暴雨潮位联合作用下的沿海城市内涝风险评估及对策研究

发布时间：2020-06-15 17:25

【摘要】：近十年来,极端天气的发生频次、强度的不断增加和城市化进程的加快,对内涝灾害的“放大效应”十分显著。对于沿海城市,其内涝灾害的致灾因子具有复杂性、多维性等特点,而暴雨和高潮位为其中的两种主要致灾因子,二者的联合作用直接影响内涝灾害的灾损程度。本文结合沿海城市的区位和气候特征,从分析暴雨和潮位的联合作用出发,提出了耦合致灾因子风险区划和暴雨潮位遭遇分析的内涝风险评估方法,据此得出了不同区域的内涝防治措施。主要创新点和具体研究内容如下:首先,提出了暴雨潮位联合作用下的内涝灾害致灾因子风险区划方法。以海口市主城区为例,选取不同的暴雨潮位特征值,设定多种组合工况,采用排水管网概化模型和城市水系数值模拟模型对各种组合工况下不同区域的淹没范围进行计算。提出了致灾作用度的识别量化方法,通过分析淹没范围的变化趋势,识别并量化了暴雨和潮位对不同区域的致灾作用,进而进行致灾因子的风险区划。研究结果表明:对海口市主城区而言,暴雨为内陆区域的主要致灾因子,高潮位为岛屿区域主要致灾因子,其他区域多为暴雨、潮位联合致灾。其次,研究了暴雨潮位的遭遇组合概率和防涝风险率,确定了双重致灾因子作用下的防涝标准。利用Copula函数理论构建了海口市暴雨、潮位的联合分布,计算了暴雨潮位的同现风险率和双重致灾因子作用下的防涝风险率,得出了同一防涝标准下不同重现期降雨潮位组合的等值线。结果表明海口市暴雨与高潮位遭遇的概率不超过0.05%,双重致灾因子作用下宜选择15年一遇作为其防涝标准。最后,基于致灾因子风险区划和防涝标准的内涝灾害风险评估,提出了适用于不同区域的防涝措施:在暴雨为主要致灾因子的区域,加大管网排水能力能有效减轻内涝灾害;而在高潮位为主要致灾因子的区域,新建下游泵站为有效措施。以15年一遇防涝标准下50年一遇设计暴雨382.1mm和2.46m(8.5年一遇)高潮位值为设计组合,据此计算海口市主城区各区域防涝措施的工程规模。结果表明,基于内涝风险评估的防涝措施可使区域的淹没范围降幅达50%以上,能有效应对内涝灾害。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU992
【图文】：

内涝灾害

图 1-1 内涝灾害对城市产生的影响我国沿海城市人口密集度较大，占全国人口总数的 25%以上，国民生产总值超过全国总值的 55%。随着城市人口、经济快速发展，相伴而生的灾害隐患不断增加；加之海平面上升、气候和海陆交互作用产生的复合性、多变性、突发性内涝灾害，进一步加剧了沿海快速城市化地区的内涝灾害强度与频度，变异型自然灾害类型繁多，沿海城市抗灾能力日趋减弱，易带来巨大的经济损失[8]。沿海城市是内涝灾害易发和频发区域，也是人口聚集、国民经济和社会发展的重要区域和战略中心，其地位的重要性和面临内涝灾害的高风险性，使得沿海城市内涝灾害的研究受到了更大的关注。沿海城市由于受地形地势、气候特征等的影响，内涝灾害的成因较为复杂，引发灾害的致灾因子也具有多维性、复杂性等特点，在内涝灾害的风险评估中，仅分析一种致灾因子的致灾作用显然不能透彻的分析和评估沿海城市内涝灾害的风险程度，而暴雨和潮位作为沿海城市的两种典型致灾因子，现阶段的研究对二者关联作用下内涝灾害风险评估的研究和对其致灾作用的研究更为不足。

路线图,研究技术,路线图,潮位

亚沿海地区降雨和潮位的相关性进行了模拟分析。Xu 等[44]量化分析了环境变化对暴雨和潮位的联合风险率的影响。这些学者主要从暴雨和潮位的联合概率方面进行研究。随后，Lian 等[45]研究了暴雨和潮位的联合作用对洪涝灾损的影响，得出福州市主城区的洪涝灾害的灾生条件。由此可见，在暴雨潮位联合作用下的致灾性研究方面还存在着较大的探索空间。同时，沿海城市因其致灾因子具有多维性、复杂性，这就决定了研究沿海城市对数据资料需求大、对学科知识要求高。此外，针对沿海城市多维致灾因子联合作用的研究缺乏。1.4 本文主要研究内容针对现阶段内涝灾害风险评估存在的不足，本文结合沿海城市的区位和气候特征，从分析降雨和潮位的联合作用出发，提出了基于降雨潮位关联作用的沿海城市内涝灾害致灾因子风险区划方法和双重致灾因子作用下的防涝标准，据此得出了不同区域的内涝防治措施。主要内容为以下几个方面：

【参考文献】