优秀项目GOOD PROJECT
杭州市内涝风险评估研究

  以杭州市城市空间地理信息为基础,从环境自然灾害风险的角度,对城市内涝风险的致灾因子,孕灾环境因子和脆弱性进行分析;借鉴国内外相关经验,确定杭州内涝风险评估方法;建立一套评价城市内涝灾害风险各要素的指标评价体系并应用相应方法确定各个指标的权重;通过不确定分析方法对城市内涝风险进行评估,并定量表示这种不确定性的大小,最后得到城市内涝灾害综合风险区划图。

  1.研究思路

  1.1内涝风险理论

  按灾害风险理论,风险可视为致灾因子、孕灾环境研究与承灾体脆弱性相互作用而构成的有机整体。

  

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  1.2风险评估方法比选

  总结了相关研究成果,将洪涝灾害风险评估的方法分为四种,分别是基于风险概率、基于指标体系的灾害、基于遥感图像和GIS 技术耦合、基于情景模拟的风险建模。通过比对,认为现有单一的评估方法不能完全覆盖对内涝风险评估的定义,故采用情景模拟法与指标体系法相结合,辅以近年的历史灾情数理统计进行验证。

  2.风险评估体系

  2.1ARAMIS体系

  本次研究采用ARAMIS体系,该体系不仅定性分析事故原因与潜在危险,而且将事故的严重程度与脆弱度结合进行定量风险评估。即利用计算机进行城市内涝仿真模拟得到内涝分布情况,将这些积水地区视为危险区域,同时增加了城市应急救援,人口密度,地区重要性等相关指标进行脆弱性评估,最后利用空间叠加分析,以获取城市不同区域的风险值。

  2.2风险函数表达

  根据ARAMIS方法,风险被定义为事故后果严重程度和风险目标脆弱性的函数,其数学表征如下:

  风险=f(严重程度,脆弱性)。

  内涝的严重程度和降雨重现期密切相关,故某一区域内积水严重程度的指标Si定义如下:

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  通过指标综合获得脆弱性,分别将人口密度,到最近应急救援距离,地区重要性相乘,对于区域内某一网格,其脆弱性(V)计算公式如下:

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  2.3风险等级划分

  在本研究中,将严重度和脆弱性视为对风险具有同等的重要性和贡献,在计算中为它们分配相同的权重,公式如下:

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最后将R值按照自然间断点分级法划分高中低风险区域,使各个类之间的差异最大化。

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基于GIS空间叠加的风险值计算原理

  3.杭州市内涝风险评估

  3.1脆弱性评价

  根据本次评估方法,分别对杭州市的人口密度,重要地区、应急单位三个指标进行分析。得到杭州市脆弱性分布情况。

  

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杭州市人口密度分布图

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杭州市应急救援距离图

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杭州市重要地区划分图

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杭州市脆弱性分布图

  据杭州市脆弱性分布图所示,脆弱性值比较高的区域主要集中在中心城区,对比人口密度分布图,发现具有较高人口密度值的网格通常也具有较高的脆弱性。但下城区与下沙部分区域的脆弱值要略高于中心城区,进一步分析,发现主要是由于应急救援指标的影响,例如下沙,虽然人口密度低,但是由于距离应急救援点距离比较远,分配了较高的权重值,最后脆弱性也越大,下城区虽然人口密度与中心城区差不多,但也距离各个应急救援点距离比较远,最后也得到了较大的脆弱值。

  3.2内涝仿真模拟

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模拟范围

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模拟结果

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积水分布图

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风险分布图

  最后与脆弱值叠加,得到内涝风险,叠加后左上角区域风险程度增加比较明显。经过分析主要原因是坐上角区域的应急救援距离权重值较大,造成脆弱值相对较大。

  4.结语

  相对于其它内涝评估,本次研究评估体系在内涝风险评估的不会限制于一种仿真模拟尺度,适用性比较强。从内涝风险评估定义上,本次研究评估体系人类社会活动因素很好的与积水严重度契合在一起。从内涝风险值的算法上,更加接近我们对于内涝风险的理解。同时本次项目对杭州市脆弱性及一定范围的内涝模拟,验证了该体系的有效性及可实施性,为接下来杭州市内涝风险评估工作大打下基础。