基于模糊分析的江苏省洪涝灾害风险评价

 2022-01-17 23:43:26

论文总字数:20164字

目 录

1绪论 1

1.1选题背景 1

1.2研究目的及意义 1

1.3 研究内容 1

1.4研究思路 1

2研究综述 2

2.1洪涝风险的概念 2

2.2灾害风险评估的角度 3

2.3 洪灾风险的评价指标 4

2.4 洪灾风险分析的模型方法 4

3模糊分析 4

3.1模糊分析的概念 4

3.2模糊综合评价的定义和具体步骤 4

3.3指标赋权方法 5

4 研究区概况和指标体系的建立 6

4.1研究区概况 6

4.2 指标的选取 6

4.2.1 致灾因子指标的选取 6

4.2.2孕灾环境指标的选取 6

4.2.3承灾体指标的选取 6

4.3暴雨洪涝灾害风险指标体系 7

5江苏省洪涝灾害风险的模糊综合评价 7

5.1确定评价指标集和评语集 7

5.2评价矩阵的标准化 8

5.3确定指标的权重 8

5.4构造评判指标隶属度函数及模糊评价矩阵 8

5.6江苏省洪涝风险模糊评价 10

6讨论与展望 15

参考文献 15

致谢 18

基于模糊分析的江苏省洪涝灾害风险评价

黄鹤松

,China

Abstract: Recently, natural disaster happened frequently in China, economic losses caused by floods are particularly serious. Jiangsu Province has a dense population and social wealth, the study of flood risk is of great significance.In this paper, the risk of 13 cities in Jiangsu Province from 2005 to 2014 has been analyzed by using fuzzy analysis based on coefficient of variation method. using the method of establish index system, consider hazard effect, exposure and hazard bearing body, assess the flood risk among 13 cities in Jiangsu Province based on fuzzy analysis and coefficient of variation. The risk level is "low", "second low", "medium", "second high" and "high". Results show that Wuxi and Suzhou are in high risk level all the year round, mainly due to its high population density, high economic level, so that the losses caused by the flood disaster may be greater.

Keywords: flood; coefficient of variation method; fuzzy analysis; risk assessment; Jiangsu Province

1绪论

1.1选题背景

随着改革开放的深入发展,社会主义市场经济的主体地位已经明确,人民的生活水平总体上得到迅速的提高。然而一片大好的形势中,还是有一些不和谐的因素制约着我国的发展脚步,例如近几年我国灾害的频发。自然灾害会对人民的生活和经济的发展带来影响,而洪涝灾害会导致农作物受灾甚至绝收,在城市中致使交通瘫痪、电网损坏等,对人类社会的活动影响尤为严重。

据国防办统计,截至2015年8月17日,当年已有154个城市因暴雨发生洪涝灾害,2079万人受灾,108人死亡、21人失踪,农作物受灾1717千公顷,直接经济损失353亿元,可见灾害损失之严重[1]。 

伴随着城市化进程的深入,人口密度大、水泥路面渗水能力差等因素更加大了城市面临暴雨灾害的风险。降雨引起的城市洪涝灾害已严重阻碍了我国的可持续发展道路,对于洪涝灾害的预防工作重要性可见一斑。风险的评估工作作为区域洪涝灾害预防工作的基础,目前已获得国内外学者的广泛关注。

1.2研究目的及意义

江苏省地处我国东南沿海地区,其表现为季风气候,每年夏季梅雨期、台风期的暴雨天气事件频发。另外江苏省人口较多且人口密度大,一旦发生洪涝灾害,势必影响到人们的生活。通过查阅中国统计年鉴中的数据得知,2004年至2011年江苏省因自然灾害造成的经济损失为509.4亿元,其中由暴雨洪涝灾害造成的损失有183.8亿元,占总损失比重达到36%,在众多自然灾害种类中排名第一[2]。想要预防灾害首先要知道发生灾害的风险有多大,因此本文对江苏省13个城市的洪涝灾害风险进行了对比研究,找出了风险相对较高的城市。对于治理江苏省由降雨造成的城市洪涝灾害,将受灾损失降到最小,提高人民与政府的防洪抗灾意识和能力及保障社会的稳定与可持续发展有重要意义。

1.3 研究内容

本文通过查阅和总结国内外关于洪涝灾害风险研究的相关研究成果,构建区域洪涝灾害风险评价的指标体系,并基于此指标体系收集研究区各个城市的相关资料及数据并进行整理,选择模糊分析方法进行洪灾的综合风险评估,给出风险评价结果并提出相应的降低洪灾风险的对策建议。

1.4研究思路

本文一共分为六个章节,各章节主要研究内容如下:

绪论。介绍了本文的研究背景,目的和意义,以及研究内容和思路。

文献综述。综合归纳国内外对于暴雨洪涝灾害风险评价的研究进展。

研究方法。介绍本文对于区域洪涝风险的评价方法:模糊分析,以及模糊分析其中要用到的指标赋权的方法:变异系数法。

研究区概况和指标体系。介绍研究区江苏省的自然环境和社会经济水平,建立江苏省区域洪涝灾害风险评价指标体系,为综合风险分析奠定理论基础。

洪灾的综合风险分析。在构建的指标体系的基础之上,以模糊分析的方法对江苏省13个城市的洪涝灾害风险进行评估,以2014年的数据作为算例进行计算并得出结果,以相同的研究思路和方法,同时评价了2005年至2013年的风险程度,并对结果进行分析。

总结与讨论。总结本次的研究的工作内容,提出本文研究的不足和局限性,对未来的研究做出展望。

本文的研究思路如图1:

图1 本文研究框架

2研究综述

二十世纪七十年代,对于灾害风险评价的研究工作开始进入人们的视线。很多相关领域的学者和专家们从各个方面对气象灾害进行了大量的研究,主要囊括了气象学特征、时空分布、遥感监测等领域,而灾害风险评估则是专家学者们研究的重中之重。

2.1洪涝风险的概念

风险,是指一件事情发展到不良结果的可能性,也就是一种不好的情况发生的可能性和造成的结果的综合作用。在灾害学的范畴中,风险又有不同的含义。Smith将风险定义为某一灾害发生的概率[3],Downing则认为风险是某区域内一段时间内致灾因子造成损失的可能大小[4],Carreno认为风险是物质破坏与影响因子的乘积[5]。史培军提出自然灾害风险是危险性与易损性的乘积[6],黄崇福认为风险是未来不利事件的情景[7],该定义获得了专家学者的广泛使用。

洪涝灾害风险,多数学者认为是洪涝灾害可能发生的概率和对于灾害带来的损失的期望值[8-10]。IPCC第五次评估报告中认为,风险是对灾害本身、脆弱性和暴露度共同叠加的综合考虑[11]。本文基于已有研究,参考各方认知,从系统论的角度着手,认为洪涝灾害风险是一定区域内降雨活动及自然环境和社会经济环境的共同作用。

2.2灾害风险评估的角度

洪涝灾害风险的相关讨论主要分为定性研究和定量研究,人类社会的经济发展与气象灾害之间的互馈机制逐渐成为研究的重点。总结目前国内外的相关文献,大部分研究是从以下几个角度分析洪灾风险的。

(1)基于历史灾情数据的风险评价

是以数理统计的手段,统计分析历史上所发生的灾害的数据,发掘灾害发生和演变的规律,从而创建影响灾害发生的因素的统计模型,以便于预见未来可能发生的灾害和损失。Benito 等综合利用地质学、历史学和统计学等方法,提出利用长时间序列洪灾数据进行洪涝风险评估的方法[12]。李茂松、李森等利用近 50 年来中国的洪涝灾害统计数据,着重分析了洪涝灾害发生和演变的特点[13]。孙阿丽、石勇等利用上海市 1949-1990年的历史灾情资料,分析了上海市各个区的风险指数[14],万金红等系统整理1950年以来我国的暴雨洪涝灾情分省数据,对全国暴雨洪灾的危险性进行了评估和区划[15]

(2)基于遥感影像和 GIS 技术相结合的风险评价

该类研究引入了GIS技术、数据库技术和遥感分析等基于空间的技术手段。特点在于将GIS中的空间分析引进到损失评估系统,其输出结果为空间的信息,不但可以估计总体的损失,还能找出空间分布的特点。Ayalew 等将埃塞俄比亚 Omo 河流域洪涝灾害前后的遥感影像进行比对,通过分析找出该流域受到洪涝灾害的影响[16]。唐川和师玉娥选取高分辨率遥感卫星影像为数据基础,对城市土地覆盖类型进行分析,并使用GIS进行山洪灾害的风险评价[17]。彭顺风、李凤生等基于 RADARSAT-1 影像获取 2007 年梅雨期的淮河流域洪涝灾害的影响范围,并计算主要行蓄洪区的影响人数和淹没耕地面积,从而进行洪涝灾害评价[18]

(3)基于情景模拟分析的洪涝灾害风险评价

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