基于SAR影像洪水淹没频率的城市洪涝风险评估方法

受到全球气候变化的影响,洪涝灾害已成为影响城市发展的重要自然灾害之一。因此,开展城市洪涝风险评估可有效地减少洪涝损失,提高城市洪涝风险管控能力。以郑州市为例,基于SAR影像利用SDWI方法确定水陆分割阈值,再采用坡度去除山体阴影区误检水体,进而计算研究时间内的洪水淹没频率,同时选取年均雨季降雨量、年均暴雨天数、坡度、高程标准差、水网密度、地灾易发性、人口密度、地均GDP、土地利用类型、应急避难场,构建城市洪涝灾害风险评价指标体系;然后,分别利用层析分析法、随机森林法计算各指标的主观权重、客观权重,再结合距离函数获取组合权重,进而构建洪涝风险评估模型,提高模型可靠性。结果显示:(1)基于随机森林法和层次分析法计算洪水淹没频率的主观权重、客观权重和组合权重分别为26.44%、18.44%和22.96%,说明SAR获取的洪水淹没频率在城市洪涝风险评估中十分重要。(2)巩义市、荥阳市、新密市、登封市洪涝风险偏高,该结果与《河南郑州“7·20”特大暴雨灾害调查报告》相符;郭家咀水库和荥阳市崔庙镇王宗店村都处于高风险和次高风险区域,是郑州“7·20”特大暴雨重点受灾区域,与实际情况相符。(3)高风险和次高风险约占郑州市的30%,中风险和次低风险约占郑州市的70%,说明郑州市部分区域的洪涝风险等级偏高,整体呈现相对中等风险。(4)采用熵权法、灰色关联分析法、随机森林方法与该方法进行对比分析,结果表明该方法的精度最高,Kappa系数和总体分类精度分别为0.84和90.47%,满足郑州市城市洪涝风险等级分析要求。将该方法应用到北京市房山区,验证了该方法的适用性。研究成果能够提供危险性、易损性共同作用下的城市洪涝灾害风险信息,可用于指导相关部门开展洪水风险管理。

基于“H-E-V”框架的城市洪涝风险评估研究进展

在全球气候变化与城市扩张的背景下,城市洪涝问题频发并引发严重的社会问题与经济损失。当前城市洪涝管理的主要内容已从工程性防御性措施转向洪涝风险管理,而城市洪涝风险评估又是城市洪涝管理的关键环节。基于此背景,论文首先介绍了IPCC采纳的城市洪涝风险评估框架"危险性(Hazard)—暴露性(Exposure)—脆弱性(Vulnerability)"即"H-E-V"的概念内涵,在此基础上梳理了其危险性、暴露性、脆弱性3大要素的主要研究内容,探讨分析不同研究方法的优缺点。最后提出了城市洪涝风险评估的主要发展趋势及关键问题,主要有以下4个方面:①危险性方面,建立适应于城市地区的耦合型二维洪涝淹没模型是洪涝风险评估要求下的必然趋势;②暴露性分析在大数据及GIS技术支撑下正逐步精细化、动态化;③脆弱性正从早期侧重的物理维度定量评估转向社会、经济、文化、环境等多维度的评估;④此外,气候变化与城市扩张下的多情景城市洪涝风险评估是未来城市洪涝管理的研究热点与难题。