based on GIS and the TFN-AHP method:a case study of Chongqing,China[J].Atmosphere,2021, 12(5):623.[15]刘媛媛,王绍强,王小博,等.基于AHP_熵权法的孟印缅地区洪水灾害风险评估[J].地理研究,2020,39(8): 1892-1906.[16]崔东文,金波.基于随机森林回归算法的水生态文明综合评价[J].水利水电科技进展,2014,34(5):56-60,79.[17]陈军飞,李倩,邓梦华,等.基于随机森林与可变模糊集的城市洪涝脆弱性评估[J].长江流域资源与环境, 2020,29(11):2551-2562.[18]程朋根,黄毅.基于AHP-熵权法的南昌市洪涝风险评估[J].人民长江,2021,52(10):18-25. [19]陈加良.基于博弈论的组合赋权评价方法研究[J].福建电脑,2003(9):15-16.[20]阿布都热合曼㊃阿布都艾尼.基于博弈论组合赋权模型的跨境电商物流业务评价[J].统计与决策,2022,38(19):184-188.[21]路遥,徐林荣,陈舒阳,等.基于博弈论组合赋权的泥石流危险度评价[J].灾害学,2014,29(1):194-200. Study on Flood Disaster Risk Assessment in WuhanKUI Yi-peng(School of Urban Construction,Yangtze University, Jingzhou,Hubei,434000,China) Abstract:Under the background of global warming,the risk of flood disasters faced by cities is increasing day by day.Wuhan is frequently affected by flood disasters,and peopleᶄs life and economic development are seriously affected.It is necessary to assess the risk of flood disasters in Wuhan.12indicators were selected from the three perspectives of hazard factors,sensitivity of disaster-producing environment and vulnerability of the disaster-bearing body.The random forest regression and AHP-CRITIC combined weighting method were used to complete the indicator screening and weight assignment.Finally,the grid data were superimposed according to the weight through the ArcGIS platform to obtain the flood disaster risk assessment results in Wuhan.The results showed that the high-risk areas of flood and waterlogging are concentrated in the central urban area of Wuhan and the northeast of Xinzhou District;Caidian District,Hannan District,Jiangxia District and Dongxihu District are areas with low flood risk;The northern mountain area of Huangpi District is a low risk area,the area near the administrative boundary between the east and the north is a high risk area,and other areas in the territory are medium risk areas.Key words:flood disaster;risk zoning;combination weighting作者简介:隗怡芃(1999-),男,湖北襄阳人,在读硕士研究生,研究方向:城乡规划㊂收稿日期:2023-11-29(编辑㊀李江华)。
城市洪水风险图编制研究--以福州为例
市洪涝风险管理与防灾减灾管理的重要手段。为 此,综合多类型与多层次洪涝风险信息的洪水风 险图成为研究开发的重点课题。 洪水风险管理理念在世界范围内的推进与发 展进程中,许多国家从自身对防灾减灾安全、规 范土地利用、科学规划与应急管理等多方面的需 求出发,对洪水风险图的编制作了大量的研究工 作。美国的洪水风险图编制研究工作是随着国家
3] 。1 994 年日本建设省提出编制一 水水位等信息 [
究,针对不同频率的设计暴雨方案,应用福州市 雨洪仿真模型分析福州市在现状排涝工程条件下 和 2020 年规划排涝工程条件下可能形成的洪水风 险,根据洪水风险分析成果编制现状与规划排涝 工程下福州市洪水风险图,并据此对规划排涝工 程运用前后的减灾效益作对比分析。
1 期
李帅杰,等:城市洪水风险图编制研究— — —以福州为例
1 09
年一遇洪水的详细淹没特征( 包括淹没范围和最大 淹没水深等) ,用于确定详细的洪水风险区划以精 算洪水保险费率;河道洪泛区边界图是利用历史 洪水资料和洪水风险分析成果综合绘制而成,图 形成 中标示出不同等级洪水( 如 1 00 、500 年一遇) 的洪泛区边界,但不显示等高线、淹没水深或洪
第 30 卷第 1 期 201 5 年 1 月
灾 害 学 JOURNAL OF CATASTROPHOLOGY
Vol 30 No 1 Jan 201 5
李帅杰,谢映霞,程晓陶.城市洪水风险图编制研究— — —以福州为例[ J] .灾害学, 201 5 ,30 ( 1) :1 08 - 1 1 4.[Li Shuaijie , Xie Yingxia and Cheng Xiaotao.Study of Urban flood hazard mapping [ J] .Journal of Catastrophology, 201 5 ,30 ( 1) :1 08 - 1 1 4. ]
洪涝灾害经济易损性模糊评价——以安徽沿长江地区为例
洪涝灾害经济易损性模糊评价——以安徽沿长江地区为例张海玉;程先富;马武【摘要】洪水灾害是洪水危险性对承灾体易损性综合作用的结果,由于降水量、人口密度、产值等因子在洪水易损性中的作用具有模糊性,因此运用模糊模型进行评价有一定意义.以安徽沿长江地区为例,在GIS和模糊数学法的支持下,建立了基于GIS的模糊综合评价模型,对洪水灾害经济易损性风险进行了评价与分析,将安徽沿长江地区洪涝的易损性程度划分为5个等级:高度易损性、较高度易损性、中度易损性、较低度易损性、低度易损性.研究结果表明:沿江洪水灾害易损性总体水平较高,特别是在马鞍山、芜湖市、铜陵市等经济发达、人口密集、耕地面积广阔的滨江下游平原区.这些地区应积极兴修水利,大力发展避洪产业.【期刊名称】《灾害学》【年(卷),期】2010(025)001【总页数】5页(P30-34)【关键词】洪涝灾害;经济易损性;GIS;模糊评价;安徽沿长江地区【作者】张海玉;程先富;马武【作者单位】安徽师范大学,国土资源与旅游学院,安徽,芜湖,241003;安徽师范大学,国土资源与旅游学院,安徽,芜湖,241003;安徽师范大学,国土资源与旅游学院,安徽,芜湖,241003【正文语种】中文【中图分类】P426.616;O159洪水灾害是一种突发性强、发生频率高、危害严重的灾害。
全球每年都因洪水灾害而造成巨大损失,我国一直是受洪水危害最严重的国家之一[1]。
目前有许多学者采用不同的方法开展了洪涝灾害评估研究,周成虎提出基于地理信息系统的灾害风险区划指标模型,得出辽河流域洪灾风险综合区划[2];张婧等人将洪涝灾害风险分析方法与GIS技术相结合,采用洪涝灾害风险指数(FDR I),得出河北省县级洪涝灾害风险区划图[3];付意成等人对区域洪灾风险评价体系进行了研究[4];杜晓燕等人利用信息扩散理论的评估模型对天津不同程度旱涝危害性进行评估[5];此外国内外许多学者利用模糊数学方法来开展灾害预报、风险评价等方面研究[6-10]。
模糊数学在水资源价值研究中的应用
模糊数学在水资源价值研究中的应用
谢乐云
【期刊名称】《东华理工大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2000(023)001
【摘要】利用模糊综合评价法对江西省临川市水资源价值进行了初步评价,并估算了水资源价格,其结果较为客观实际,具有推广价值.
【总页数】3页(P43-44,86)
【作者】谢乐云
【作者单位】华东地质学院工程勘察院,江西,临川市,344000
【正文语种】中文
【中图分类】O159
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洪涝灾害对城市经济损失的评估模型建立与应用
第六届气象、丽新王庚辰 中国科学院大气物理研究所,北京,100029
当前国际科学界主流观点认为:自工业化时代以来,人类活动对气候的总体影响是变 暖的。本文根据最新IPCC报告及有关参考文献,简要阐明当前全球变暖的主要特征和现状, 并从海平面上升、极端天气事件增多、与变暖相关联的疾病发病率上升以及可能增加的新 疾病等层面分析全球变暖对人体健康产生的直接和间接影响。
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高志军1
2河南省新郑市气象局,451100
洪涝灾害是我国最主要的自然灾害之一,因洪灾造成的经济损失正在逐年增加。濮阳 位于河南省东北部,东濒黄河,地势低洼,外洪内涝灾害频繁。由于城市规模的发展和城 市工业化步伐的不断加快,改变了濮阳市二十多年前的自然环境条件,例如城市不透水面 积增大,城区绿地、植被减少,造成排洪能力相对较差,也是城市内涝加剧的主要原因之 一。而且辖区内有河南省中原大化集团、中原油田、中原乙烯等国家重点企业以及数十家 省市重点企业,是濮阳市重要的经济集中区;所以,因洪涝给我市造成的经济损失明显重 于其它气象灾害。 我市洪涝灾害的基本特征(1)分布范围广(2)覆盖面大(3)持续时间长(4)强度 大。洪涝灾害经济损失评估在防洪减灾工作中起着重要作用。但由于洪涝灾害的随机性、 不确定性;再加上社会职能部门分割的原因,经济统计资料不完备,给洪灾损失评估的系 统研究带来不便,所以洪灾的损失评估一直是一个比较有争议的问题。 随着经济的发展,行业、地区间的联系日益紧密,洪涝灾害破坏“城市生命线"设施 所造成的大范围、多系统、跨地域和跨行业的经济损失越来越大。以往靠传统经验进行的 洪灾损失调查不但要投入大量人力、物力进行重复调查。而且经验化、概化成分过重,显 然是不可取的,更不能适应现代城市防洪减灾的需要。 如何科学准确的做好本地洪灾城市经济损失评估工作,本文通过分析我市洪灾时空分 布及经济损失特点,从宏观角度提出了洪灾损失的评估方法和步骤,并建立了更科学、更 准确的城市洪灾经济损失评估预测模型。根据当地具体情况应用于实际工作进行了验证, 为减轻和预防洪涝给城市居民带来生命和财产威胁,建立更好的现代化防洪体系提出了建
江苏省城市洪涝韧性评价及影响因素研究
江苏省城市洪涝韧性评价及影响因素研究
嵇娟;陈军飞;周子月
【期刊名称】《水利经济》
【年(卷),期】2022(40)4
【摘要】基于压力状态响应(PSR)框架,构建城市洪涝韧性评价指标体系,并运用基
于实数编码加速遗传算法的投影寻踪模型(RAGA-PP)和灰色关联度分析法对江苏
省各市洪涝韧性进行总体评价及影响因素分析。
结果表明:13个地级市城市洪涝韧性指数由大到小排序依次为南京、苏州、无锡、常州、南通、镇江、徐州、泰州、扬州、连云港、淮安、盐城、宿迁;江苏省城市洪涝韧性呈现明显的两极分化趋势,苏南优于苏北;防汛物资储备调拨能力、公众灾害应急意识、居民人均可支配收入、第三产业占比、人均地区生产总值、排水管网长度和高等院校毕业生数等指标对城市洪涝韧性影响较大。
【总页数】8页(P48-54)
【作者】嵇娟;陈军飞;周子月
【作者单位】河海大学商学院;长江保护与绿色发展研究院;江苏长江保护与高质量
发展研究基地
【正文语种】中文
【中图分类】TV-9
【相关文献】
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4.南京老旧社区居民洪涝韧性及影响因素——以鼓楼区为例
5.城市化质量、城市韧性对洪涝灾害风险的影响——基于山西11个地级市面板数据
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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的天津风暴潮灾害评估段丽瑶;解以扬;陈靖;赵玉洁;任雨【摘要】Most waterlogging models for inland city use a single boundary condition,the boundary is usually set in a small or large river,with a single flow direction towards outside the region,or set on a highway or a large dam without water exchange alternatively.However,for coastal areas,the ebb and flow lead to changes in wet and dry.Adapting to the intertidal nature,the model should involve dealing with dynamic boundary. <br> Based on urban waterlogging simulation model,the topography and geomorphology of Tianjin coastal areas,as well as the pipe network and drainage systems,are used to expand and improve Tianjin urban waterlogging simulation model.Dynamic water level is set at the coastal border,and the water level stands for the tidal level.When the tide level is higher than the coastal embankment,the tide floods into the city and causes waterlogging.Therefore,the model simulates not only rainfall waterlogging but also the sub-merging scenario due to storm surge invasion.The flooding scope and standing water depth are simulated using the redeveloped model for the historically typical storm tidal cases in the coastal areas of Tianjin.Re-ferred with the collected records of disaster and actual survey,the developed model takes on skills to some extent in simulation of the submerged scenario due to storm surgeinvasion.Differences between the simu-lation and the historical records,however,are non-intentionally increased by using the latest groundeleva-tion data.This approach is used in operational application for simulating the storm surge caused by Ty-phoon Damrey on 3 August 2012.The simulated flooding scope and site are closed to the actual scene,but the simulated standing water depth is larger.Much more detailed calibration should be done in future. Furthermore,the submerging scenarios caused by storm surge in several return periods are simulated. These simulations can be directly used in projecting and assessing the submerging scenario if there is a storm surge predicted to be an N-year return-level or if it has occurred.These simulations can also be di-rectly reported to the government and business clients for early warning.%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。
暴雨型洪涝风险分级评估模型构建与验证
暴雨型洪涝风险分级评估模型构建与验证摘要:洪涝灾害是全球范围内最常见的自然灾害之一,对人类社会造成了巨大的经济和人员伤亡损失。
在应对洪涝灾害的过程中,准确评估洪涝风险分级至关重要。
本文基于暴雨型洪涝灾害的特点,构建了一种综合评估模型,并对其进行了验证,以期提供科学可靠的洪涝风险评估方法。
1. 引言洪涝灾害是由于暴雨天气引起的,经常给城市和农村带来严重的经济和人员伤亡损失。
因此,研究如何准确评估洪涝风险分级具有重要的实际意义。
本研究的目的是构建一种适用于暴雨型洪涝灾害的综合评估模型,并对其进行验证。
2. 数据采集和处理为了构建洪涝风险分级评估模型,我们首先收集了大量的洪涝灾害数据和相关信息。
这些数据包括暴雨降水量、地质条件、土地利用类型等。
我们对这些数据进行预处理和分析,根据需要进行数据的清洗和筛选,以确保数据的准确性和可靠性。
3. 模型构建基于数据的分析和研究,我们构建了一个综合的洪涝风险分级评估模型。
该模型包括以下几个主要的评估指标:暴雨强度、降雨持续时间、地形条件、水文条件、土地利用类型等。
我们根据这些指标,建立了对应的数学模型,并进行了参数的设定和优化。
4. 模型验证为了验证所构建的洪涝风险分级评估模型的准确性和可靠性,我们选择了若干个洪涝灾害发生地作为实例进行验证。
我们根据实际的洪涝灾害数据和相关信息,对所构建的模型进行了评估和验证。
通过与实际情况的对比,我们发现所构建的模型具有较好的准确性和预测能力。
5. 结果分析与讨论通过对所构建的洪涝风险分级评估模型的验证,我们得到了一系列科学可靠的结果。
这些结果可以帮助政府和决策者制定合理的灾害防治策略和措施。
同时,我们还发现在评估洪涝风险分级时,考虑多个因素和指标能够提高评估的准确性和全面性。
6. 结论本研究在暴雨型洪涝灾害背景下,构建了一种综合评估模型,并对其进行了验证。
所构建的模型具有较好的准确性和可靠性,能够为洪涝风险分级评估提供科学可靠的方法和依据。
基于改进后灰靶模型的城市洪涝易损性评价
晰, 计算简洁 , 且评价 结果可靠 , 具有一定的推广运用价值。
关键 词 : 城 市洪 涝 易损 性 评 价 ; 灰靶 模 型 ; 熵权 ; 等 级
中图分 类 号 : P 3 3 3 文献 标 志码 : A
近年来 , 随着城 市化进程 的不断加快 , 城市人 口急 剧增长 , 资源财富 日趋集 中, 城市洪涝 灾害风险不断加 大 , 对城市社会 、 经济财产造成极大破坏 , 亟待对城市 洪涝易损性进行评价 。城市洪涝 易损性评价 是一个复 杂 的系统 , 受孕灾环境 、 致灾 因子 、 第 3 期
李 红: 基 于改进 后 灰靶 模 型 的城 市洪 涝 易损 性评 价 ( 5 ) = ( 5 )= 竺
m ax
9 3
北 带 环流 、 东 南 季 风 和 西 南 季 风 等 环 流 体 系影 响 , 降 雨
1 评 价 方 法
1 . 1 灰 靶模 型 … 灰 靶理 论 是处 理模 式 序 列 的灰 关 联 分 析 理 论 , 是 在 没 有标 准 模式 的条件 下设 定 一 个 灰靶 , 并 在 灰 靶 中找 到
权法 、 主成分分析法和多目标规划法等。本文采用熵权法
确定 指标权 重 O t , 其原理 是 根 据评 价 指标 值 大小 确 定 指
见文献 [ 1 1 ] , 其核心步骤为 :
1
2 模 型在城 市洪涝易损性评 价 中的应 用
( 。 , ): 1∑ ( 。 ( ) , ( ) )
( 1 )
2 . 1 样 本数 据
式中, y ( x o , ) 代表靶心度, ’ , ( ( ) , ( ) ) 代表靶心系数。
型运用 于城 市 洪涝 易损 性 评 价 , 研 究 表 明该 模 型 可行 有 效, 对城市 洪涝灾 害 的防治具有~ 定 的指导作用 。
基于分形模糊集对方法的洪水分类
的提出 , 为水文水 资 源 的 不 确 定 性 研 究 提 供 了 一 条新途径
[ 7]
。 模糊集对分析法考虑到评价等级边
界值的模糊性 , 无需对差异不确定分量系数取值 即可使分类结果 稳 定 合 理 , 但指标权重的确定具 有任意 性 。 分 形 是 描 述 复 杂 现 象 的 一 个 有 力 工
并在此基础上建立分类洪 对洪水进行 分 类 , 水预报模型可显著提高洪水预报精度 。 但由于受 下垫面演变和人类活动等因素的 流域天气过程 、 综合作用 , 洪水变化复杂 , 因此对其进行科学分类 洪 难度较大 。 一般 洪 水 分 类 是 根 据 各 时 段 洪 量 、 峰流量 、 洪峰水位 、 洪水历时等指标将洪水过程分 为特大洪水 、 大洪水 、 中等洪水和小洪水等各种类 型 法
。 目前研究洪水分类的方法主要有模糊聚类 、 灰色聚 类 法
[ 3]
、 投影寻踪模型
[ 4, 5]
等。 这 些
分类法虽在实际工作中得到一定程度的应用 ,但 均存在自身较复杂 、 需较多数学知识 、 实施难度大 等缺 陷 ; 同 时, 由于系统中不同分类指标作用不 可分别赋予不同权重 , 而以往的分类方法各指 同, 标权重多采用专家经验法 、 变差系数法等 , 指标权 重难以客观 确 定 , 合 理 性 有 待 进 一 步 探 讨。基 于
l=1 m
1 分形模糊集对分析方法
, 收稿日期 : 修回日期 : 2 0 1 2 0 4 1 0 2 0 1 2 0 5 0 2 - - - -
l=1
) , , b i b i c 2 j ( l l 2 2+… + l l K- 2 K- 2+ l l ∑w ∑w ∑w
l=1 l=1
芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征
芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征作者:付伟魏秋实邱学兴司红君来源:《大气科学学报》2024年第03期摘要基于自动气象观测站降水数据、中国降水数据集、ERA5再分析资料及NCEP/NCAR再分析数据,使用水汽收支分析、HYSPLIT后向轨迹追踪和水汽输送贡献率等方法对2022年6月5日凌晨芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征进行了分析。
结果表明:此次暴雨过程出现在200 hPa分流区和850 hPa低空急流左前方,500 hPa冷空气在低空急流出口北侧不断激发对流云团,形成强降水。
高层辐散和低层辐合增强了水汽的水平辐合和垂直输送,西南低空急流持續加强,将水汽不断输送至暴雨区,为暴雨的出现提供了必要的水汽条件,使芜湖市在强降水发生前水汽充沛,湿层深厚且持续增湿。
暴雨出现时大气可降水量、850 hPa比湿、水汽通量和水汽通量散度分别达到71.0 kg·m-2、16.0 g·kg-1、15.0 g·hPa-1·cm-1·s-1和-3.0×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1。
850 hPa水汽通量散度的变化与暴雨的出现和强度变化有较好的对应关系,雨强最强时段可达-8.0×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1。
水汽收支和追踪分析结果显示:水汽流入主要发生在对流层低层的西边界和南边界,暴雨发生前流入层深厚,有向上的水汽垂直输送。
整层水汽流入量约为56.0×107 t·h-1,主要流入高度为850~700 hPa,单层流入量最大可达9.0×107 t·h-1,水汽主要源自孟加拉湾和南海,其水汽通道轨迹占比为32.0%,水汽输送贡献率达55.4%。
暴雨出现时水汽流入层降低,流入量减少,水汽垂直输送减弱,总水汽净流入集中在850 hPa,净流入量为1.0×107 t·h-1左右,水汽主要源自南海,其水汽通道轨迹占比为46.0%,水汽输送贡献率达60.3%。
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. 目前,城市洪涝灾害风险研究日益受到关 ,如利 用 地 理 信 息 系 统 ( geographic informa-
度. 为便于评价,可将 B k 特定为 1 级评价标准构成 的集合. 则式 ( 1 ) 中 a l 为指标 l 隶属于 1 级标准 的可能程度; b l, 1 为指标 l 隶属于 2 级标准的可能程 度 ; b l, 2 为指标 l 隶属于 3 级标准的可能程度 ; b l, K -2 为指标 l 隶属于 K - 1 级标准的可能程度; c l 为指标 l 隶属于 K 级标准的可能程度. 1 级评价标准为集合 B , 设评价样本为集合 A, B ) 的 K 元联系度定义为 则集对 H( A,
Fractal fuzzy set pair analysis assessment model of urban floodwaterlogged vulnerability
2 XIE Yunxia1 , and WANG Wensheng1
1 ) School of Hydraulic Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065 ,P. R. China; 2 ) School of Science,Sichuan University of Science and Engineering,Zigong 643000 ,Sichuan Province,P. R. China
m m
1 分形模糊集对评价模型
根据评价对象建立其 评 价 指 标 体 系 和 评 价 标 2, …, m; m 为评 准. 将评价样本某指标值 x l ( l = 1 , 价指标数) 作为一个集合 A l ,相应指标的某评价等 2, …, K ; K 为评价 级标准作为另一个集合 B k ( k = 1 , 等级数) ,根据 SPA 原理,用 K 元联系度 μ Al ~ B k 描述 B k ) 的关系[5] 集对 H( A l , μ Al ~ B k = a l + b l,1 i1 + b l,2 i2 + … + b l,K -2 i K -1 + c l j ( 1) a l 为指标值 x l 与该指标 k 标准同一度; b l, 其中, 1 为 指标值 x l 与该指标 k 标准相差 1 级的差异度; b l,2 为 指标值 x l 与该指标 k 标准相差 2 级的差异度; b l, K -2 为指标值 x l 与该指标 k 标准相差 K - 2 级的差异度; c l 为指标值 x l 与该指标 k 标准相差 K - 1 级的对立
0 ~ s1 , s1 ~ s2 , …, s K -2 ~ s K -1 , s K -1 ~ ∞ 分别对应一 . 1 、 2 3 , 个分类 如 和 级 或 1 、2 、3 、4 和 5 级 . 评价的关键在于确定 μ Al ~ B1 和指标 l 的权重 w l . 1. 1 μ A l ~ B1 计算 考虑等级标准边界值的模糊性, 建立如下模糊 联系度计算公式. 对于越小越优指标 ( 负向指标 ) , 某样本值 x l 与该指标 1 级评价标准的联系度为 x l ≤ s1 s1 < x l ≤ s1 + s2 2 ( 4)
μ A l ~ B1
1 + 0 i1 + 0 i2 + … + 0 i K -2 + 0 j, s1 + s2 - 2 x l 2 x l - 2 s1 + i + 0 i2 + … + 0 i K - 2 + 0 j , s2 - s1 1 s2 - s1 s + s3 - 2 x l 2 x l - s1 - s2 0 + 2 i1 + i2 + … + 0 i K - 2 + 0 j , s3 - s1 s3 - s1 = … 2 s K -1 - 2 x l 2 x l - s K -2 - s K -1 i K -2 + j, 0 + 0 i1 + … + s - s s K -1 - s K -2 K -1 K -2 0 + 0 i1 + 0 i2 + … + 0 i K -2 + 1 j,
s1 + s2 s2 + s3 < xl ≤ 2 2 … s K -2 + s K -1 < x l ≤ s K -1 2 x l > s K -1
m m m
等,但对致灾因子的研究, 未考虑承灾体情 [3 ] 况. 现行评价方法主要有: 模糊评价模型 、 投影
[4 ] [11 ]
寻踪评价
、三 角 模 糊 数 α - 截 集 的 联 系 数 评 价 [13 ] 法 和主成分分析法 等. 这些方法中指标权重 确定时多采用变差系数法、 经验法和专家 意 见 法 等,未考虑指标本质特征. 对此, 本文对城市洪涝 易损性的评价系统考虑了其复杂性, 提出以反映指
城市洪涝易损性评价的分形模糊集对评价模型
谢云霞
1, 2
,王文圣1
1 ) 四川大学水利水电学院,成都 610065 ; 2 ) 四川理工学院理学院,四川自贡 643000
要: 针对城市洪涝易损性评价,提出以反映指标复杂度的分维作为指标权重的思路, 同时考虑评 价标准边界值的模糊性,基于集对分析原理建立分形模糊集对评价模型 . 将建立的模型用于湖南省 29 个城 摘 市的洪涝易损性评价,并与其他评价方法进行对比. 研究表明,除少数城市外, 大多城市的洪涝易损性等 级属于中度. 所建模型评价结果符合实际,有助推进自然灾害综合评价研究 . 关键词: 城市洪涝易损性评价; 水文分析与计算; 分维; 模糊集对分析; 自然灾害; 评价模型 doi: 10. 3724 / SP. J. 1249. 2012. 01012 中图分类号: P 333 文献标识码: A
[2 ]
价,是将各评价指标值与相应各级标准进行比较, 综合识别城市洪涝易损程度和级别. 受自然和社会 众多因子的综合作用,城市洪涝易损性评价系统是 一个典型的复杂系统,其主要特点是孕灾环境、 致 灾因 子、 承 灾 体 属 性 和 社 会 承 灾 能 力 等 相 互 关
. 城市洪涝易损性评
Received: 2011-09-10 ; Accepted: 2011-11-25 Foundations: National Natural Science Foundation of China ( 51179110 ) ,Ministry of Technology & Science of China ( 2011IM011000 ) Corresponding author: Professor WANG Wensheng. Email: wangws70@ sina. com. Citation: XIE Yunxia,WANG Wensheng. Fractal fuzzy set pair analysis assessment model of urban floodwaterlogged vulnerability [J]. Journal of 2012 , 29 ( 1 ) : 1217. ( in Chinese) Shenzhen University Science and Engineering,
( 3) = =1 =
其 中, f1 =
m
w l a l , f2 ∑ l =1
w l cl ; ∑ l =1 值
[12 ]
0. 50 ,0. 70] 内取 λ 为置信度, 一般在 [
, λ 越大,则评价结果越倾于稳妥. s2 , …, s K -1 . 对 K 级评价,其评价等级标准为 s1 ,
http: / / journal.szu.edu.cn
第1 期
谢云霞,等: 城市洪涝易损性评价的分形模糊集对评价模型
13
联
[910 ] [14 ]
注 tion system, GIS ) 空 间 分 析 技 术 评 估 洪 涝 灾 害 风 [1516 ] ; 改进数值仿真模型评 价 城 市 洪 涝 灾 害 危 险 险
第 29 卷 第 1 期 2012 年 1 月
深圳大学学报理工版 JOURNAL OF SHENZHEN UNIVERSITY SCIENCE AND ENGINEERING
Vol. 29 No. 1 Jan. 2012
【环境与能源 / Environment and Energy】
∑ w l b l,2 i2 + … +
w l cl j ∑ l =1
w l b l,K -2 i K -2 ∑ l =1
( 2)
w l 为指标 l 的权重. 其中, 针对评价问题,采用置信度准则判断样本所属 评价等级,即样本属于 h k 对应的 k 级. k k = ( f1 + f2 + … + f k ) > λ , k = 1, 2, …, K
Abstract : In order to solve the difficult problem of objectively determining the evaluation index weights in urban floodwaterlogged vulnerability,the idea of fractal dimension,which can indicate the target complexity as an index weight is put forward in this study. Taking into account the fuzziness of evaluation standard boundary value, the fractal fuzzy set pair evaluation model is suggested based on set pair analysis method is suggested. The suggested model is used in urban flood vulnerability assessment of 29 cities in Hunan province of China,and is compared with other evaluation methods. The results show that the suggested model is objective,simple and effective. So the fractal fuzzy set pair evaluation model can be widely applied to comprehensive ranking evaluation of different natural disasters. Key words: urban floodwaterlogged vulnerability; hydrological analysis and calculation; fractal dimension; fuzzy set pair analysis; natural disasters; assessment model 随着城市化进程加快, 城市人口增多, 财富集 [1 ] 中,城市洪涝灾害风险不断加大 . 城市洪涝易损 性评价是城市洪涝灾害防治的一个重要内容. 所谓 城市洪涝易损性是指城市人类、 社会和经济财产受 洪涝灾害破坏和损害的状态