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基于GIS的洪涝灾害损失定量评估模型研究.doc
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2022-11-21
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基于GIS的洪涝灾害损失定量评估模型研究.doc
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摘 要:本文在近年来研究和实际工作的基础上,通过对洪涝灾害造成损失的影响因素分析
和损失定量评估所需的合理空间尺度分析、研究了分别适合于城市和农村的社会经济资料空
间展布方法和基于 GIS 的社会经济空间数据库,以及以此为基础的洪涝灾害损失定量评估
模型。模型考虑了城市与农村的差别、受灾体的分类、淹没水深、淹没历时,预警时间等因
素对洪涝灾害损失的影响。模型可以用于洪涝发生前损失的预估以及洪涝灾害发展过程中的
损失评估。
关键词:地理信息系统 空间展布社经数据库 洪涝灾害损失 评估模型
1.引言
我国国土辽阔,自然条件复杂,洪涝灾害发生频繁。随着社会经济的飞速发展,洪涝灾
害造成的经济损失越来越大。1991 年直接经济损失为 779.4 亿元,1994 年为 1796.5 亿元,
1995 年为 1653.3 亿元,1996 年为 2208.4 亿元,1998 年达到了 2550.9 亿元。洪涝灾害
已成为我国社会经济持续发展中重要的制约因素之一。表 1 为我国 90 年代十年中洪涝灾害
经济损失的情况。
表 1:中国 90 年代洪涝灾害经济损失情况表[1]。
年度 洪涝灾害经济损失(单位:亿元) 占 GDP(%)
当年价 1999 年价
1990 239.0 414.2 1.29
1991 779.4 1312.5 3.61
1992 412.4 659.0 1.55
1993 641.7 906.1 1.85
1994 1796.5 2083.9 3.84
1995 1653.3 1669.8 2.83
1996 2208.4 2102.4 3.25
1997 930.1 878.9 1.25
1998 2550.9 2474.4 3.26
1999 930.2 930.2 1.13
10 年平均 1214.2 1343.1 2.386
洪涝灾害损失评估能够对各种防洪除涝调度预案进行评估,估算洪水发展过程中的灾害
损失,及时为防洪除涝调度方案决策提供参考依据,对发生灾害后基层上报的数据进行审核,
科学地指导救灾,评价防洪减灾行为、防洪工程和非工程措施所发挥的效益。
我国对洪水灾害损失评估的研究开始于 80 年代末期,在 20 多年的时间里取得了一些研
究成果,如李纪人等人的基于遥感与空间展布式社会经济数据库的洪涝灾害遥感监测评估
[2],王艳艳等人的基于洪水模拟演进的洪涝灾害评估[3],吕娟等人的区域洪涝灾害直接经
济损失评估模型[4]。由于洪涝灾害本身具有的时空复杂性, 建立一套普遍适用的洪涝灾害损
失定量评估模型是当前亟待进行的一项重要工作。洪涝灾害的发生具有空间分布的特性,其
损失亦具有空间分布的特性。所以研究洪涝灾害本身的分布特性、选择一种可行的空间尺度、
确定社会经济数据空间展布方法和建立基于空间展布社经数据库的损失计算评估模型是解
决问题的关键所在。
2.洪涝灾害造成损失的影响因素及其确定
洪涝灾害所致损失的主要影响因素有以下几个方面:
(1)洪涝灾害特征
洪涝灾害特征,即受淹范围、受淹地区水深和受淹历时。在灾前预评估时通常按调度预
案所设的起始条件和边界条件进行洪水演进,演进模型以 GIS 为平台, 可以确定不同时间的
受淹范围和水深的动态变化。如结合排水条件,还可以估算受淹历时。在灾中或灾后可以通
过遥感手段准确地确定受淹范围,也可通过现场调查和各地上报的数据勾画受淹范围。受淹
范围与数字高程模型(DEM)叠加后可以得到水深,连续动态的监测可以得到受淹历时。
(2)受灾体特征
受灾体特征,即受淹对象分类。例如农田是水田还是旱田,种的是什么农作物;住房是
平房还是多层建筑,是土房还是砖木瓦房;产业是工矿、建筑、仓储文教、机关、还是金融
等等。在农村主要是按一级土地利用分类为主,视地区情况扩充到部分二级分类,再赋予必
要的属性数据。在城市情况更加复杂,根据对数据源的研究,采用的是工矿、商业、交通、
通信、建筑、机关、文教、农业(粮油存储、种子、农机)、货运仓储等八大类。
(3)受灾体承灾能力
承灾能力当然与受灾体特征有关。例如农作物无法搬迁,水深与历时超过一定界限时,
就会绝产,但这还与农作物的品种及生长期有关。在有一定预警期的情况下,商业、文教卫
生、金融等等还比较容易从一楼向二楼或三楼搬运大部分资产。大多数工业设备可以搬走或
在受淹后除锈涂漆,不至于全部报废。总之,受灾体的承灾能力是因物而异,也随各种条件
的变化而变化的。
(4)灾前抗洪减灾应急措施
灾前抗洪减灾应急措施,包括工程措施和非工程措施。作为非自然因素的重要部分,与
灾害造成损失的大小有很大关系。防洪规划与大型的工程和非工程措施可以在宏观上决定灾
害是否发生。在灾害已经发生需要估算损失时,也要考虑灾前减灾应急措施。比较容易量化
的是预警时间,即有多少时间来转移物资和采取实质性的保护措施以减少损失。
(5)洪水流速与水质
洪水进袭时的流速(流速场)和水质(含沙量等)会对造成损失的大小产生影响。目前
虽然流速场可以计算,但有关流速与损失间的定量关系的实验资料与实测资料很少,基本停
留在概念上,损失计算模型中还考虑不到这么细。
3.洪涝灾害损失评估空间尺度分析
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