中國(guó)沿海臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究.pdf

1、在全球變暖和海平面上升背景下，沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)和學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題和科學(xué)前沿。通過(guò)系統(tǒng)梳理和借鑒前人研究成果，探討了臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)涵和關(guān)系，提出了臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的理論模型與方法體系。針對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害影響的多種時(shí)空尺度和區(qū)域特征，分別采用適宜的評(píng)估方法開(kāi)展了中國(guó)沿海地帶的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)、典型沿海城市(上海)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和沿海感潮河流(黃浦江)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)證研究

2、。主要研究工作和結(jié)論如下：
　　 (1)提出了臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的理論方法體系。區(qū)分了廣義和狹義臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害，以及臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，認(rèn)為未來(lái)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的變化趨勢(shì)還存在很大的不確定性。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的框架，主要包括風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)3個(gè)步驟8個(gè)環(huán)節(jié)，詳細(xì)說(shuō)明了各個(gè)評(píng)估環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容。此外，重點(diǎn)分析了臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害關(guān)聯(lián)性以及災(zāi)害損失類(lèi)型。最后，提出了相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和絕對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)

3、估方法，具體闡述了這兩類(lèi)方法優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍和評(píng)估流程。
　　 (2)深入辨識(shí)中國(guó)沿海地帶臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，具有孕災(zāi)環(huán)境復(fù)雜、歷史災(zāi)情嚴(yán)重、致災(zāi)機(jī)理多樣等特征。采用相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)度量方法從致災(zāi)因子危險(xiǎn)性和承災(zāi)體脆弱性?xún)蓚€(gè)方面優(yōu)選了14個(gè)代表性指標(biāo)因子，構(gòu)建了指標(biāo)體系來(lái)評(píng)估中國(guó)沿海地帶(不包括臺(tái)灣和遠(yuǎn)海島)廣義的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)。利用層次分析法獲取了各指標(biāo)的權(quán)重，并構(gòu)建綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。評(píng)估結(jié)果顯示：中國(guó)沿海地帶總體處于風(fēng)險(xiǎn)序列

4、的中間部分，沒(méi)有出現(xiàn)極高和極低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域。30.99％的沿海地帶屬于低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，主要分布于沿海海拔較高的山地丘陵地區(qū)和海南、廣西沿海；絕大部分(62.71％)沿海地帶處于中等風(fēng)險(xiǎn)；雖然僅6.30％的沿海地帶處于高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，但是主要分布于人口最為稠密、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、地勢(shì)最低平的三角洲河口的天津、上海和廣州市沿岸。
　　 (3)選取上海市作為典型研究區(qū)開(kāi)展沿海城市臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)是沿海海塘

5、潰堤所導(dǎo)致的潮災(zāi)和極端潮位引發(fā)的淹沒(méi)。因此，分別選取兩個(gè)潰堤點(diǎn)構(gòu)建了6種重現(xiàn)期潰堤淹沒(méi)情景，還從海平面絕對(duì)上升、構(gòu)造沉降和壓實(shí)沉降三個(gè)方面預(yù)測(cè)了未來(lái)上海地區(qū)相對(duì)海平面上升值，并與最大天文潮高和極端臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴增水預(yù)測(cè)值相結(jié)合提出了未來(lái)可能極端潮位。采用FloodMAP數(shù)值模型的二維水動(dòng)力模型和GIS的種子蔓延算法分別模擬潰堤和極端潮位淹沒(méi)情景?；趯?shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)和參考已有研究成果，構(gòu)建了七種用地的直接經(jīng)濟(jì)損失方程，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給各類(lèi)用地賦值

6、。間接經(jīng)濟(jì)損失則參考前人研究，利用與直接損失的比例系數(shù)關(guān)系來(lái)確定。研究結(jié)果顯示：潰堤情境下，淹沒(méi)區(qū)域極小(僅1 km2左右)，損失亦較少，屬于低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；極端潮位情景下，上海市幾乎全被淹沒(méi)，且淹沒(méi)深度極高(大部分超過(guò)5m)，經(jīng)濟(jì)總損失達(dá)2035.65億元，對(duì)上海具有毀滅性影響，屬于不可接受風(fēng)險(xiǎn)。
　　 (4)以黃浦江為例開(kāi)展了沿海感潮河流臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。利用FloodMAP數(shù)值模型的一維和二維水動(dòng)力模型相結(jié)合對(duì)9711號(hào)

7、臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮開(kāi)展情景模擬和驗(yàn)證，模擬結(jié)果與實(shí)際情況較為吻合，得到適合該區(qū)域的模型參數(shù)?；?1年黃浦江主要水文站歷年最高潮位數(shù)據(jù)，利用P-Ⅲ頻率分析計(jì)算了各站潮位的重現(xiàn)期，并與前人統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，各重現(xiàn)期潮位均顯著升高，外灘“千年一遇”防汛墻目前僅能防御“二百年一遇”潮位。運(yùn)用FloodMAP模型分別模擬5種重現(xiàn)期和極端潮位時(shí)災(zāi)害情景。通過(guò)各街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估人口脆弱性。研究結(jié)果顯示：各重現(xiàn)期臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮主要對(duì)沿江1-2公里區(qū)域內(nèi)

8、造成較為嚴(yán)重的影響，50年一遇風(fēng)暴潮屬于高風(fēng)險(xiǎn)，其余均為中等風(fēng)險(xiǎn)；極端潮位時(shí)，淹沒(méi)半徑超過(guò)4公里，淹沒(méi)面積達(dá)到374.19km2，最大淹沒(méi)深度6.84m，經(jīng)濟(jì)總損失達(dá)894.億元，可能造成災(zāi)難性影響，屬于不可接受風(fēng)險(xiǎn)。
　　 我國(guó)沿海地區(qū)作為世界上臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的區(qū)域之一，急需建立一套科學(xué)實(shí)用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估范式。盡管本文對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的理論、方法和案例開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究，但是由于所涉及的變量因素繁雜，現(xiàn)有的研