基于模糊风险矩阵和联系数的区域旱灾风险评估

旱灾风险的精准、有效评估对提高区域抗旱能力和降低灾害风险具有重要意义。基于旱灾风险系统不确定性特征及旱灾风险链式传递性机理引入联系数,实现模糊风险矩阵中悲观矩阵和乐观矩阵的合成、风险等级值的计算,提出了一种基于模糊风险矩阵和联系数的区域旱灾风险评估方法。济南市1999—2005年风险评估应用结果表明：济南市旱灾综合风险等级从1999年的超3级水平改善到2005年的接近1级的水平,在2001—2002年出现小幅波动,旱灾风险整体降低。该评估方法考虑了子系统间的相互作用,根据样本指标变化特征合成等级,据此可反映各年旱灾风险的动态变化。相较于传统的风险评估方法,新方法对各子系统旱灾风险评价等级判别得更细致,为区域旱灾风险评估提供了一种新途径。     

基于GIS的南盘江流域区域农业旱灾风险区划应用研究

根据农业干旱发生发展规律和风险理论,从旱灾造成农作物减产的角度出发,分别对致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体易损性进行分析,建立农业旱灾风险评估模型,结合GIS中自然断点分类法进行聚类分析,开展区域农业旱灾风险区划。以云南省南盘江流域为研究区域,根据干旱等级划分标准,将研究区域按4个等级进行农业旱灾风险区划,并对分区结果进行分析,为该区域政府部门制定防灾减灾规划提供技术支撑。     

基于干旱事件过程的农业旱灾风险评估研究-以辽西北为例

科学地评估旱灾风险是实施旱灾风险管理的核心内容和关键环节。本文从旱灾风险的定义和物理形成过程出发,提出了基于干旱事件过程的旱灾风险评估原理、概念模型,形成了一整套旱灾风险评估技术流程,并以位于我国东北旱灾频发、重发中心的辽西北地区为例开展了应用研究。研究表明,基于干旱事件过程的旱灾风险评估方法具有较强的物理意义,可用于快速预估一定抗旱能力条件干旱可能造成的损失,可为抗旱指挥决策提供技术支撑,具有进一步推广应用的价值。     

基于EPIC 模型的云南元谋水稻春季旱灾风险评估方法

旱灾风险评估对于揭示旱灾发生规律,减少旱灾损失具有重要意义。以云南元谋县水稻1961—2010年的春季干旱为例,利用copula 函数计算干旱发生频率,根据EPIC 模型计算干旱在不同灌溉水平下的旱灾损失率,拟合干旱频率-旱灾损失率的分布曲线。云南元谋县实例研究表明,水稻春季干旱发生频率与其旱灾损失率之间基本符合对数函数的趋势关系,决定系数R2 在0.7以上,灌溉水量对于减少旱灾损失的作用显著。建立的干旱频率-灌溉水平-旱灾损失率分布曲线,可作为研究区水稻春季旱灾风险的定量评估方法。     

基于干旱管理响应及干旱管理中的管理体系建立探析

干旱监测与干旱风险评估,为整个干旱管理由粗放的定性管理进入定量化科学管理的轨道提供了信息基础,使整个减少旱灾损失的行动更精确和更具有明确的针对性,从而使减少旱灾损失的效能有一个质的提高。这需要更全面、系统、准确的干旱程度判定,明确反映干旱发展各阶段主要缺水问题的干旱程度等级划分,对干旱用水紧急限制方案,可以在现有知识水平基础上尽可能准确的对干旱缺水风险进行预测。     

抗旱减灾研究综述及展望

近十余年以来全球范围干旱及其灾害频繁发生,越来越多的学者意识到抗旱减灾研究的重要性,开展了一系列卓有成效的研究。本文主要从干旱监测评估技术、干旱预报技术、旱灾风险评估技术以及旱灾管理战略等4个方面系统阐述了抗旱减灾研究脉络及进展,进而探讨未来发展趋势和主要技术难点,指出干旱监测评估呈现由单指标向多指标综合发展、由单一站点强度分析向强度-时间-范围多个特征变量综合分析发展等趋势,干旱预报呈现由基于统计学方法的干旱预报向基于气陆耦合的旱情预报技术发展的趋势,旱灾风险评估呈现由基于数学方法的评估模型向基于物理机制的评估模型发展、由静态风险评估向静态和动态风险评估相结合发展等趋势。     

2009年中国干旱风险遥感监测结果评价分析

以国家减灾中心汇总的2009年全国各地实际发生的旱灾灾情为依据,以行政区划为基本单元,对云参数法干旱风险遥感监测结果进行评估。简要介绍了云参数法干旱遥感监测模型,用该模型对比分析了全年全国总体旱灾风险监测情况,并针对旱灾事件具有时序性的特点,提出了干旱风险遥感监测平均强度的概念,利用该指标评定了2009年中几次旱灾事件风险遥感监测的精度。结果表明,云参数法干旱风险遥感监测模型有着较好的干旱风险预警能力,在时间、空间尺度上都有较高的适应性。     

基于人工神经网络的隧道断层带突涌水风险评估

为准确评估山岭隧道施工穿越岩溶断层带时突涌水风险，以人工神经网络为预测工具，开展了隧道断层带不良地质体的突涌水风险评估研究。在广泛参阅各类规范及文献的基础上，考虑影响岩断层带涌水灾害发生的13个主要风险因子构建了风险评估指标体系。应用工程实例数据训练、测试神经网络，采用反向传播算法计算并传递误差，在数次训练中优化网络参数，实现了隧道断层带涌水风险等级评估。泛化测试结果表明：建立的人工神经网络模型能够快速、精准地预测断层带涌水风险等级。提出的隧道断层带涌水风险评估方法克服了传统风险评估方法主观性和不确定性强、计算冗繁等问题，可为隧道施工突涌水风险评估提供参考。     

基于区域灾害系统论的中国农业旱灾风险评估

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估理论与技术逐渐成为旱灾研究的热点问题。为推进旱灾管理的科技化进程,本文首先阐释了基于区域灾害系统论的旱灾风险评估原理,并采用基于区域灾害系统论的模糊综合评估方法对全国层面的农业旱灾风险进行了定量计算和定性评估。研究结果表明,农业旱灾危险性区域分布规律较明显,大致表现为:西北地区黄淮海地区东北地区长江中下游地区西南地区华南地区;农业旱灾暴露性区域分布规律较明显,黄淮海地区、长江中下游地区、东北地区暴露性较大,大致排序为:黄淮海地区长江中下游地区东北地区华南地区西南地区西北地区;全国有一半左右的地区处于高脆弱等级和较高脆弱等级,主要分布在第二阶梯的东北地区、西北地区东部、西南地区;北方地区农业旱灾综合风险高于南方,中东部高于西部,其中东北地区、黄淮海地区、西北东部地区、长江中下游北部地区风险相对较高,是自然环境系统和社会经济系统耦合的结果。     

区域旱灾风险评估若干问题探讨

区域旱灾风险评估是连接旱灾风险科学认识与防范实践的核心环节，一直是旱灾风险防御理论和实践研究领域的前沿热点和难点，是支撑区域水利高质量发展亟需解决的关键科技问题。针对实际旱灾风险评估中存在的概念不清晰、方法适用条件有约束、风险定量计算与物理解析相分离等问题，从评价对象符合风险评价目标关系程度的角度，研究指出了旱灾风险综合评价和旱灾风险定量评估是目前旱灾风险评估研究的主要途径，辨析了其中旱灾风险系统、旱灾风险综合评价、旱灾风险定量评估等若干概念问题，探讨了单指标评价函数构建、指标权重确定、综合指标评价函数构建等若干方法问题，以进一步推动旱灾风险评估理论和实践的深入发展。     

基于三维对数线性模型的气象干旱等级预测研究

采用滦河潘家口水库控制流域21个雨量站1958—2009年逐月降水数据,通过计算各站12个月时间尺度的标准化降水指数(SPI),得到实测干旱等级序列。根据1958—2008年干旱等级转换的观测频数,提出基于三维列联表的对数线性干旱预测模型,并计算干旱等级转换间的优势及其置信区间,以估算干旱等级转换的概率,实现了滦河潘家口水库控制流域预见期为1个月和2个月的气象干旱等级预测。选取2009年的干旱演变过程对预测模型进行了验证。结果表明:干旱等级转换的三维列联表呈现一种强对角线趋势,各站三维对数线性模型的检验显著性水平p均大于检验水准α(0.05),观测频数与期望频数吻合程度高,且预测干旱等级能反映实测干旱等级,模型具有较高的预测精度,可用于滦河潘家口水库控制流域短期干旱预警。     

基于数据场与阈值法的水灾风险等级评估方法

为了对水灾风险进行更准确的评估,根据水灾风险系统的定义以及水灾数据的特点,将水灾风险表达为年平均灾情损失与地形危险性共同作用的结果。针对水灾风险评估数据的不确定性、关联性并考虑地形因子,提出了基于数据场和阈值法的水灾风险等级评估法。以低湿地水灾多发区——洞庭湖地区的风险评估为例,以数据场来描述灾情数据的不确定性及关联性,同时根据研究区水文站点的统计数据,用阈值法来描述地形因子对水灾风险的影响,并对二者进行综合,得到区域水灾综合风险等级区划。结果表明,该方法能直观地对区域水灾风险等级进行了评估与表达,评估结果可靠。     

基于气候变化情景的汉江流域景观生态风险变化模拟

景观生态风险评估是识别生态系统脆弱地区并进行重点治理的必要手段。现有方法多采用土地利用变化数据进行生态风险分析,在多因素综合评估方面尚有欠缺,尤其是难以将气候变化和社会经济发展相结合预测气候变化情景下景观生态风险演变。针对此问题,耦合传统景观生态风险评估模型与深度学习模型,构建多因素影响下生态景观风险的预测模型,并模拟汉江流域景观生态风险变化。结果表明：(1)起点期（2000—2015年）情景下,汉江流域较高生态风险等级主要连片集中在丹江口下游地区;(2)SSP370和SSP585情景下均主要以较高生态风险等级为主,比较连片集中分布在丹江口以下区域;(3)SSP370和SSP585情景下汉江流域内高生态风险等级面积在2042年显著增加,其中SSP370情景下的高生态风险等级的面积平均每10 a增加14.58%。研究提出的多因素景观生态风险预测方法可为气候变化条件下流域的生态风险评估和相关生态补偿政策的制定提供借鉴。     

旱灾风险评估与调控关键技术研究进展

旱灾风险评估与调控能揭示旱灾风险系统各要素相互作用机制,是旱灾风险管理的基础和前提,可为制定旱灾风险防控措施提供科学依据。为此,本文系统论述了旱灾风险的基本概念、识别、评估和调控4方面关键技术的研究进展以及存在的问题,阐明了旱灾风险及旱灾风险系统的定义,归纳了旱灾风险评估的3类主要方法,简述了旱灾风险调控的主要内容,并探讨了未来旱灾风险评估与调控关键技术的主要发展方向。     

2000—2018年青藏高原旱灾风险动态评估

全球变暖气候变化背景下,干旱给农业生产带来严重威胁。青藏高原作为气候变化的“感应器”和“敏感区”,对青藏高原进行农业旱灾风险研究,有利于青藏高原抗旱规划和提高抵御旱灾的能力。基于区域灾害系统理论构建了青藏高原农业旱灾风险评估模型,分析了青藏高原农业旱灾危险性、暴露性、脆弱性和旱灾风险的时空演变特征,并对青藏高原县市农业旱灾风险等级进行了区划。结果表明：(1)青藏高原农业旱灾危险性由东南向西北呈现“高—低—高”分布,东南部区域危险性呈现增加趋势,7—9月青藏高原东部及东南部冬小麦与冬青稞遭遇旱灾的风险较高,4—8月青藏高原北部区域牧草遭遇旱灾风险较高;(2)藏高原农业旱灾暴露性区域性差异较小,东部和西北部暴露性呈现增加趋势,中部和西部暴露性呈现下降趋势;(3)青藏高原98.79%的县市脆弱性减小趋势通过置信度为99%的显著性检验;(4)青藏高原东南部和北部区域农业旱灾风险较高且呈现增加趋势。     

正态云模型在洪水灾害风险评估中的应用

为了提升洪水灾害评估工作的准确性,文章针对传统评估方法中存在的随机性和不确定性问题,将层次分析法与熵权法理论应用到洪水灾害风险评估中,通过云模型概念与评估指标定性与定量之间转换关系,构建了基于正态云模型的洪水灾害风险等级综合评估模型,然后带入实测数据,最终确定风险评估等级。通过实例研究结果表明,基于云模型的洪水灾害风险评估更加真实、有效、可行。研究成果为地区防洪规划和防洪措施提供了辅助决策。     

葫芦岛市旱灾风险评价

文章基于葫芦岛4个气象站1962~2015年的观测数据、采用Γ概率分布法得到葫芦岛市各地区的SPI指数;利用权重与等级评价方法计算各地区干旱灾害指数和旱灾脆弱指数,从而从两个方面得到综合旱灾风险指数,为该地区的减灾对策提供建议,并为旱灾风险评价方法的研究提供参考。     

基于AHP-熵权法与物元可拓理论的大中型水库工程社会稳定风险评估方法研究

为保障大中型水库工程实施过程中的社会稳定,针对以往评估中评价指标的不确定性和一般模糊评估方法确定权重的不合理性,建立了AHP-熵权法综合评价模型,对指标间的相关性分析以及对评估指标的基础数据质量高低进行评判确定综合权重;引入物元可拓理论得出评价指标可靠性的综合关联度,根据最大隶属度选择原则评估大中型水库工程社会稳定风险等级;提出了基于AHP-熵权法与物元可拓理论的大中型水库工程社会稳定风险评估方法,并基于QJ水电站建设工作实例论证所构造方法的可行性与有效性,结果表明：评估结果与实际情况一致,该风险评估方法准确、可靠,可为大中型水库工程社会稳定风险评估提供科学依据。     

干旱类型转化机理及预警体系框架研究

为了明晰不同干旱类型之间的转化机理以构建科学系统化的干旱预警体系框架,在系统化分析气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱的产生过程及其相互关系的同时,探讨了干旱监测指标内涵及干旱事件识别,在此基础上,基于大尺度水循环过程分析了水循环过程的干旱产生,进而深入分析了不同类型干旱之间转化的机理,确定了不同类型干旱转化的关键指标和条件因素,最后,以基于多源遥感数据和地面数据库为基础,利用多源数据融合的方法,通过构建综合干旱指数,建立了干旱预警体系框架。研究表明:从系统角度全面研究干旱类型之间的演进过程、干旱指标内涵及干旱事件的识别,建立干旱动态监测与评估综合分析模型或指标,明晰不同类型干旱转化机理,开展定量监测与评估干旱事件的动态演进过程及其影响,构建干旱预警体系框架,是开展干旱监测、预测、预警、评估和进一步开展旱灾研究的基础。     

滦河流域气象干旱向水文干旱传播特征及风险分析

干旱是一种复杂的自然灾害,气象干旱可能导致水文干旱等灾害,严重影响社会经济发展。探明气象干旱向水文干旱传播的特征及规律,可为减小干旱损失、保障流域供水用水安全提供技术支持。本文基于滦河山区1960—2017年的气象水文数据,应用游程原理识别气象水文干旱事件,甄别二者间的传播特征,并借助Copula模型评估气象干旱向水文干旱的风险和干旱传播的临界关系。结果表明：（1）在1960—2017年期间,与气象干旱事件相比,水文干旱事件具有频率低、历时长、峰值低的特点;（2）滦河地区气象干旱和水文干旱传播关系以单场气象干旱向单场水文干旱传播为主;（3）气象干旱向水文干旱的传播存在明显的滞后效应,从上游至下游地区干旱滞后时间依次增长;（4）Gumbel Copula函数能够更准确地评估该流域干旱传播风险,结果显示上游地区发生干旱传播的风险低于下游地区,上、下游地区气象干旱发展成水文干旱的临界历时分别为0.93个月和1.26个月,临界峰值强度分别为0.66和0.44。本研究可为评价不同干旱事件间的传播与演变关系,构建流域干旱风险评价模型提供新思路。