基于遥感阴影与财产密度的城市房屋滑坡灾害风险评估方法——以广西梧州市为例

针对我国西部山地城市居民区滑坡灾害的空间分布特点,从高分遥感角度探讨了滑坡灾害损失发生的承灾体物质基础,提出一种基于遥感阴影与承灾体财产密度的城市居民区房屋滑坡风险评估方法。与以往方法不同,该方法利用了高分影像上的建筑物的落影信息,通过遥感落影成像模型反演建筑物的高度、楼层数和建筑面积,结合实地勘测和危险性区划完成滑坡风险评估。以广西梧州市为研究区进行风险区划研究,获得区划结果。结果显示：建筑物样本的楼层数反演结果与实地量测建筑物样本楼层数基本相符;与样方估计法相比,核密度函数法便于进行建筑物的财产密度分析,该方法更适合我国西部山地城市房屋的滑坡易损性与风险评估。     

层次分析法和GIS技术在河南省雷电灾害风险区划中的应用

根据自然灾害风险评估理论,利用闪电定位资料、地理信息数据、社会经济数据以及雷电灾情等数据,采用层次分析法(AHP法),从致灾因子的危险性、承灾体的暴露度和承灾体的脆弱性方面,研究雷电灾害风险评估及区划方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,形成了河南省雷电灾害风险评估的方法.同时,结合GIS技术,形成了致灾因子危险性分布图、承灾体的暴露度分布图和承灾体的脆弱性分布图,最终叠加形成河南省雷电灾害综合风险区划图.区划结果表明:高风险区主要位于豫东和豫西北大部分地区,低风险区主要位于豫北和豫西南部分地区.     

基于GIS的西北部中高山盆地高原区旱灾风险评估

干旱灾害与其他自然灾害相比影响范围大、时间长,对人类的生活生产影响也较大.利用GIS统计分析功能和空间分析功能,权衡风险的大小,预测干旱造成的影响和损失,同时确定干旱风险的主要影响因素.在对西北部中高山盆地的孕灾环境、致灾因子和承灾体分析的层面上,从中选定降水量、土壤相对湿度、地貌类型、土地利用率、人口密度、GDP等10个评价因子,应用层次分析法确定各个评价因子对导致旱灾所起的作用,利用GIS的空间分析技术,通过叠合分析计算旱灾风险指数,并得到西北部中高山盆地灾害风险评估图.     

城市综合承灾能力评价研究

运用突变级数理论,构建了城市综合承灾能力评价指标体系,建立城市承灾能力综合评价模型.并通过对29个城市实例进行分析,实例分析结果与各城市承灾能力实际状态基本一致,显示该方法能利用一个综合反映多因素之间复杂关系的特征指标给出相应的评价等级结果.最后对综合承灾能力进行比较,从中也获得了其承灾能力强或弱的原因.其结果表明该方法应用到城市综合承灾能力评价是可行的.该方法克服了模糊数学法、主成分分析法等主观性较大、计算较复杂的缺点,显得更适宜和准确.     

基于计算流体方法对建筑物风场分布

为了对建筑物整体风场进行定量定性分析,为建筑物设计提供参考和依据,利用计算流体力学构建了建筑物的风场模型,并对行人舒适性进行了评估.建立了单一建筑、多建筑及城市综合体风场的CFD模型,并将模型计算结果与风洞试验进行对比,验证模型的正确性和可行性.对比不同湍流模型计算结果,得出了不同情况下最优湍流模型.试验研究发现,标准RSM模型适用于计算单一建筑和小群建筑风场分布,而对于城市综合体风场的计算则以RSM-壁面反射模型为最优.本研究为通过模拟计算定性、定量评估建筑物周围风场提供了依据.     

基于网格的洪水损失计算模型

首先系统总结了基于GIS和遥感的洪水灾害损失评估框架,并重点阐述了洪水淹没范围的提取和水深的计算;在此基础上,针对洪水灾害损失中的3种主要承灾体(农作物、线状设施以及人员伤亡),提出了基于空间网格的洪水损失计算模型,模型以空间网格为计算单元,以淹没损失曲线为基础;最后,将此模型应用到沱江流域的洪灾损失评估中,得到了较好的结果.     

变化环境下的涝渍灾害研究进展

全球气候的变化和人类活动的剧烈干扰使得涝灾在水灾损失中所占的比例呈增长的新趋势.从涝渍灾害致灾因子、内涝积水量形成机制与汇流过程描述涝渍胁迫条件下的水分生产函数、涝渍灾害控制标准、除涝排渍工程控制运用规律及涝渍灾害风险分析6个方面评述了变化环境下的涝渍灾害研究进展,并从涝渍灾害致灾因子的变异规律、孕灾环境的演变规律、承灾体的响应规律和除涝排渍工程控制运用规律4个方面,阐述了变化环境下的涝渍灾害研究存在的问题以及未来的主要研究方向.     

基于雷达外推的城市内涝实时预警

为提高城市内涝实时预警的预见期,提出一种基于雷达技术的城市内涝实时预警模拟方法.该方法通过雷达外推预测未来时刻雷达基本反射率,并将降雨量与雷达基本反射率的相关公式(Z-R关系)优化后用于降雨定量估算,获得未来时刻降雨量,最终以预测降雨为输入运用水力模型实时模拟得到未来时刻的内涝积水分布,进而实现城市内涝的实时预警.结果表明:基于雷达技术的城市内涝实时预警可以获得较为精确的内涝积水分布,并且保留了50 min以上预见期.与传统雨量计实时模拟方法相比,预见期可提高5～25 min,为防汛部门预留了更长的调度指挥时间.该方法以雷达预测的降雨空间分布为输入进行模拟,与雨量计的单点输入方式相比,充分考虑了降雨空间分布这一因素.     

洪灾综合风险结构与综合评价方法(Ⅰ)宏观方面

从洪灾形成的成灾模式入手,探讨了洪灾综合风险的宏观结构特征.从洪水灾害风险形成机制的角度出发,应用灾害学的研究理论探讨洪水灾害的风险性,建立由致灾因子的危险性、孕灾环境的脆弱绝对性、承灾体易损相对性及用于洪灾风险宏观评价的灾情损失评估所组成的洪灾综合风险分析的宏观结构,并给出了相应量化的分析概念模型.     

基于网格的洪水损失计算模型

首先系统总结了基于GIS和遥感的洪水灾害损失评估框架，并重点阐述了洪水淹没范围的提取和水深的计算；在此基础上，针对洪水灾害损失中的3种主要承灾体（农作物、线状设施以及人员伤亡），提出了基于空间网格的洪水损失计算模型，模型以空间网格为计算单元，以淹没损失曲线为基础；最后，将此模型应用到沱江流域的洪灾损失评估中，得到了较好的结果．     

基于非均匀网格的高效高精度洪涝过程模拟

随着计算机技术的发展,网格划分技术日趋成熟。针对变化环境下洪涝灾害频发以及实际地形范围广泛,且通常存在狭长沟道与广阔泛洪区等问题,本文建立了一套具有层次拓扑关系的结构化非均匀网格划分模型,并与基于GPU加速的高分辨率数值模型相结合模拟地表水流动过程。高质量网格影响着模型计算精度与计算效率,非均匀网格划分技术以地形高程的梯度变化为基础设计网格划分原则,在需要高分辨率网格的计算域中检测关键地形特征以可靠地求解浅水方程,并可对局部区域网格静态加密,从而在较准确捕获水位计算敏感区的同时减少计算网格数量,降低计算成本。数值模型采用Godunov格式有限体积法进行空间离散,利用TVD-MUSCL格式将模型时间与空间精度提高至二阶,通过GPU并行技术在不降低计算精度基础上大幅提高模型运行速度。使用理想和实际案例来演示基于GPU加速的高分辨率模型在非均匀网格上的流量模拟性能,以较为准确获取洪水淹没时间及淹没面积等信息。结果表明,基于非均匀网格的高分辨率数值模型具有良好的稳定性,与均匀网格相比,在保证模拟精度的前提下,其运行速度约为均匀网格的2-3倍,计算效率在GPU加速基础上进一步提高。新模型适用于模拟复杂区域的大规模洪水演进及城市内涝过程,在实际大尺度洪水模拟中具有一定潜力。     

基于空间插值的洪水淹没空间分布快速获取

结合空间数据和水文站点监测数据,以Kriging方法为理论基础,研究了一种洪水空间分布实时监测方法.运用空间统计学中的Kriging插值方法将一维水力学模型计算的断面数据内插成水面高程数据,对水面高程数据和研究区域地形数据进行分析,获得洪水淹没信息的空间分布.该方法可以弥补一维模型在空间分布分析上的弱势,并提高分析速度.本研究选取长江上游特定河段为实验区,验证和分析该研究方法的有效性.实验结果表明该方法能够有效实时监测洪水淹没信息的空间分布,其直观的淹没范围显示可快速为决策者提供预警信息,具有较好的应用价值.     

城市暴雨内涝对交通的影响及路线优化对策

城市内涝的频频发生严重影响城市交通秩序和出行者的安全.城市暴雨洪涝对交通的影响以及路线的优化选择应得到更多的关注和研究.本文介绍了一种基于城市暴雨内涝管理模型SWMM水动力模拟,结合Dijkstra最短路径算法,对暴雨情境下的城市内涝积水点进行模拟和识别,评估极端降雨对交通网络的影响以及受涝区域最佳交通路径的选择.结果表明,该法可将SWMM模拟的动态内涝信息及时反馈到城市交通网络模型中,评价雨洪情境下管网节点或管段的积水阻断状态,有效求解暴雨情境下的规避路径.此法充分结合内涝模拟系统与交通路线分析,具有空间能力分析强、规划效率高的特点,为研究极端暴雨天气对城市交通的影响以及应急管理和疏通提供支持,具有重要的现实意义.     

城市居民建筑洪涝灾害脆弱性研究初探

洪水灾害是当今世界最严重的自然灾害之一,洪灾经济损失及风险评估是防洪减灾领域的一项基础性工作,而脆弱性的确定是评估模型的关键.研究了对洪水情景模拟中代表脆弱性的灾损率,介绍了灾损曲线的内涵、表现形式、建立方法和影响因素,探讨了构建灾损曲线的具体过程.通过问卷,对2008年遭受南方洪涝灾害的居住建筑进行实地调查,建立了灾损曲线.从长远看来,需要深入细致地开展灾损率调查,这对减少未来洪灾风险,具有非常重要的现实意义.     

二维浅水波模型在洪水淹没过程中的模拟研究

为了加强流域防洪风险管理、提高抗洪抢险能力,减少城市因溃堤洪水而造成的人员和财产损失,提出了基于二维浅水波方程的洪水模型。通过在日本富士川流域内甲府盆地的应用,建立起了二维溃堤洪水在都市区淹没过程的计算机模拟模型,结果表明：该模拟模型具有较高的模拟精度和运行可靠性。模型不仅可用于大流域的防洪风险管理,还可以用于研究都市的实时抗洪抢险和人员安全转移方案等研究。     

高墩大跨铁路桥梁构件三维地震易损性分析

针对目前桥梁易损性分析方法大多仅适用于一维地震作用下的分析局限性,构建了桥梁危险部位的三维地震损伤指标函数,运用结构可靠度理论和概率统计分析法,推导了三维地震下桥梁损伤破坏发生概率计算理论,建立了三维地震桥梁易损性分析方法.以西部地区某典型铁路刚构-连续梁桥为研究对象,基于云图法的计算结果,验证了三维易损性分析方法的正确性,并建立了桥梁构件全视角极坐标空间易损性云图,全面评估了桥梁构件三维抗震性能.分析结果表明:只进行桥梁结构纵、横向地震易损性分析,已无法真实有效地评估桥梁的实际抗震能力,应开展典型桥梁三维易损性分析.建立的桥梁构件全视角易损性云图可用于评估桥梁的抗震性能,为桥梁三维地震下的抗震设计提供依据.     

聊城城市洪涝灾害与减灾对策

聊城市由于受气候与地理条件的综合影响，自古以来洪涝灾害相当频繁。改革开放以来，城市建设发展速度非常快，而防洪、排涝工作却滞后经济的发展，防洪、排涝工程存在很多隐患，对人民的生活、生产及其他方面留下了很多潜在的危害。由此，提出聊城城市减灾对策研究，供大家探讨。     

基于GIS的洪灾淹没损失计算方法

根据洪水水流特性和边界条件,研制适合洪水水流的计算模型,在GIS平台上把该模型与DEM以及各专题图的图层进行集成,应用GIS的空间分析、图形显示和图形处理功能,实现了洪水灾害淹没场景的再现和计算洪水灾害的淹没损失.开发了洪水灾害淹没损失计算的软件.通过在长江的荆江分滞洪区应用,达到预期目的,证明该方法可行并具有较高准确性和实时性.     

Variable sets method for urban flood vulnerability assessment

On the basis of dialectics basic laws and mathematical theorems of variable sets, this paper proposes a variable sets method for urban flood vulnerability assessment. In this method, the comprehensive relative membership degree of multi-indices is represented by an index relative difference degree, which follows the characteristics of dialectical philosophy and mathematics. According to the quality-quantity exchange theorem, the relative difference degree of two adjacent levels (h and h+1), whose index standard interval values cross the boundaries, equals 0 in the urban flood vulnerability assessment. On the basis of the opposite unity theorem, the sum of relative membership degrees should be equal to 1 when indices lie in the adjacent degrees h and h+1. The variable sets method is proved to be theoretically rigorous and computationally simple. This paper takes 29 cities of Hunan province as an example to assess the urban flood vulnerability, and then compares the results from this newly developed method with the assessment results obtained from the fuzzy comprehensive evaluation and fuzzy set pair analysis methods.     

城市地面洪水演进模拟方法的数值实验对比研究

为了探索城市洪水模拟中各种城市建筑物处理方法效果及可行性,归纳了边界法、设定高程法、人工加糙法以及容积率方程法4种方法。最后,构建了一个模拟城市建筑群算例,采用4种方法进行计算并对比结果分析。研究表明,边界法模拟效果最好,但前期数据处理复杂,并且计算耗时长;容积率系数法前期数据处理简单,计算耗时短,并且模拟效果能满足大...