Statistics of Evolving Populations and Their Relevance to Flood Risk

Statistical methods are commonly used to evaluate natural populations and environmental variables, yet these must recognize temporal trends in population character to be appropriate in an evolving world. New equations presented here define the statistical measures of aggregate historical populations affected by linear changes in population means and standard deviations. These can be used to extract the statistical character of present-day populations, needed to define modern variability and risk, from tables of historical data that are dominated by measurements made when conditions were different. As an example, many factors such as climate change and in-channel structures are causing flood levels to rise, so realistic estimation of future flood levels must take such secular changes into account. The new equations provide estimates of water levels for ＂100-year＂ floods in the USA Midwest that are 0.5 to 2 m higher than official calculations that routinely assume population stationarity. These equations also show that flood levels will continue to rise by several centimeters per year. This rate is nearly ten times faster than the rise of sea level, and thus represents one of the fastest and most damaging rates of change that is documented by robust data.

基于灰色关联度-突变理论模型的黑龙江上游凌汛灾害风险评价

在高纬度和高海拔地区河流凌汛现象频繁发生,常导致冰塞或冰坝洪水,严重威胁人身和财产安全。因此,全面考虑各因素进行科学的风险评价是预防凌汛灾害风险的首要前提和必然要求。研究基于突变理论构建凌汛灾害风险评价模型,引入灰色关联度分析法进行基础指标排序,对黑龙江上游地区凌汛灾害风险进行评价。鉴于不同指标之间的相互关联性,采用皮尔逊相关系数法精简指标集并选取代表性年份,依据代表年风险排序与层次聚类分析-突变理论所得结果进行比较。结果表明:在水文、气象、社会、经济等多因素影响下,2000年至2020年期间黑龙江上游漠河、塔河、呼玛三区凌汛灾害风险水平整体均呈现先增大后减小的趋势。其中,积雪深度、水位、冰厚、气温等要素与凌汛灾害发生频率之间表现出极高的相关性,而人口、农业、经济、医疗等社会因素也对洪水发生后的风险水平产生影响。漠河河段因其复杂陡峭的河流地形、恶劣的气候条件以及相对较高的人口密度,整体呈现出较高的风险水平。灰色关联度-突变理论模型风险隶属度值分布在0.85至0.93之间,且较层次聚类分析-突变理论模型具有更优的风险排序和安全裕度,验证了该模型在凌汛灾害风险评价中的有效性和实用性,为凌汛灾害风险研究提供了新的科学方法和理论依据。

福州市溪源江流域洪涝灾害风险地图设计研究

选取福州地区洪涝灾害风险突出的中小流域-溪源江流域作为研究区域,收集历史灾害资料、结合实地孕灾环境和承灾体调查,应用自然灾害风险理论和GIS空间分析方法,对研究区域洪涝灾害孕灾环境、承灾体、致灾因子、防灾减灾能力等因素进行综合分析。通过分析发现,流域内山洪、内涝灾害风险突出,城中村落、苗圃、根雕作坊手工园区等存在较大的洪涝灾害风险。根据分析的结果,从流域洪涝灾害形成和发展的机制出发,面向不同的地图读者对象,重点传达流域风险的特征、来源以及防御的方向上,提出洪涝灾害风险地图设计理念,并制作出四张洪涝灾害风险地图。设计思路可为类似中小流域洪水风险图编制提供参考。

基于博弈论组合赋权的洪灾风险评价及其年代际演变

运用博弈论耦合主观和客观权重,构建基于模糊综合评价法的流域洪灾风险评价模型,并以北江流域为例,评价了研究区1990、2000和2010年的洪水灾害风险,揭示了洪灾风险年代际的时空演变特征。结果表明:1)运用博弈论组合主客观权重可以避免单一权重的片面性,得到更合理的、符合实际情况的综合权重;2)北江流域3期洪灾风险总体分布相似,大多数区域表现为低风险区,高、中、低风险区占全流域面积比分别约为60%、15%和20%,高风险区主要位于清远―怀集一带,以及佛冈、翁源等地,这些地区具有地势低洼、人口分布密集、经济较发达、暴雨集中等特征;3)高风险区仍表现出逐渐扩大的趋势,在2000―2010年高风险区扩大较为显著,风险上升主要由土地利用类型、人口密度和区域经济发展等的变化所导致。

基于突变理论的内蒙古巴彦淖尔市凌洪灾害风险评估

黄河内蒙古段凌洪灾害频发,凌情复杂多变,防凌除险难度极大,因此凌洪灾害的风险评估是开展防凌工作的重要部分。选取内蒙古巴彦淖尔市沿黄5个旗县区为风险区,通过分析凌洪灾害驱动机理,基于灾害学和突变理论建立灾害风险评估体系,得到各风险区的风险等级。结果表明,各风险区风险等级随黄河过境顺序呈逐级递减的态势,其中磴口县(0.956)属极高风险地区,杭锦后旗(0.923)、临河区(0.907)属高风险地区,乌拉特前旗(0.899)、五原县(0.885)属中等风险地区。突变评估结果与模糊优选法评价结果基本一致,且与历史险情统计基本吻合,验证了突变理论评价结果的合理性,可为巴彦淖尔市防凌减灾工作的科学规划、合理部署提供参考。