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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

国内外研究现状

目前洪灾风险评估主要体现在三个方面，它们分别是基于历史洪灾数据的评估方法、基于情景模拟与仿真的洪灾风险评估和指标体系模型。

1.基于历史洪灾数据的评估

基于历史洪灾数据的评估方法，是指使用数学、物理工具对多年的洪灾数据进行总结分析，从中发现灾害发展演化的规律，然后以绘制洪灾风险与其影响因子的曲线的方式来进行风险模型的建立^[5-6]。黄崇福等在进行农业气象灾害评估时，将信息扩散的模糊数学方法引入到历史资料缺乏的小区域灾害风险评估研究中，构建了以信息扩散理论为基础的的风险评估模型^[7]。景垠娜通过拟合1968-2009年降雨量数据，得到这43年的暴雨重现期与日降雨量最大值。同时使用ArcGIS 的空间分析功能，叠加DEM图和土壤覆盖等图，从中提取对应的参数值，将其导入SCS模型，推算不同重现期下可能的淹没范围和淹没深度^[8]。卞洁通过查询长江流域中下游地区全国753站逐日降水观测资料并进行讨论剖析，得出该地区暴雨特征量的周期变化特征，运用趋势分析统计方法得出暴雨量的趋势变化特征^[9]。

基于历史洪灾数据方法进行洪灾风险评估只针对灾情结果进行分析，而不考虑洪灾的影响因子，很容易进行统计和计算。但该方法也存在不足之处：第一历史灾情资料的质量、周期的长短等因素都会直接影响到评估结果。第二，灾情的统计大多是基于行政单元，而不与灾害发生的真正区域完全重合，得出的各地区灾害等级及分布特征并不能绝对准确地服从客观规律^[10]。

2. 基于情景模拟与仿真的洪灾风险评估

基于情景模拟与仿真的洪灾风险评估是指通过研究并演进洪水，能由给定频率洪水，或者可能淹没范围、淹没深度、流速等要素推算洪水特征。它是三种方法中精度最高的^[11]。欧美一些较为发达的国家较早开展暴雨内涝仿真模型研究，对内涝风险评价工作有较好的使用价值。Michael J. Shultz, P.E.等在研究1998年10月德克萨斯州的重大洪灾事件时，使用国家气象局动态波模型(FLDWAV)来修复这次洪水。他们将FLDWAV计算的最大水面高度输入到GIS中，编制出这次洪水的区域范围。计算出来的高度值，与当时洪水发生时可使用河水标尺测量出的实际高度十分接近^[12]。他们的试验结果可与国家气象局预报洪水工作结合，以更好的服务社会。

这种风险评估方法在国内，21世纪以来的各种模型才日趋发展起来，并与 GIS、RS结合使用紧密。徐志胜等在洪水淹没模型中引用VR-GIS技术，关于洪水淹没过程中的问题迎刃而解，可较好的应用于中国小城镇的防灾工作中^[13]。解以扬等以城市暴雨内涝灾害仿真模型为基础，建立了以津、宁、洪三市为试验区域的城市暴雨内涝数学模型，此模型的模拟结果具有良好的适用性^[14]。孙阿丽选取上海市某封闭排水系统作为为研究区域，以SWMM模型为基础，在小尺度区域下初步分析讨论了情景仿真和指标体系耦合的沿海型城市暴雨洪灾风险评估方法，构建了城市暴雨内涝灾害模型[15]。

3．指标体系法

指标体系法是从考虑洪灾的形成原因，并综合考虑研究地区自然和社会经济特性、研究区域洪水各方面特征，选取适合的指标组成指标体系，经过处理后得出洪灾风险指数，来达到评价洪灾风险的目的^[16]。

洪灾危险性评价、洪灾易损性评价和洪灾综合风险评价为洪涝灾害风险评估的主要内容^[17]，下面从这三方面开展分析。

洪灾危险性分析是指引起洪灾各方面的原因与承受洪水的地区自然属性的概率分布，可以描述为洪灾危险性=f（致灾因子危险性，孕灾环境稳定性）^[18-19]。Hollingsworth等使用坡度和地面高程变化率等影响洪灾危险性的因子构建评价模型，并采用指标叠加法进行洪灾危险性评估^[20]。孟加拉国在绘制出全国洪水灾害危险性评价图过程中，利用NOAA-AVHRR数据并结合GIS技术，综合分析了各地的洪灾危险性^[21]。足立胜治等将研究区域的流域条件、地貌特点和降雨形势等影响因子作为指标，其中影响因子不是单一的，每个因子还分为若干级别，由级别得出洪灾发生的概率^[22]。国内有许多学者也进行了大量研究。毛德华在评价洞庭湖区洪灾危险性时，考虑灾害发生受自然因素和人为因素两方面的影响，同时将定性与定量结合使用^[23]。马国斌等选用降雨、地形指数、河湖网络作为危险性评价指标，在层次分析法基础上确定各因子权重，他构建了时间尺度较小的危险性评估模型，同时结合使用GIS得到危险性指数图^[24]。洪灾危险性评价是洪灾综合风险评价的前提，只考虑洪水的自然属性，从致灾因子和孕灾环境两方面综合评价，忽略了洪灾对经济、农业等方面造成的损失。

洪灾易损性是指当洪水淹没某地时，可能引起的该地区的损失程度或大小。Mark Pelling认为人类在生存过程中，谋取其他方面的利益时，产生的不可避免的产物为灾害的易损性^[25]。Hewiit表示，在空间上，社会的经济生产价值与环境灾害遭受损失的可能性是大概一致的^[26]。I.C.Goalter等学者选农作物作为承灾体，综合多洪峰洪水带来洪灾损失和洪水对不同生长期农作物损害两方面因素，得出发生不同程度洪灾时对应的可能引起的农作物损失公式^[27]。毛德华在划分湖南省各市洪灾易损性等级时，选取与经济损失相关的指标比如人口密度、工业产值密度等，结合模糊综合评判法进行了定量评估，对洪涝的易损性进行了总体分析^[28]。唐川等人为结合使用高分辨率的遥感影像，可提高易损性评价中的承灾体精度，而且方便、快捷，获取成本相对低^[29]。

对以上两者的综合分析与评价即为洪灾综合风险评价。国内外针对灾害风险评估开展了许多工作。哥大和保护联盟开展的“DRH计划”，确定了以沿海地区为主要地区的灾害多发的三个指标：死亡率、经济损失和经济损失占 GDP 的比重，并将评估结果编制成区域风险图^[30]。在国内，刘敏等以影响洪灾发生的因子、洪灾发生时当期的环境条件、承灾体的密度以及该地区抗灾能力为指标，全面评估了研究区各地灾害风险程度的差异性^[31]。周成虎等通过将影响因子按不同阶段分类并从每一类单独选取因子的角度出发，得出洪灾风险区划指标模型^[32]。杜鹃等综合考虑洪灾自然属性和社会属性，在得到湘江流域洪灾危险性评价图和洪灾脆弱性评价图的基础上，根据风险为危险性与脆弱性的乘积公式计算，并将洪灾风险按照大小划分5个等级，结合使用GIS技术绘制出研究区洪灾风险等级图^[33]。王亚梅在充分考虑特尔菲法的原理后，将地形高程、森林覆盖率等作为危险性指标，选择人口密度、单位面积GDP值等作为易损性指标，构建洞庭湖区洪灾风险区划指标体系^[17]。夏秀芳在研究嘉陵江沙坪坝段洪水灾害的工作中，将淹没水深作为洪灾危险性评价的强度指标，将不同承载体单位面积的价值量作为洪灾易损性评价指标，使用转换函数赋值法分别得到危险度和易损度，以拟定的分级原则分类并赋予相应的属性值后，利用风险=危险性易损性公式，使用ArcGIS中的栅格计算器进行栅格计算，得到风险区划结果^[34]。

除了洪灾危险性和易损性评价，有些学者还加入了暴露性指标。这类似于 Crichton 等学者提出的“暴雨洪灾风险三角形”概念模型^[35]。有些学者认为除了上述三个要素外，还应包括防灾减灾能力。比如闻珺、陈秀峰、郭恩亮综合考虑危险性、暴露性、易损性和防灾减灾能力四个方面，根据公式风险等于各方面指标隶属度的乘积来构建洪水灾害风险评价模型^[18,36-37]。

基于历史洪灾数据的洪灾风险评估、基于情景模拟与仿真的洪灾风险评估和指标体系法的方法和原理可用于借鉴到贵阳市暴雨洪灾风险评估工作中。

2. 研究的基本内容

1. 城市暴雨内涝风险评估模型文献调研；

2. 贵阳暴雨内涝历史数据收集和整理；

3. 通过初步确定和筛选确定两个步骤构建内涝风险评价指标体系；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

课题的实行方案和进度：