CN106940840A - 一种城市内涝灾害风险评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市内涝灾害风险评估方法，包括以下步骤：S1：判别和确定城市内涝灾害的易损性指标；S2：确定城市内涝灾害的危险性指标；S3：基于模糊评价法建立城市内涝灾害风险评估模型；S4：应用步骤S3得到的评估模型对城市内涝灾害进行评估，确定灾害的危险程度和风险等级。本发明的评估结果更加贴近实际情况，可以广泛的应用到灾情管理、灾害预警、应急救援等方面，对城市防灾减灾具有重要的意义。

Description

一种城市内涝灾害风险评估方法
技术领域
本发明涉及内涝灾害风险评估方法，特别是涉及一种城市内涝灾害风险评估方法。
背景技术
洪涝已成为世界上最频繁的自然灾害，洪涝灾害造成的人员伤亡和经济损失在各种自然灾害中都占据主要部分。近年来，城市发生内涝灾害发生的频率愈来愈高，城市内涝灾害多是由于暴雨或长期降雨导致雨量过多，地势低洼，大量积水不能及时排除而形成的自然灾害。一方面，随着城市道路和建筑物密度的增加，增大了城市不透水面积及比例，加之地表植被的破坏，致使遭遇同等级降雨强度下，地表径流增加，汇流时间缩短，河道洪峰流量加大。另一方面，维持城市正常运行的系统，如水、点、气、油、交通、通讯等网络发达，一旦发生故障必将产生大面积的辐射影响。
城市内涝灾害风险评估致力于定量描述内涝事件的成因、发生的概率、影响的范围与强度，不同规模强度的暴雨可能产生的风险及其后果。评估的方法主要有：基于历史灾情的概率统计方法，是对灾害进行统计分析，找出其发展规律，对城市内涝灾害进行预警，但其所需的时间序列的灾情数据难以获取或者丢失，评估的结果是区域整体风险，且不能反映风险的空间差异；采用指标体系的灾害评估方法，一般从构成要素的因子出发，基于一定的原则选择指标，具有明显的静态特征，但不能有效解决风险的时空变化性；而根据数值模拟技术，建立水文水动力模型，模拟洪水演进过程，虽然能反映洪水的时空特征，但是缺乏风险的分析过程。
基于传统的内涝灾害评估上不够精确，本方法结合二维水动力学数值模拟和模糊综合评价法，克服了传统单一评估方法的不足，将综合性方法及多方法应用技术推广到城市内涝灾害风险分析中。城市内涝灾害风险评估的结果可以广泛的应用到灾情管理、灾害预警、应急救援等方面，对城市防灾减灾具有重要的意义。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的城市内涝灾害风险评估方法。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的城市内涝灾害风险评估方法，包括以下步骤：
S1：判别和确定城市内涝灾害的易损性指标：从内涝灾害对城市的直接损失、间接损失和社会影响方面出发，分析伤亡指数、财产损失、洪水造成的交通瘫痪对工业生产和商业发展造成的影响以及带来的环境污染问题，确定城市洪涝易损性指标；
S2：确定城市内涝灾害的危险性指标：根据当地水文、地形资料，基于二维浅水方程建立水动力模型，利用数值模拟技术模拟城市内涝灾害过程；
S3：基于模糊评价法建立城市内涝灾害风险评估模型：首先采用层次分析法进行指标层次划分和指标权重确定，然后基于Fisher最优分割法确定内涝灾害的等级，最后利用多级模糊评估法建立灾害风险评估模型；
S4：应用步骤S3得到的评估模型对城市内涝灾害进行评估，确定灾害的危险程度和风险等级。
进一步，所述步骤S1中的城市洪涝易损性指标包括经济指标要素和社会指标要素，经济指标要素包括工矿企业u1、交通运输业u2、电力业u3、通信业u4以及经济增长率u5，社会指标要素包括人口密度u6和土地利用类型u7。
进一步，所述步骤S2中，采用芝加哥雨型作为降雨输入条件，通过水动力模型模拟结果确定淹没水深u8、淹没范围u9和淹没时间u10这三个危险性水情指标。
有益效果：本发明公开了一种城市内涝灾害风险评估方法，评估结果更加贴近实际情况，可以广泛的应用到灾情管理、灾害预警、应急救援等方面，对城市防灾减灾具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的方法流程图；
图2为本发明具体实施方式的城市内涝灾害指标层次图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种城市内涝灾害风险评估方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：判别和确定城市内涝灾害的易损性指标：从内涝灾害对城市的直接损失、间接损失和社会影响方面出发，分析伤亡指数、财产损失、洪水造成的交通瘫痪对工业生产和商业发展造成的影响以及带来的环境污染问题，确定城市洪涝易损性指标；
S2：确定城市内涝灾害的危险性指标：根据当地水文、地形资料，基于二维浅水方程建立水动力模型，利用数值模拟技术模拟城市内涝灾害过程；
S3：基于模糊评价法建立城市内涝灾害风险评估模型：
首先采用层次分析法进行指标层次划分和指标权重确定，如表1所示；
表1评估指标层次和权重
然后基于Fisher最优分割法对指标进行分级，确定各指标阀值。并根据现实需要将内涝灾害风险等级划分为5个评价等级，如表2所示，分别是高度危险(1级)、较高危险(2级)、中度危险(3级)、较低危险(4级)和低度危险(5级)。
表2评价等级
评价等级 I II III IV V
危险程度 高度危险 较危险 中度危险 较低危险 低度危险
评判集 v1 v2 v3 v4 v5
评价集的建立为模糊综合评价确定了评价的标准，它可以体现出被评价事物对应各评价等级的隶属度信息；
最后利用多级模糊评估法建立灾害风险评估模型；
S4：应用步骤S3得到的评估模型对城市内涝灾害进行评估，获得模糊关系矩阵：
选择合适的算子进行综合评判，确定灾害的危险程度和风险等级。
如图2所示，步骤S1中的城市洪涝易损性指标包括经济指标要素和社会指标要素，经济指标要素包括工矿企业u1、交通运输业u2、电力业u3、通信业u4以及经济增长率u5，社会指标要素包括人口密度u6和土地利用类型u7。
步骤S2中，采用芝加哥雨型作为降雨输入条件，通过水动力模型模拟结果确定淹没水深u8、淹没范围u9和淹没时间u10这三个危险性水情指标，如图2所示。

Claims (3)

1.一种城市内涝灾害风险评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：判别和确定城市内涝灾害的易损性指标：从内涝灾害对城市的直接损失、间接损失和社会影响方面出发，分析伤亡指数、财产损失、洪水造成的交通瘫痪对工业生产和商业发展造成的影响以及带来的环境污染问题，确定城市洪涝易损性指标；
S2：确定城市内涝灾害的危险性指标：根据当地的自然特征资料，基于二维浅水方程建立水动力模型，利用数值模拟技术模拟城市内涝灾害过程；
S3：基于模糊评价法建立城市内涝灾害风险评估模型：首先采用层次分析法进行指标层次划分和指标权重确定，然后基于Fisher最优分割法确定内涝灾害的等级，最后利用多级模糊评估法建立灾害风险评估模型；
S4：应用步骤S3得到的评估模型对城市内涝灾害进行评估，确定灾害的危险程度和风险等级。
2.根据权利要求1所述的城市内涝灾害风险评估方法，其特征在于：所述步骤S1中的城市洪涝易损性指标包括经济指标要素和社会指标要素，经济指标要素包括工矿企业u1、交通运输业u2、电力业u3、通信业u4以及经济增长率u5，社会指标要素包括人口密度u6和土地利用类型u7。
3.根据权利要求1所述的城市内涝灾害风险评估方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用芝加哥雨型作为降雨输入条件，通过水动力模型模拟结果确定淹没水深u8、淹没范围u9和淹没时间u10这三个危险性水情指标。
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