区域旱灾综合风险评估理论探讨

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区域气象灾害风险评估

区域气象灾害风险评估

区域气象灾害风险评估一、本文概述本文旨在全面深入地探讨区域气象灾害风险评估的重要性、方法与实践。

气象灾害作为自然灾害的重要组成部分,对人类社会、经济和环境造成了巨大的损失。

随着全球气候变化趋势的加剧,气象灾害的频率和强度也在不断上升,因此,对区域气象灾害风险进行准确评估,制定科学的风险管理策略,对于保障人民生命财产安全、维护社会稳定、促进可持续发展具有重要意义。

本文首先对气象灾害风险评估的基本概念进行界定,明确评估的目标、原则和方法。

在此基础上,系统梳理国内外在气象灾害风险评估方面的理论研究和实践经验,分析当前评估方法和技术手段的优缺点。

然后,结合我国区域气象灾害的特点和实际情况,探讨适合我国国情的气象灾害风险评估模型和方法体系。

本文还将重点关注气象灾害风险评估在实际应用中的问题和挑战,如数据获取、模型验证、风险评估结果的解读与应用等。

通过案例分析,总结气象灾害风险评估在实践中的成功经验和教训,为提升我国气象灾害风险评估能力和水平提供有益参考。

本文还将对未来气象灾害风险评估的发展趋势进行展望,探讨如何利用新技术、新方法提高评估的准确性和效率,为构建更加科学、高效的气象灾害风险管理体系提供思路和建议。

二、气象灾害类型及其特点气象灾害是自然界中由于大气圈异常变化而直接造成的人类社会经济损失和人员伤亡的现象。

在全球范围内,这些灾害频繁发生,严重影响到人类社会的稳定和发展。

中国作为一个地域广阔、气候多样的国家,同样面临着多种气象灾害的威胁。

以下是对中国常见气象灾害类型及其特点的简要概述。

暴雨洪涝灾害:暴雨是指短时间内降水量超过一定阈值的天气现象。

在中国,暴雨常常导致河流泛滥、城市内涝、山体滑坡和泥石流等灾害。

这些灾害不仅造成财产损失,还可能引发人员伤亡。

暴雨洪涝灾害的特点是发生频率高、影响范围广、灾害损失大。

台风灾害:台风是热带气旋的一种,通常在夏秋季节影响中国沿海地区。

台风带来的狂风、暴雨和风暴潮会对沿海城市和农村造成严重的破坏。

农业干旱风险等级评估报告

农业干旱风险等级评估报告

农业干旱风险等级评估报告1. 引言干旱是世界各地农业生产的重要风险因素之一。

干旱导致土壤水分不足,严重影响农作物生长和产量。

为了评估农业干旱风险等级,我们采用了一系列指标和方法,并对结果进行分析和解释,以期提供科学依据和参考意见,帮助农民和决策者更好地应对干旱风险。

2. 数据和指标选取为了评估农业干旱风险等级,我们选取了以下数据和指标:1. 降水量:长期平均降水量和近几年的年降水变化情况;2. 蒸发量:长期平均蒸发量和近几年的年蒸发变化情况;3. 土壤水分:土壤含水量和近几年的水分变化情况;4. 气候指数:包括干旱指数和植被生长指数等;5. 农业生产数据:影响农作物生长和产量的因素,如温度、湿度、日照等。

3. 方法和分析基于选取的数据和指标,我们采用了以下方法对农业干旱风险等级进行评估和分析:1. 各指标的标准化处理:将各指标的数据进行标准化处理,便于进行比较和综合评价;2. 构建评估模型:综合考虑各指标的权重,利用数学模型对农业干旱风险进行评估;3. 建立风险等级划分标准:根据评估结果,将农业干旱风险划分为不同等级,如低、中、高等。

通过以上方法和分析,我们得到了如下结果:4. 结果与解释根据评估模型和数据分析,我们得到了不同地区的农业干旱风险等级结果。

以某地区作为示例,结果如下:地区名称风险等级-地区A 中地区B 高地区C 低解释:- 地区A的干旱风险等级被评估为中等,说明该地区存在一定程度的农业干旱风险,需要采取一定的应对措施,如合理调控灌溉和改进农作物种植结构等。

- 地区B的干旱风险等级被评估为高,说明该地区具有较高的农业干旱风险,需要采取更加有力的应对措施,如加强水资源管理和引入抗旱作物等。

- 地区C的干旱风险等级被评估为低,说明该地区较少受到农业干旱的影响,但仍需要密切关注干旱情况,及时做出调整。

5. 结论和建议基于结果和解释,我们提出了一些建议和措施:1. 将中等和高等风险地区列为重点关注区域,加大干旱防控力度;2. 提倡水资源的合理利用和灌溉技术的改进,以减轻干旱对农业生产的影响;3. 加强农民培训和科普,提高农民对干旱风险的认识和应对能力;4. 加强监测和预警系统建设,提前发现干旱风险,做好应对准备。

《2024年农业旱灾脆弱性及其风险管理研究——以湖北省孝感市为例》范文

《2024年农业旱灾脆弱性及其风险管理研究——以湖北省孝感市为例》范文

《农业旱灾脆弱性及其风险管理研究——以湖北省孝感市为例》篇一一、引言随着全球气候变化的影响,旱灾频发已成为我国农业生产面临的重要挑战。

湖北省孝感市作为我国重要的农业产区,其农业旱灾的脆弱性日益凸显。

本文以孝感市为例,深入探讨农业旱灾的脆弱性及其风险管理,以期为该地区的农业可持续发展提供理论支持和实践指导。

二、孝感市农业旱灾脆弱性分析1. 自然环境因素孝感市地处江汉平原,地势平坦,水资源相对丰富。

然而,由于气候干燥、降雨量分布不均,加之连年过度开发,导致地下水位下降,地表水资源减少,使得农业旱灾的脆弱性加剧。

2. 农业生产因素孝感市农业生产以粮食作物为主,如水稻、小麦等。

这些作物的生长对水分需求量大,一旦遭遇旱灾,将严重影响作物的正常生长和产量。

此外,农业生产过程中对水资源的利用效率低,也是导致旱灾脆弱性增高的原因之一。

3. 社会经济因素随着城市化进程的加快,农村劳动力大量流失,使得农田的耕作管理逐渐粗放。

同时,农业保险制度的不完善以及农民对旱灾风险的认知不足,也加剧了孝感市农业旱灾的脆弱性。

三、孝感市农业旱灾风险管理策略1. 完善水利设施建设加强水库、渠道等水利设施的建设与维护,提高水资源储备和调配能力。

同时,推广节水灌溉技术,提高农业生产过程中的水资源利用效率。

2. 优化种植结构根据气候条件和土壤类型,调整种植结构,种植耐旱作物品种,降低农业生产对水资源的依赖。

3. 推广农业保险制度加强农业保险制度的宣传与推广,提高农民对旱灾风险的认知和防范意识。

同时,完善农业保险制度,为农民提供风险保障。

4. 加强农村劳动力培训与引进通过培训提高农民的农业生产技能和旱灾应对能力。

同时,引进专业人才和劳动力,提高农田的耕作管理水平。

四、结论与展望通过对孝感市农业旱灾脆弱性的分析以及风险管理的策略研究,可以看出加强水利设施建设、优化种植结构、推广农业保险制度以及加强农村劳动力培训与引进等措施对于降低农业旱灾脆弱性、提高农业生产水平具有重要意义。

西北干旱区区域生态安全评价——以玉门市为例

西北干旱区区域生态安全评价——以玉门市为例
l l l _ 决_ : 策 _ _ 安 全 评 价
以 玉 门 市 为 例 于金 凤
( 中共 兰 州 市委 党校 , 甘 肃 兰州 7 3 0 0 0 0 )
【 摘 要 】 文章 以甘肃省河 西 内陆 区玉 门市为研究对象 , 利用“ 压力一 状态一响应” 模 型的基本理论 , 构建 了玉 门
市 生态安全 评价指标体系 , 分析 了 2 0 0 1 —2 O 1 1年玉 门市整体 生态安全状况及 变化趋势及所属各 乡镇 生态变化 的特征 。 结果表 明: 玉 门市 生态安全 状态整体 上处于不 断恶化 的趋势 , 该 区生态环境 需要保护 ; 玉 门所属 1 2个 乡镇 中生态安全状 况最好 的是下西号 、 昌马 乡、 花 海镇和赤金镇 ; 玉 门镇 次之 ; 黄闸湾和清泉 乡生态有所破坏 ; 柳河及小金 湾、 柳 湖、 独 山子 和 六墩 四个 移民乡生态 问题最为严重 , 特别是独 山子 乡的土壤盐碱 问题 最为突出。
( 二) 数 据 来 源 和 指 标 说 明 玉 门市区域生 态安全评 价指标 中人 口密度 ( C ) 、 人均耕地 ( C : ) 、 耕地 比例 ( C , ) 、 化肥施用 强度( C ) 、 农膜 使用强度 ( C ) 、 林 地面积 ( C 。 ) 、 自然灾 害成灾率 ( C 。 ) 、 人工造林 面积 ( C 。 。 ) 、 农 民人 均纯收入 ( C ) 、 人均 G D P ( C ) 、 人均粮食 产量 ( C 。 , ) 均来 自于玉 门市统计 局编 制的《 玉 门市统 计年 鉴 ( 2 0 0 1 -2 0 0 5 ) 》 、 《 玉 门市 统计 年鉴 ( 2 0 0 6 -2 0 1 0 ) / 、 《 玉 门市统计 年鉴 ( 2 0 1 1 ) 》 和《 甘肃省 农村 统计年鉴 ( 2 o 0 1 —2 0 1 1 ) 》 。人 均水资 源量( C ) 来 自于相关 学者 的研 究成 果 ( 马莉 , 2 0 1 1 ) , 地下 水位埋 深 ( C ) 来 自于玉 门 市水务局 。盐碱地 面积来 自 2 0 0 8年 当年实地调查资料 和相关 学者研究 ( 冉荣 , 2 0 1 1 ) 。 玉 门市生 态安 全评价 指标 中人 口密度 ( C ) 是单 位面 积上

干旱的模拟和预测

干旱的模拟和预测

本文通过结合云南的具体自然条件,分析降水、土壤水、人工灌溉水、地下水的相互转化及其与农田蒸发量的作用过程来反映水稻的缺水情况,采用帕尔默旱度模式来确立旱度指标,并且在干旱综合评价时应用模糊综合评价的方法进行量化处理,以此得出旱情等级,提供干旱信息,为干旱的规划、监测和预报提供依据,从而保证当地的经济效益和社会效益。

关键词:帕尔默旱度模式模糊综合评价方法一、问题重述2010年西南地区遭遇的百年旱灾造成了严重损失。

为加强对干旱现状的分析和监控,适时预报旱情的发展趋势以积极地指导农业生产、水利工程抗旱和人工增雨作业等以保证当地效益,请建立相应的数学模型进行模拟与预测,并提出一个抑制干旱的方案。

二、问题分析2.1、农田水分转化过程分析自然界水分处于不断循环转化之中,农田水分也如此。

农田水分循环的过程主要包括入渗补给、潜水蒸发等环节。

大气水、地表水、植物水、土壤水和地下水的形态处于不断的循环和转化之中。

对于农田而言,水分转化主要表现为降雨和灌水入渗补给地下水、潜水蒸发、棵间蒸发和植物蒸腾等等。

降雨和灌水渗入土壤非饱和带,又从非饱和带进入地下水。

入渗补给地下水的过程是大气水—土壤水—植物水—地下水相互转化关系中最重要、最基本的环节之一,入渗包括降雨入渗和灌水入渗,其中降雨入渗补给是地下水补给的主要来源,同时也是区域水量均衡计算的主要因素之一。

潜水蒸发是地下水消耗的主要方式,在灌水和降雨不足以满足作物的需水要求时,浅层地下水对缺水量有一定的补充作用。

如果地下水能对作物的生长有所贡献,那么就要考虑地下水的影响。

但潜水蒸发同时会引起土壤的盐碱化,从而影响作物的生长。

土壤水是各种水体转换的纽带,其他水体通过转化为土壤水再转化为其他水体,降水经过入渗进土壤,再由土壤渗漏补给地下水或地表水,地表水也可以通过入渗补给土壤水和地下水,地下水通过毛管作用流入土壤,在地表面通过蒸发作用,使土壤水返回大气中。

农田水分转化过程如图(1)所示:图(1)2.2、水稻生长特点分析水稻属于沼泽植物,对水分要求高,抗旱能力很低。

农业干旱评估方案

农业干旱评估方案

农业干旱评估方案一、背景干旱是制约农业生产的主要因素之一,其严重程度对于农业产业和农民的生计都有着重要的影响。

为此,为农业干旱的评估提供科学的指导,进行农业干旱评估方案的制定尤为重要。

二、评估指标农业干旱的评估指标包括下面三个方面:1. 水分状况农业生产过程中,水分是重要的因素。

因此,农业干旱评估中第一点是评估当前的水分状况。

评估水分状况需要关注农业生产的土壤水分含量,降雨量等,通过这些数据,可以初步判断当前的生产中干旱的问题。

2. 作物状态作物是农业生产的核心,而干旱后作物受损的情况对于干旱影响的评估尤为重要。

因此,农业干旱评估中的第二个方面就是对于作物状态的评估,包括作物的生长现状、受灾情况和生产潜力等。

3. 农业生产现状农业生产现状是反映当地农业生产能力和产量的重要指标之一。

在干旱的情况下,正常农业生产需要的水量不能满足作物的需求,因此受干旱影响的地区往往农业生产也会出现明显的下降。

三、评估方法由于干旱评估涉及到多个因素,需要综合考虑各种指标,因此评估方法需要综合运用多种评估方法,最常用的有以下两种:1. 大趋势评估法大趋势评估法是通过分析一个地区的雨量、气温、气候类型等自然因素以及该地区的农业生产产能和农业发展情况,综合判断出该地区是否存在干旱问题,以及该干旱问题会对当地农业生产产生什么影响。

2. 统计学评估法统计学评估法是通过分析干旱时期内的水资源利用明细表以及作物生长过程中的影响因素,利用数据分析技术,进行数学模型预测,深入研究干旱问题对于农业生产影响的严重程度,可精细分析干旱的变化规律和趋势变化。

四、预防和应对措施农业干旱评估的第四个方面就是对于干旱问题的预防和应对措施。

为了应对农业干旱带来的严重后果,需要采取一些积极有效的应对措施,例如:•调整种植结构:选择抗旱性较强的农作物,如早熟玉米、甘蔗、甜菜等。

•合理管理土壤:保持土壤水分,避免过度开垦、过度耕作等高耗水作业。

•合理利用水资源:通过一系列措施,如水利设施建设、水源开发、推广节水技术等,保证农业用水的合理利用。

天津地区旱涝灾害危险性评价及区划研究

杜 晓燕 ,黄 岁棵 2, , 3 4
(. 1 安徽工业大学 建工学 院,安徽 马鞍 山 230;2 402 . 南开大学 环境科 学与工程 学院, 天津 3 07 ;3 00 1 天津 市城 市生态
环境修复与污染防治重点实验 室,天津 3 0 7 ;4环境 污染过程 与基准教育部 重点实验 室,天津 00 1 307 ) 0 0 1

可 能通过 大量 重复试 验 计算其 发 生概率 ,而且 , 自 然 灾害本 身是 个复 杂系 统 ,有着 大量 的模糊 此 , 6 J
在危 险性评 价 时不宜 采用 客观 概率 法 。依据 较少 量
19 9 8年共 出现 早年 1 4年 。如 17 — 1 7 天 7 9 1 9 2年
在 危害 发生 的可 能性 。危 险性评 价 的 目的 即是确 定 不 同强度 的危 害发 生 的可 能性 ,频率或 概 率 。 由于 自然 灾害 事件 是一种 偶 发灾难 性事 件 ,不
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是 自然 灾害 易发 和频 发 区域 。天津 是 中 国北 方重 要
信息 ,依靠 决策 者或专 家对 事件 发 生可 能性做 出估
计 的主观概 率法 值得 尝试 ,例 如 ,B P神 经 网络L。 3 J
信 息扩 散 理 论 也是 一 种 优 化 利 用 样 本 信 息 进 行 主
观 评价 的方 法 ,此 方法 曾用 来评 价整 个天 津地 区的 旱涝危 险性 ,评价 结 果与 实 际情 况基 本相 符 ,说 明 此 方法 可行 。本文 中将 继 续采 用信 息扩 散 理论对
关键词:旱涝灾害;危 险性 ;信 息扩散;降水距平百分率;天津地 区

干旱形成机制与预测理论方法及其灾害风险特征研究进展与展望

doi:10.11676/qxxb2024.20230095气象学报干旱形成机制与预测理论方法及其灾害风险特征研究进展与展望*张 强1,2 李栋梁3 姚玉璧4 王芝兰1 王 莺1 王 静1 王劲松1 王素萍1 岳 平1 王 慧3 韩兰英5 司 东6 李清泉7 曾 刚3 王 欢8ZHANG Qiang1,2 LI Dongliang3 YAO Yubi4 WANG Zhilan1 WANG Ying1 WANG Jing1 WANG Jinsong1 WANG Suping1 YUE Ping1 WANG Hui3 HAN Lanying5 SI Dong6 LI Qingquan7ZENG Gang3 WANG Huan81. 中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室,兰州,7300202. 甘肃省气象局,兰州,7300203. 南京信息工程大学大气科学学院,南京,2100444. 兰州资源环境职业技术大学气象学院,兰州,7300215. 兰州区域气候中心,兰州,7300206. 中国科学院大气物理研究所,北京,1000297. 国家气候中心,北京,1000818. 四川师范大学地理与资源科学学院,成都,6100661. Lanzhou Institute of Arid Meteorology,China Meteorological Administration/Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster of Gansu Province/Key Open Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster,Lanzhou 730020,China2. Gansu Meteorological Bureau,Lanzhou 730020,China3. School of Atmospheric Sciences,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China4. School of Meteorology,Lanzhou Resources & Environment Voc-Tech University,Lanzhou 730021,China5. Lanzhou Regional Climate Center,Lanzhou 730020,China6. Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China7. National Climate Centre,China Meteorological Administration,Beijing 100081,China8. School of Geography and Resource Sciences,Sichuan Normal University,Chengdu 610066,China2023-06-25收稿,2023-09-14改回.张强,李栋梁,姚玉璧,王芝兰,王莺,王静,王劲松,王素萍,岳平,王慧,韩兰英,司东,李清泉,曾刚,王欢. 2024. 干旱形成机制与预测理论方法及其灾害风险特征研究进展与展望. 气象学报,82(1):1-21Zhang Qiang, Li Dongliang, Yao Yubi, Wang Zhilan, Wang Ying, Wang Jing, Wang Jinsong, Wang Suping, Yue Ping, Wang Hui, Han Lanying, Si Dong, Li Qingquan, Zeng Gang, Wang Huan. 2024. Progress and prospect of the research on drought formation, prediction, and related risk assessment. Acta Meteorologica Sinica, 82(1):1-21Abstract Under the background of climate warming, the frequency and intensity of droughts are increasing. The regularity of drought occurrence and the complexity of its formation mechanism are becoming more prominent, which poses new challenges to the mechanism study on drought formation, the theory and method of drought prediction and changes in disaster risk. They also restrict* 资助课题:国家自然科学基金重点项目(42230611)。

干旱区研究投稿经验

干旱区研究投稿经验干旱区是指降水量明显偏少,蒸发量大于降水量的地区。

由于干旱对人类社会和生态环境造成的严重影响,干旱区研究成为了一个重要的领域。

在过去的几年中,我一直从事干旱区研究,并积累了一些投稿经验,现在将与大家分享。

进行干旱区研究时,我们需要选择一个具有现实意义且有研究价值的课题。

例如,可以选择探讨干旱区的气候变化趋势、干旱对农业生产的影响、干旱区水资源管理策略等等。

在选题时,我们要考虑到研究的可行性和实用性,以及对解决实际问题的贡献。

我们需要进行充分的文献综述。

通过查阅相关文献,我们可以了解到已有的研究成果和发展趋势,避免重复已有的工作。

同时,文献综述也可以为我们的研究提供理论支持和参考依据。

在进行文献综述时,我们要注重对文献的筛选和整理,确保文章内容的独一性。

在研究方法的选择上,我们需要根据研究目的和数据可获得的情况进行合理的选择。

常用的研究方法包括实地调查、遥感技术、模型模拟等。

在使用这些方法时,我们要注意数据的准确性和可靠性,以及方法的适用性和可行性。

在撰写研究论文时,我们要确保文本的结构合理,段落明晰,并使用适当的标题来增强阅读流畅性。

文章应该具有明确的刻画,并使用丰富多样的词汇来表达。

句式应流畅自然,避免使用过于复杂或晦涩的语句。

同时,我们要避免在文章中反复提出同一个问题,以免读者产生疲劳感。

在投稿过程中,我们要遵循期刊的要求,并选择合适的期刊进行投稿。

在投稿信中,我们要简洁明了地介绍研究的背景和意义,突出研究的创新性和重要性。

同时,我们要注意避免过多的自我介绍,以免给编辑人员留下不专业的印象。

我们要积极面对审稿意见和修改建议。

审稿人的意见和建议是对我们研究的肯定和指导,我们要虚心接受,并根据意见进行修改和完善。

同时,我们也要注意避免歧义或误导的信息,确保文章内容的准确无误。

干旱区研究是一项具有挑战性和重要性的工作。

在进行研究时,我们要选择合适的课题,进行充分的文献综述,选择合适的研究方法,撰写结构合理、内容准确的文章,并遵循期刊的要求进行投稿。

《2024年农业旱灾脆弱性及其风险管理研究——以湖北省孝感市为例》范文

《农业旱灾脆弱性及其风险管理研究——以湖北省孝感市为例》篇一一、引言农业作为我国国民经济的基础产业,其稳定发展对于保障国家粮食安全具有重要意义。

然而,随着全球气候变化的影响,旱灾成为农业面临的重要自然灾害之一。

湖北省孝感市作为我国重要的农业产区,其农业旱灾脆弱性问题日益凸显。

本文旨在分析孝感市农业旱灾的脆弱性,并探讨相应的风险管理策略,以期为该地区的农业可持续发展提供科学依据。

二、研究背景与意义孝感市位于湖北省中部,地势平坦,水资源相对丰富,但近年来随着气候的变化,旱灾频发,对当地农业生产造成了严重影响。

因此,对孝感市农业旱灾脆弱性及其风险管理进行研究,不仅有助于了解该地区农业抗旱能力,也为制定科学合理的抗旱措施提供理论支持。

同时,这一研究对于提升我国农业抗旱减灾能力,保障粮食安全具有重要现实意义。

三、农业旱灾脆弱性分析1. 自然环境因素分析(1)气候条件:孝感市属于亚热带季风气候区,降水年际变化大,易发生季节性干旱。

(2)地形地貌:地势平坦,缺乏自然屏障,使得旱灾影响范围广。

(3)土壤条件:土壤类型、保水能力等影响作物抗旱性能。

2. 农业生产因素分析(1)作物种植结构:作物种类、生长周期等影响其对水分的依赖程度。

(2)农田水利设施:灌溉系统、排水系统等基础设施的完善程度直接影响抗旱能力。

3. 社会经济因素分析(1)经济结构:以农业为主导的经济结构使得地区对旱灾更为敏感。

(2)农民收入:旱灾对农民的收入产生直接影响,进一步影响其抗旱积极性。

四、风险管理策略探讨1. 加强监测预警系统建设建立完善的气象监测网络,提高旱情预测预报的准确性和时效性,为抗旱救灾提供科学依据。

2. 完善农田水利设施建设加强灌溉系统、排水系统等基础设施建设,提高农田抗旱能力。

3. 优化种植结构根据当地气候条件、土壤类型等因素,优化作物种植结构,提高作物的抗旱性能。

4. 推广节水农业技术推广节水灌溉技术、雨水收集利用技术等,提高水资源利用效率。

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0 引言
干旱本身是一种随机的自然现象, 当其作用于人类社会及其生存环境, 则有可能产生不 [1] 利影响,形成旱灾 。由于旱灾的复杂性和不确定性,人们目前还无法对其自然因子发生、 发展趋势做出准确的预报[2]。旱灾的社会因子及其与自然因子的相互作用机理更是错综复 杂,具有大量的不确定性。如何科学度量旱灾的不确定性质、合理估算旱灾给人类社会带来 的损失,进而定量评估旱灾的风险,实现旱灾的可预测性,是旱灾科学管理的关键[2,3]。 本文从系统理论的角度定义旱灾的系统结构, 分析旱灾风险的基本概念和作用机理; 分 析旱灾风险各子系统的主要因素建立旱灾综合风险评估指标体系,探讨各指标量化的方法; 考虑到区域旱灾风险评估是对区域多年风险状态的动态综合评估, 且评估的目的是为了对评 估区域进行旱灾风险区划, 本文将投影寻踪聚类评估思想和动态综合评估方法结合起来, 建 立基于投影寻踪聚类思想的旱灾综合风险动态评估模型,以期在实现对指标权重的客观选取
虑各种因素对旱灾系统的影响, 具有很强的灵活性和实用性。 目前系统综合评估模型种类繁 0 多 。由于区域旱灾综合风险评估是研究建立区域旱灾风险与主要影响因子的关系,在此基 础上分析区域旱灾系统发展的过程和未来的变化趋势,最终对研究区域进行旱灾风险区划。 它着重于评估区域旱灾综合风险的客观状态,主要目的在于认识系统。因此,区域旱灾综合 风险评估方法主要分为两大类[9]:一是在没有评估标准下的评估,称为聚类评估;二是在已 知评估标准下的评估,称为等级评估,又称模式识别方法。 系统综合评估模型主要包括指标体系建立、评估模型选择以及权重确定等方面内容 0。 下文将对旱灾综合风险评估指标体系的选择方法和评估模型的建立方法进行深入探讨。
的同时,对区域历年旱灾综合风险的动态评估,并对多个区域旱灾综合风险实现聚类划分。
1 区域旱灾风险评估理论
1.1 区域旱灾风险评估的概念 旱灾是自然与人类社会共同作用的结果,其形成必须具有以下条件[4-6]:①存在诱发干 旱灾害的异变因子,即致灾因素,它决定了灾害的类型。旱灾的致灾因子主要包括降雨、气 温等气候要素; ②灾害总是作用于一定的自然和人文环境中的, 孕灾环境就是致灾因子所作 用的自然环境和人文环境所组成的综合系统环境。 它决定了承灾体对灾害致灾因子的暴露水 平并影响致灾因子起作用的强度。旱灾的孕灾环境包括受旱区的水系、地形、植被、水土资 源状况等自然环境, 还包括人口分布、 产业结构、 经济发展水平、 资源利用状况等人文环境; ③承灾体是指包括人类活动本身在内的物质文化环境。 随着人们认识水平的提高, 目前旱灾 的承灾体不仅包括工业、农业等社会生产和人类、牲畜等社会生活,还包括了生态和环境的 因素。这三者相互作用的结果形成了人们通常所说的灾情。灾情是承灾体的受灾表现形式, 它是指致灾因子在一定孕灾环境下作用于承灾体后所呈现的一种状态。 旱灾灾情的表现为农 作物减产、人畜饮水困难、社会经济发展受到限制、生态和环境恶化等。从系统论的观点, 旱灾可以看作一个由致灾因子、孕灾环境与承灾体共同组成的地球表层系统,即旱灾系统。 旱灾的形成过程中, 不仅致灾因子有其随机性, 而且孕灾环境与承灾体变化也存在着随 机性,此外孕灾环境与承灾体在特定时期还存在着波动性与趋向性。因此,对旱灾形成、发 展、演变及后果的认识,必须深刻认识到旱灾系统的不确定性,即旱灾风险。基于旱灾系统 的结构体系, 旱灾风险可定义为由致旱因子危险性、 孕灾环境不稳定性和承灾体脆弱性共同 作用下旱灾系统面临旱灾的可能性以及灾情损失的可能性。 其中: 致旱因子危险性是指不同 强度致旱因子发生的可能性; 孕灾环境不稳定性是指某一区域环境抑制致旱因子扩散能力的 大小; 承灾体脆弱性, 目前多数学者认为它反映的是承灾体受到干旱损失或破坏的敏感性 (或 [4] 易损性) ,事实上承灾体除具有敏感性,还具有对干旱的适应和恢复能力 。因此,本文将 仅考虑承灾体敏感性情况下的旱灾不确定性称为旱灾风险, 而将综合考虑承灾体敏感性和适 应性情况下的旱灾不确定性称为旱灾综合风险。 旱灾风险的形成可看作系统动力学过程, 其 系统输入为致灾因子危险性, 其系统转换为承灾体敏感性及适应性组成的旱灾脆弱性, 而将 孕灾环境不稳定性作为一种限制(或催化)条件,其系统输出就是干旱灾情的不确定性(即 旱灾风险) 。 区域旱灾风险评估就是对一个或多个区域旱灾风险进行量化的过程。 其目的旨在量化干 旱事件的成因、特征、概率、后果等旱灾风险数据,评估现状经济社会条件下各评估区域旱 灾风险的严重程度、 分布状况和未来发展的趋势, 区划和分类研究区域的旱灾风险程度, 最 终为决策者评估问题、进行防旱减灾决策提供定量化的和可相对客观度量的信息[3,4,7]。 1.2 区域旱灾风险评估的方法 由于旱灾具有自然-社会双重属性,成灾机理高度复杂,依据历史干旱灾害资料的概率 统计方法和模型模拟方法将复杂现象进行了大量简化, 很难反映现代社会干旱系统复杂多变 的实际情况。 系统理论是对旱灾这一复杂问题进行研究的科学方法。 基于系统理论的区域旱 灾综合风险评估方法将旱灾看作独立的系统, 深入研究其成因机理, 并建立旱灾风险度量模 [4-8] 型,对旱灾风险进行合理量化,寻求引发旱灾风险的主要因素 。 根据旱灾系统的结构, 区域旱灾综合风险可以描述为致灾因子、 孕灾环境和承灾体的综 合函数,其表达式为: 区域旱灾综合风险(R)=f(致旱因子(S1),孕灾环境(S2),承灾体(S3)) (1) 但由于旱灾的复杂性和多变性, 不可能通过单一的函数关系来确定旱灾风险与这三者之 间的关系。 系统综合评估模型是从宏观的角度对区域旱灾系统风险进行评估, 它能够综合考
基金项目:水利部重大基建前期项目“全国干旱区划及旱灾风险评估研究” ;水利部公益性行业科研专项经费项目(项目编号 201001043); 国家自然科学基金项目(51079037) 作者简介:李磊(1981—) ,男,安徽巢湖人,博士,主要研究方向水旱灾害, Email:lileilily@
Regional Drought Comprehensive Risk Evaluation Theory Investigation
LI Lei1, XI Zhan-sheng, ZHU Yong-nan2, JIN Ju-liang3, LIANG Zhong-min2 (1. State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute; Beijing 100095; 2. College of Water Resources and Hydrology, Hohai University Nanjing 210098; 3. College of Civil Engineering, Hefei University of Technology, AnHui Hefei 230009) Abstract: Based on system theory, we analyze the drought structural system, and divide drought risk system into three subsystems: hazard-formation factors, hazard-formation environments, and hazard-affected bodies. Then we analyze the research purpose, research content, research method, and relationship of three subsystems. Choosing the main indexes, we establish a drought comprehensive index system to describe regional drought risk roundly. The purpose of regional drought risk evaluation is drought occurrence and development trend analysis and multiple regional drought risk zoning, so we combine dynamic evaluation model and zoning clustering ideas, and establish a regional Drought Comprehensive Risk Dynamic Evaluation Method based on Projection Pursuit Clustering Idea. In this paper, a complete exposition of the basic theories and research methods will provide a foundation for regional drought comprehensive risk evaluation. Keyword: regional drought risk; risk evaluation; drought zoning; dynamics evaluation; evaluation index system.
2 区域旱灾综合风险评估指标体系选择
根据前文分析, 区域旱灾风险取决于致旱因子危险性、 孕灾环境不稳定性和承灾体脆弱 性三部分。其中,承灾体脆弱性不仅包括承灾体敏感性,还应包括承灾体适应性。因此,本 节分别从这 4 部分分析区域旱灾风险评估指标。 由于旱灾系统的复杂性, 使得定量评估旱灾风险涉及因素众多。 为了使选取的指标体系 能科学、 合理且符合实际情况地反映区域旱灾风险的本质特征, 本次在指标选取遵循了以下 [8,10] 原则 :a.客观性与准确性;b.代表性与普适性;c.适用性与可获性;d.结构性与系 统性;e.综合性与可操作性。 2.1 致旱因子危险性 致旱因子危险性分析就是通过对评估区域的历年降水量、 蒸发量、 土壤墒情等干旱致灾 因子的分析,通过对历年旱情统计资料的研究,得到区域遭受各种干旱的类型特征,并分析 该区域干旱强度、干旱历时、受旱面积等干旱特征的发生规律。 根据干旱分析的区域特点, 可将干旱分为点干旱和区域干旱。 点干旱主要是从某一测点 所代表的空间范围对干旱进行的研究, 不考虑测点空间内干旱的空间不均匀性。 而区域干旱 则考虑到干旱的空间不均匀性, 在区域水平上对干旱问题加以分析和解决。 点干旱风险的分 析区域相对较小, 可以用某一点的干旱特征表示, 区域干旱是由多个点区域的干旱特征综合 而成。因此,本文在点干旱危险性分析时只选用点区域干旱特征的干旱强度、干旱历时作为 干旱危险性指标,而在进行区域干旱危险性分析时选用区域干旱强度、干旱历时、受旱面积 作为干旱危险性指标。其中,干旱特征均采用各指标的数学期望,具体计算方法见文献[11]。 2.2 孕灾环境不稳定性 孕灾环境不稳定性分析就是研究评估区域的自然环境和人文环境等孕灾环境对干旱致 灾因子的响应能力。 孕灾环境可以起到放大和缓解旱灾灾情的作用, 相同的致灾因子经不同 的孕灾环境转换, 会导致旱灾承灾体的暴露数量和受灾程度有所不同, 最终旱灾灾情也会不 同。旱灾的自然孕灾环境包括受旱区的水系、地形、植被、水土资源状况等,人文孕灾环境 主要包括人口分布、产业结构、经济发展水平、资源利用状况等[6,10,12]。 2.2.1 自然孕灾环境 (1)地形。地形对形成干旱的影响主要在于两个方面:地形高程及地形变化程度。随海 拔升高,水源与耕地的关系从相接过渡到相隔,灌溉的方便程度下降;水体比例下降,灌溉 水量少, 作物受旱后及时补充水分的可能性小。 同样, 地形起伏较大, 灌溉的方便程度下降, 作物受旱后也越容易发生旱灾。 绝对高程可用数字高程模型来表示。相对高程则多用坡度来描述。目前大部分 GIS 软 件进行坡度计算的原理是考虑相邻栅格的高程变化程度。 实际上影响旱灾危险程度大小的是 相邻范围内的地形起伏变化, 因此在进行地形特征对旱灾危险性分析的时候考虑某个栅格单 元相邻范围内高程相对标准差,以此来取代常用的坡度。 (2)水系。水系的发达程度,不仅影响区域的蓄水能力,在干旱时期还会影响到农业灌
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