论文要求

1.选题意义

近年来，在全球变暖的大背景下，极端天气、气候事件日益增多，气候灾害造成的损失和影响呈明显上升趋势。暴雨洪涝灾害作为一种极端天气灾害给人类的生产生活造成极大的危害，暴雨灾害的风险研究和防范已经成为灾害科学的研究热点问题。而我国又是一个自然灾害发生频繁的国家,而洪水灾害则是对整个社会经济发展影响最大的自然灾害之一。随着自然资源的开发利用不断扩大,城乡经济的规划建设不断加强,同时极端天气频繁出现，暴雨洪灾出现的频率越来越高,造成的损失越来越大,严重威胁着国民经济和生命财产的安全。城镇暴雨洪灾风险评估研究已成为当前的热点研究问题。

在一定区域和一定时段内，由特定的自然灾害引据统计，目前全球各类自然灾害所造成的损失中，洪水占40%，洪水灾害引起的死亡占自然灾害引起的死亡的55%，是人类面临的最严重的自然灾害之一。中国地域辽阔,洪水灾害频繁发生且有严峻形势,大约2/3的国土面积有着不同类型和不同危害程度的洪水灾害。每年因暴雨洪水灾害而伤亡的人数以千计，经济损失达数十亿元以上。仅长江流域2004年汛期就有728个县市和7630万人受灾,洪涝灾害导致的直接经济损失约300亿元。今年5月5日至11日，江南大部、华南东部出现大范围持续强降水天气过程，造成浙江、江西、湖北、湖南、福建、广东等省局地发生洪涝灾害，而其中桂林市部分地区出现了200毫米以上特大暴雨。

虽然呼和浩特市位于季风边缘区和干旱半干旱过度区。年均降雨量不高，暴雨是雨季中的小概率事件,但暴雨的降水量对整个夏季降水的多或少起着决定性的作用,降水太少所导致的干旱对农业生产产生严重影响,降水过度集中却又会形成洪涝灾害,一旦突降暴雨，极易形成汇流,冲毁房屋、冲走人畜、损坏交通道路及各种设施,洪水还将直接由北部山地涌入市区,对城市排水、交通、公共设施形成很大压力。

内蒙古中部处于季风气候区边缘，干燥少雨，降雨集中，降水变率大，时有异常暴雨出现。近年来呼和浩特大雨、暴雨事件频发。2010年8月7日，一场大雨让首府城区不少地方出现积水，尤其是一些坑洼地段，积水达到1米左右。2012年7月20日至28日之间，呼和浩特出现了4次暴雨、大暴雨天气过程，在7月25日夜间，呼和浩特市北部沿山山区强降雨，造成土左旗、新城区、赛罕区等7个乡镇2个区域服务中心26个村庄受灾，其中新城区、赛罕区灾情较为严重。呼和浩特市北部沿山山区受灾人口为23956人，转移2210人，倒塌房屋400多间。由于在短期内暴雨的次数多，强度大，给呼和浩特各地造成了不同程度的洪涝灾害。2013年呼和浩特市市区突降大雨，呼和浩特在一个小时的时间里道路积水最高处达到50厘米。一般大雨造成市区积水和交通堵塞，暴雨和大暴雨造成的社会经济、人员伤亡损失更大。

因此有必要对呼和浩特市的暴雨积涝灾害进行系统分析，建立暴雨洪水灾害灾情分析与评价模型等相结合的暴雨洪水灾害风险评估系统，从而为各级管理部门和生产部门做好灾前预警、实时监测、灾后快速反应及制定科学的防灾减灾对策，提供及时、准确的信息服务和决策技术支撑，第一时间做出决策并采取相应措施，特别是可以在较大损失发生之前进行有效预防，从而通过采取适时、有效的措施最大限度降低和减轻暴雨洪水灾害的影响和损

失。

2.国内外研究现状

2.1.暴雨洪灾

关于自然灾害风险定义，目前大多学者都认可风险三要素。风险三要素论认为:风险是由致灾因子危险性、孕灾环境的暴露性和承灾体脆弱性三要素共同作用而成,三者缺一不可。张继权[1]认为自然灾害风险=危险性(度)×暴露(受灾财产价值)×脆弱性(度)×防灾减灾能力。尹占娥[2]提出：风险=致灾因子×暴露性×脆弱性×相互关联性。

目前暴雨洪灾的研究在大尺度上往往以区域、某一流域和省为单位，刘家福[3]以亚洲季风区的7个国家为为例，基于降水量数据、河网密度数据、DEM数据、行政区矢量图；社会经济数据有GDP数据、人口统计数据等将研

[4]

究区分为低、中、高等不同的风险区。赵霞从洪水危险性和社会易损性两个角度出发, 选取地理高程、人口密度、人均 GDP 和历史灾情数据为指标, 采用快易的叠加分析法对内蒙古中部进行区域洪水灾害风险评价,得出洪水灾害风险评价图。

[5]

小尺度研究上，尹占娥等关于城市暴雨内涝灾害风险评估的思路与方法上，认为城市暴雨内涝灾害风险评估宜采用情景模拟和综合分析方法，充分考虑城市的内部地形特征、降水、径流和排水等因素，创建一个城市内涝模型，并基于多种暴雨洪灾重现期情景，更客观地模拟内涝积水深度和淹没面积，此方法一般以大城市的某个城区或社区为单位与国外城市基于社区尺度的相一致，虽然精度高、分析效果好，但是科研条件要求高，在国内其他地方基本尚未展开。

在研究地域上，于文金[6]对太湖流域暴雨洪灾风险进行定量分析。尹占娥[5]、权瑞松[7]、殷杰[8]等分别对上海市的几个城区做了暴雨内涝灾害分析。秦年秀[9]对长江中下游地区洪灾风险分区及评价。王静静[10]对东南沿海地区暴雨洪涝风险进行了分区及评价。翁莉[11]对南京市的暴雨灾害做了风险评估及防御对策研究。赵霞[4]、李喜仓[12]分别对内蒙古和内蒙古中部基于GIS进行风险区划。在暴雨洪灾研究方面由于南方受影响大，起步早，研究成熟且相对超前，西北地区受暴雨洪灾影响相对较小，相关研究也不多。

内蒙古地区过去有关暴雨洪涝灾害的研究也是针对暴雨出现的频率、时间和范围等致灾因子进行的分析[13-14]，未看到同时考虑地形、水系等孕灾环境和人口密度和单位GDP等承灾体综合影响因子的分析成果。李喜仓[12]在内蒙古地区暴雨洪涝灾害风险区划及评估研究中分析了内蒙古地区暴雨洪涝灾害形成的主要影响因子，提出了洪灾风险评价指标体系，确立了各因子在洪灾风险评估中的重要性—权重系数。在此基础上，利用 GIS 技术，从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾抗灾能力等方面，综合分析区划及评估了内蒙古地区暴雨洪涝灾害的风险性。

在暴雨洪水灾害灾情评估方面，美国、日本等国在暴雨洪涝灾害损失评估方法研究方面做了大量工作。研究主要针对暴雨洪水灾害发生后造成的经济损失和人员伤亡进行评价，确定暴雨洪水灾害的灾情等级。大部分暴雨洪水灾害研究指标主要针对受灾人口、死亡人口、受灾面积、成灾面积和直接经济损失进行统计，缺少建筑价值、作物种植等灾情信息。造成暴雨洪水灾害灾情评估的准确性不高。

2.2暴雨洪灾的风险评估分析

对暴雨洪涝灾害风险评估的内容通常是四个方面。致灾因子、孕灾环境、承载体和防御能力。即发生暴雨天气因素、形成洪涝灾害的环境、暴雨洪涝影响区有人类的居住或分布有社会财产)和人们在潜在的或现实的暴雨洪涝灾害威胁面前，采取回避或防御洪涝的对策措施。由于暴雨洪灾风险评价涉及众多影响因素针对洪灾风险评估指标体系不同，出现众多的洪灾风险评估方法。归纳起来，常见的有以下几种方法：综合评价法、不确定性方法、基于历史灾情评价法、水文水力学方法等。评估指标的类型也是多种多样的，从统计形式上划分, 可分为定性指标与定量指标; 从时间序列上划分, 评估指标可分为先行指标、同步指标与滞后指标[14] 。在选取风险指标评估指标方面，不同的研究者一般会根据研究区域具体的气象因素、自然环境要素和社会环境要素，并结合数据来源获取性难易，最终确定洪灾风险评估指标。

国内学者对灾害的综合风险评估研究起步较晚，但也取得了一定成果。在洪灾综合风险评价及区划方面，李吉顺[15]基于历史灾情数据的区划方法，构建了“综合危险度”和“相对危险度”对全国暴雨洪灾危险性进行评估，

[16]

并进行全国暴雨洪灾风险区划。赵士鹏从孕灾环境、致灾因子、承灾体3因素出发，将全国划分为6个山洪灾害特征一致区域。刘敏等依据自然灾害风险分析原理，在分析湖北省雨涝灾害孕灾环境、致灾因子、承灾体密度和经济发展水平及承灾体的抗灾能力的基础上，将湖北省雨涝灾害分为极重度、重度、中度和轻度四个风险区。周成虎[17]等人在分析洪灾形成的各主要因子的基础上，提出了基于 GIS 的洪灾风险区划指标模型，结合辽河流域具体情况，以降雨、地形和区域社会经济易损为主要指标，得出辽河流域洪灾风险综合区划。在国内学者对洪灾风险指标的研究中，于文金[5]利用气象要素自然致灾因子，下垫面地形、河网、土地类型等孕灾因子指标，受灾地区的人口状况、经济水平等承灾体脆弱性指标，对太湖流域主要城市的洪涝灾害风险进行评价。刘家福[3]在亚洲季风区域暴雨洪灾风险评估研究中，从暴雨洪灾的致灾因子脆弱性、孕灾环境稳定性和承灾体易损性三个方面考虑。从洪灾危险性角度考虑，主要选取了降水量指标进行危险性评价，选用降水、DEM、土地利用类型、植被指数、河网密度、人口密度分布和人均GDP指标进行洪灾脆弱性、稳定性和易损性评价。

国外研究者JoyS利用遥感与GIS技术，对印度恒河流域的孟加拉邦的洪水灾害易损性进行评价[18]。美国对全国38.9×104km2的洪水泛滥区进行洪水危险性评价并制作90 000多张洪水危险图，进行洪水危险性评价[19]；日本对109个河流系统洪水危险性进行评价并制作洪水危险性图。孟加拉国利用NOAA-AVHRR数据及地理信息系统技术对全国洪水危险性进行评价，并制成了全国洪水灾害危险性等级图[20]。

2.3当前研究中的问题

目前对于暴雨洪水灾害研究的基础性研究工作，缺乏系统的、深入的剖析和探讨，很多科研工作者对区域洪灾风险评价进行了定性和定量的探讨，但尚尚未建立完善的暴雨洪水灾害风险分析与评估的体系和标准。这是因为洪灾风险实际上是一个多因素指标综合过程，研究方法不同，建立的洪灾风险评估指标体系各有不同。评估指标体系不同，洪灾风险评估结果也就不同，不利于指导抗灾救灾工作，需建立统一的评估指标体系标准。同时研究尺度

大小与数据来源的精度关系密切。

在确定暴雨灾害评估指标后，如何确定评估方法是一个十分关键的问题，目前主要是单因子、多因子、数学模型模拟和专家评估法。各类方法适用于不同的资料拥有程度、评估要求及评估空间尺度。总的来看，多种方法集成研究洪灾风险内容较少。随着空间信息技术的发展，将多种评价方法与遥感、地理信息系统、全球定位系统等空间技术结合进行综合分析，是将来的发展方向。

随着科学技术的不断发展，有关的新技术与新方法的不断开拓与应用于洪灾风险分析和防治对策研究中，已呈现出明显的研究趋势。如3S技术、数据库技术、计算机网络技术、洪水仿真技术和情景分析技术等的应用，以及运用模糊数学理论与方法、随机数学理论与方法、灰色系统理论方法、混沌理论和神经网络方法等进行洪灾风险分析。

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