【《某区域内涝风险评价实证分析案例》9100字】

某区域内涝风险评价实证分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u7941某区域内涝风险评价实证分析案例 1241041.1城市内涝灾害风险评价体系 1129231.1.1城市内涝灾害成灾机理 1113301.1.2城市内涝灾害评价思路及指标选取原则 258481.1.3研究区域内涝灾害风险评价指标体系 3232341.1.4评价方法及标准 486241.1.5指标赋权结果及分析 6316961.2研究区域内涝风险评价及分析 8276211.2.1致灾因子危险性分析 8160561.2.2内涝灾害易损性及防灾减灾能力评价 12168271.2.3研究区域各重现期内涝风险评价结果 17225741.3对研究区域内涝灾害防治的建议 2016527（1）优化排水管网系统 219648（2）实施重点防护 2130514（3）积极推进海绵城市建设 21城市内涝灾害风险评价体系城市内涝灾害成灾机理构建城市内涝灾害评价前须明确成灾机理，城市自然灾害的发生，不单取决于自然因素，社会因素也在此过程中产生巨大的影响；灾害源于孕灾环境，致灾因子和承灾体的共同作用；其中，孕灾环境是灾害产生的背景条件，承灾体对灾害损失严重程度的大小有重大影响，致灾因子是灾害发生的充分条件。对于城市小尺度内涝灾害风险研究，孕灾环境即城市的自然与人文环境；承灾体指灾害由开始到结束这一过程中，承受因灾害造成的损失的对象，城市尺度下，一般包括因内涝灾害而受威胁的：人民群众生命财产安全、城市公共建筑设施、交通道路生命线通畅度等。而致灾因子是能造成损失的一切因素，包含自然和人文两个方面。任何自然灾害，都可划分为孕灾、成灾、受灾三个过程；“孕灾”过程指灾害发生条件的积累，即在城市及其周边区域的一定时间尺度内，人文或自然的可能引起内涝灾害的事件，比如：城市防灾减灾设施的老化和破坏，短期大量降雨，河道水位激增等；这些事件的发生，会引起孕灾环境的稳定性逐步下降，当稳定性降低至一定阈值时，具有破坏力的自然事件最终发生。具有破坏力的自然事件加剧，在孕灾环境和致灾因子作用之下，使承灾体受损，这标志着自然灾害的形成，这一过程即成灾过程。受灾的主体为城市，灾害于此经历着兴起，加剧和扩散，到后期减弱甚至消亡的过程；这一过程中，内涝灾害造成人口伤亡，公共建筑被破坏，道路因淹没而中断等后果；这些后果导致的城市基础设施损伤，与灾后可能发生的一系列社会政治经济问题联系密切。城市内涝灾害评价思路及指标选取原则评价思路基于成灾理论，内涝灾害本身和承受灾害的城市作为灾害的两大因素，两者之间的相互影响，决定着灾害的走向。对于内涝灾害风险的评价，首先要充分反映灾害破坏能力的来源和危险性，其次要紧紧围绕承灾体（城市）在灾害发生时的各种属性进行评价，一方面要考虑城市本身的脆弱程度，另一方面则要考察城市应对灾害的防御和承受能力。对于内涝灾害，其破坏力和危险性的来源，在于短时间大量降雨而造成的的水位迅猛上涨；灾害强度越高，承灾体面临的威胁就越大。对于城市，其受灾时的脆弱程度，即易损性，取决于城市本身的属性和规模；城市对灾害的抵御能力则决定了灾害发生时其对损失规模的控制，一座城市的防灾减灾能力越强，其应对灾害时损失就越小，整体安全水平就越高。开展城市内涝风险评价，首先要对城市进行合理的空间划分，对各个分区进行调查，收集到的资料须准确反映各区域的属性，在此基础上，合理评价各分区的自然灾害致灾因子危险性、易损性以及防灾减灾能力；计算各区域内涝灾害综合风险指数，进而得到城市内涝风险时空分布情况。评价指标选取原则构建评价指标体系时，为保证评价结果的规范化，需要遵循科学性，系统性，通用可比性和实用性原则。科学性：指评价指标必须具备科学内涵，即要遵循科学的理论，同时保证理论与实际的紧密结合。指标体系要严谨而合理，以保证对评价对象的针对性。对于客观对象的描述越接近实际，科学性越强。系统性：选取评价指标的目的，是要衡量评价对象各方面的属性，因为评价对象是一个整体系统，所以评价指标之间既要相互联系，又要相对制约，这样才能进行全面的评价。评价指标之间的联系有纵向和横向之分，纵向联系体现不同层次指标间的包含关系，横向指标则反映同一层次指标间的制约关系。评价指标体系越能统筹兼顾各指标的联系，其系统性越强。通用可比性：对于选取的评价指标，要能在不同对象间通用，即量纲相同。不同的城市、同一城市的不同区域在规模体量上往往存在差别，为保证指标的通用性，应选取密度、百分比、人均类指标，最终使评价结果更为精确。实用性：该原则主要指评价指标的可操作性和可行性，评价指标值的计算方法要简便易行，不宜过于繁琐。在保证指标体系全面客观的前提下，可减少对评价结果影响微小的指标。其次，评价指标数据获取难度不宜过高，以节省时间成本，同时还要保证信息获取渠道的可靠性。研究区域内涝灾害风险评价指标体系本研究以构建研究区域SWMM模型为基础，根据不同重现期设计暴雨模拟结果，选取部分指标来反映排水分区致灾因子危险性。排水节点的溢流现象与内涝灾害的发生联系最为密切，故选取节点的溢流总量、最大溢流量和溢流时间来反映积水的严重性，再选取降雨量来体现不同重现期下排水分区内涝风险的动态变化。这4个指标综合表征内涝灾害这一自然因素对研究区的威胁。从承灾体易损性角度，分别考虑城市的人口、经济和交通道路生命线的易损性。本研究选取人口密度指标表征人口易损性，选取区域单位面积不动产投资额表征该区域的经济易损性，选取区域道路密度表征生命线易损性。对于研究区域的防灾减灾能力，选取建成区绿地率和排水管网密度进行表征。本研究的小尺度城市内涝灾害风险评价指标体系如图5.1所示。图5.1小尺度内涝灾害风险评价指标体系评价方法及标准单指标量化-多指标综合-多准则集成评价方法2008年，左其亭首次提出单指标量化-多指标综合-多准则集成评价方法，并将该方法用于人水和谐度的评价研究。单指标量化，指将收集到的原始数据无量纲化和标准化。多指标综合，指为各个单独指标赋权，并将已标准化的指标值按照权重相加，由此将同一层指标合成为上一层指标值；多准则集成，指通过权重将多个准则下的评价指标值集成为一个总体评价结果。本研究中单指标量化采用离差标准化。X(5.1)式中，X∗为标准化后的某个指标值，其取值在0到1之间，X为某个原始的指标值，Xmax为同类指标值中的最大值，多指标综合是将各个已标准化的同一层指标利用权重来综合表征上一层准则：D(5.2)式中，X1(T)、X2、X3分别为标准化后的T重现期下致灾因子危险性指标值、易损性指标值、防灾减灾能力指标值；w1、w2、w3为各个同层指标值的权重；n1多准则集成指将各准则按照其与内涝灾害的变化关系集成为某个子区域的综合风险度：R(T)=β(5.3)式中，R（T）为T重现期下某子区域的风险度指数，β1、β2、评价标准将每个指标量化后，选取合理节点值，将指标值的取值范围合理划分为数个区间，以设定“评价标准”；根据指标值所在的区间，可得到关于此指标的评价结果，进而直观描述研究区域各分区内涝灾害风险水平，本文评价指标值的评价标准如表5.1所示。

表5.1各指标评价标准风险等级风险指数易损性等级易损性指数防灾减灾能力等级防灾减灾能力指数低风险(0,0.2]不易损(0,0.2]防灾减灾能力弱(0,0.2]中风险(0.2,0.4]较不易损(0.2,0.4]防灾减灾能力较弱(0.2,0.4]中等风险(0.4,0.6]中等易损(0.4,0.6]防灾减灾能力中等(0.4,0.6]较高风险(0.6,0.8]较易损(0.6,0.8]防灾减灾能力较强(0.6,0.8]高风险(0.8,1]易损(0.8,1]防灾减灾能力强(0.8,1]指标赋权结果及分析多指标综合和多准则集成对各个指标进行赋权，本文拟选择主观赋权法与客观赋权法综合的方式计算权重。主观赋权法以层次分析法、二项系数法等为代表，此类方法的根据是相关领域专家的经验、知识及对本研究认识的深入程度，并通过调查专家意见，完成指标的赋权。客观赋权法以熵权法、主成分分析法为代表，此类方法依靠数学理论，根据指标的统计数据，利用各种公式进行计算，得到的权重不含主观判断因素。为保证赋权结果的代表性，主观赋权法对调查专家的人数有要求，而客观赋权法则需要充足的统计数据。本文选取层次分析法计算主观权重，该方法通过将研究问题分为多个层次，各层次内含若干指标，通过两两比较同层次指标间的重要性来计算各指标权重[26]。本研究以深圳市城市规划设计研究院有限公司的专家为调查对象，通过发送在线调查问卷，收集其意见，根据调查结果计算各指标主观权重；客观权重的计算则采用熵权法，根据各指标相关统计数据的信息熵计算客观权重。考虑到本研究的时间安排，调查问卷运行时间较短，参与调查的专家数量有限；为保证赋权结果的科学性，本文视客观赋权法和主观赋权法地位相同，各占最终权重的50%。赋权结果如表5.2及表5.3所示。

表5.2一层指标权重表指标权重易损性0.18防灾减灾能力0.26致灾因子危险性0.56根据表5.2的一层指标赋权结果，致灾因子危险性权重最大，为0.56；防灾减灾能力次之，为0.26；易损性权重最小，为0.18；分析赋权结果的合理性，致灾因子危险性直接反映了内涝灾害作为自然灾害的破坏力，综合专家意见及客观赋权结果，自然致灾因素在本文的风险评价体系中权重占比过半，即在内涝灾害的产生中起决定性作用，致灾因子危险性高低决定了内涝灾害的强度。而防灾减灾能力与易损性作为城市这一承灾体的属性，前者反映了城市应对内涝时其人口、经济结构对灾害损失严重性的“放大”效应，后者反映城市的基础设施建设成果及应对灾害的人事准备对灾害严重性的“缩减效应”，即致灾因子危险性一致的条件下，区域易损性越高、防灾减灾能力越低则内涝灾害造成的损失越严重；但两者都只能对内涝灾害发生后造成损失严重程度的高低产生一定程度的影响，却不能作为决定性因素左右内涝灾害的发生，所以在评价指标中相对致灾因子危险性占比不大。防灾减灾能力作为体现人类在内涝灾害发生前后真正能够发挥主观能动性的重要因素，相对于某个具体研究区域的易损性而言更具有灵活性：易损性在灾害发生前以已由该区域的人口、经济结构决定，在内涝灾害发生全过程的时间尺度上是相对静止的，无法在灾害来临前发生大的变动；但防灾减灾能力是本文给定评价指标体系中最为活跃的人为因素：相关部门能在在灾害发生前改善和维护基础设施，灾害发生时充分动员抢险救灾力量，灾害发生后及时完成基础设施的修缮或重建，最终将内涝灾害损失人为控制在可以接受的范围内。所以防灾减灾能力相对于易损性而言对于城市应对灾害的时的抵御能力的影响力更大，在评价指标体系中也占有更大的权重。

表5.3二层指标权重表一层指标二层指标权重易损性人口密度0.48单位面积不动产投资额0.31道路密度0.21防灾减灾能力建成区绿地率0.51排水管网密度0.49致灾因子危险性溢流总量0.46最大溢流量0.27溢流持续时间0.19降雨量0.08据表5.3的二层指标赋权结果，人口密度权重为0.48，对易损性的重要程度最大；单位面积不动产投资额次之，权重为0.31，道路密度对易损性的重要程度最小，其权重为0.21。表明本文评价指标体系体现了以人为本的原则，将该区域的人口易损性，即居民的生命安全放在首位；其次再考虑经济因素。对于防灾减灾能力，建成区绿地率权重为0.51，排水管网密度权重为0.49，两者都反映了该区域的相关基础设施对降雨的调蓄作用，重要程度相当。对于致灾因子危险性指标，溢流总量权重最大，为0.46；最大溢流量及溢流持续时间次之，各为0.27、0.19；而降雨量权重最小，为0.08，调查结果表明节点溢流指标对致灾因子危险性的影响最为显著。研究区域内涝风险评价及分析致灾因子危险性分析本文选取溢流总量、最大溢流量、溢流持续时间以及降雨量来表征研究区域的致灾因子危险性。除降雨量指标外，其余与溢流现象相关的指标都来自SWMM模型。根据不同重现期设计暴雨下的径流模拟结果，统计各重现期下全区所有雨水检查井的水位、流量过程，分析各雨水检查井的溢流情况。经统计，该排水分区在重现期为2a、5a、10a、20a时，分区内雨水检查井无溢流现象；重现期为50a时，位于分区西北部编号为J3的雨水检查井出现溢流现象，重现期为100a时，原J3检查井溢流现象更为严重，位于排水分区中部的J15也出现了溢流现象。出现溢流现象的检查井位置如图5.3所示，其水深过程曲线如图5.4、图5.5所示。图5.3溢流井位置图5.4J3检查井水深过程曲线图5.5J15检查井水深过程曲线

表5.4检查井溢流现象统计表重现期检查井编号溢流总量（m³）最大溢流量（CMS）溢流持续时间（min）50aJ37.80.063100aJ3186.60.510J15390.137根据表5.4的统计结果，选取的六个重现期内，排水分区内溢流节点共2个，J3节点溢流现象最为严重，其溢流总量最大值为186.6m³（重现期100a），最小值为7.8m³（重现期50a），溢流时间最长为10分钟（重现期100a），最短为3分钟（重现期50a）。图5.6J15节点至排水口5-1水位剖面图（重现期50a）图5.7J15节点至排水口5-1水位剖面图（重现期100a）

由图5.6、图5.7可得J15节点至排水口5-1（SWMM模型中编号为JC2）段排水管道内各检查井的高程分布及最大水深，J15内底高程为15.9m，位于上游，但最大深度1.1m。J3节点位于下游，内底高程11.6m，最大深度为5m。对比图4.6及图5.4、图5.5可知检查井发生溢流的时间与暴雨雨强峰现时间重合。分析溢流出现原因，一方面是随重现期的增大，暴雨强度增大，暴雨峰值出现时短期内降雨量陡增，大量雨水经子汇水区汇集于检查井，当进流量大于出流量时，井内水位上涨，当水深上涨至超过检查井最大水深即发生溢流；另一方面是管网系统布局及检查井本身属性，决定了其对溢流现象的预防能力，如图5.6和图5.7所示，发生溢流现象最严重的J3节点位于下游，来自管网其他雨水井的进流量大，暴雨峰值出现时，发生溢流现象的可能性较其他检查井大；而J15检查井位于上游，却同样出现了溢流现象，原因在于该雨水井的最大深度过小，仅有1.1m，导致其短时间内能容纳的水量较小；其次，该雨水检查井控制的子汇水区的下垫面条件也对溢流现象的产生影响重大，此子汇水区主要是工业用地，厂房屋顶覆盖率高，区域不透水率大，汇流时间短；在自身属性及下垫面条件的综合作用下，该检查井也发生了溢流。综上，致灾因子危险性与设计暴雨重现期密切相关，当重现期超过50a时，溢流现象出现，且节点最大溢流量、溢流总量、溢流持续时间也随重现期增大而增加，致灾因子危险性因溢流现象越发严重而显著提升。内涝灾害易损性及防灾减灾能力评价根据本文建立的小尺度城市内涝灾害风险评价指标体系（图5.1），在评价区域的内涝灾害易损性及防灾减灾能力前，针对研究区域的实际情况，考虑到相关指标数据的获取难易程度，本文先就研究区域用地类型，在原先构建完成的SWMM模型的基础上，将已划分的25个子汇水区依照实际的产业分布（卫星航拍及街景实拍），进行一定程度上的“整合”，将第五排水分区分成若干个产业区域。视同一个区域属于同一产业，同一区域内，易损性和防灾减灾能力相同，即最后的风险评价结果也相同。区域产业空间分布结果如图5.8，各分区对应的产业如表5.5所示。图5.8排水分区5产业分布图表5.5各区域对应产业区域序号产业1TCL华星光电有限公司G11项目东侧2欧菲光科技园及华星光电仓库3艾杰旭显示玻璃有限公司深圳分公司总部4华映显示科技5龙大高速主干道及周边绿地6中集低轨卫星物联网产业园7金融街华发融御花园通过考察研究区域的实际航拍照片以及公开的用地规划，将排水分区划分为7个产业区。由图5.8和表5.5知该排水分区内主要包含电子产品制造及住宅商品房两类产业，其中，位于西侧的编号为1-4的区域内主要为工业用地，电子产品制造产业分布密集，是TCL华星光电等高新技术企业在深圳分公司的所在地；中部第5区域没有产业分布，主要是南北走向的龙大高速主干道及未经开发的大片绿地；龙大高速主干道以西的区域主要为商品住宅房。内涝灾害易损性评价根据本文构建的评价指标体系，收集排水分区内易损性指标的相关资料（表5.6），其中，区域人口数据收集自企业公开的员工人数统计资料、房地产商规划的户型及数量；投资额数据收集自企业公开的招商信息及建筑承包商的投标文件；道路分布数据收集自该区域公开的道路规划图。使用SMI-P方法进行量化和计算，得到各产业区的易损性指数如表5.7，并以此为基础绘制排水分区的易损性分布如图5.9。表5.6易损性指标相关数据资料区域序号面积（公顷）人口密度（人/公顷）单位面积投资额（万元/公顷）道路密度（米/公顷）110.683050396526.33221632418137.194111718104415.6058378853526.440010967.1510048944174.462651299699表5.7各产业区域易损性指数及等级区域序号易损性指数易损性等级10.21较不易损20.76较易损30.45中等易损40.21较不易损50.10不易损60.30较不易损70.88易损图5.9排水分区内涝灾害易损性分布图根据区域内涝灾害易损性评价结果，第5区域易损性最低，1、4、6区易损性较低，3区易损性中等，2区易损性较高，7区易损性最高。分析其原因，从评价指标体系出发，城市小尺度内涝灾害易损性与区域的人口、经济结构以及市政规划息息相关：5区（中部龙大高速主干道）既无常驻人口，也无产业分布，开发程度最低，天然不易损；1、4、6区虽有产业分布，但人口密度不高，道路密度较低，易损性也较低；3区单位面积投资额较高，但人口密度较低，易损性中等；2区人口密度较高，且位于东明大道与科裕路的交汇处，道路密度大，易损性较高，7区为住宅商品房，依照公开的建设规划，人口密度最大，单位面积不动产投资额最高，且评价体系内人口密度及单位面积投资额权重大，故易损性最高。防灾减灾能力评价收集各区域的防灾减灾能力指标相关数据（表5.8），其中，管网密度情况收集自ArcGIS管网分布及相应子汇水区面积数据；根据深圳市相关绿地系统规划[27]，结合各区域产业类型及相关建设目标得出。指标量化计算过程与易损性评价相同，各区域防灾减灾能力指数如表5.9所示。根据各个产业区的防灾减灾能力指数等级，绘制排水分区的防灾减灾能力空间分布图。

表5.8防灾减灾能力指标相关数据资料区域序号建成区绿地率（%）排水管密度（米/公顷）12578225863202846037580356405074023表5.9各产业区域防灾减灾能力指数及等级区域序号防灾减灾能力指数防灾减灾能力等级10.471中等20.535中等30.044弱40.445中等50.603较强60.379较弱70.169弱图5.10排水分区内涝防灾减灾能力分布图根据表5.9及图5.10的防灾减灾能力评价结果，该排水分区内第5区防灾减灾能力能力最强，但相应的防灾减灾能力却仅达到“较强”，这是因为该区域开发程度低，绿地覆盖率最高，但相应的排水管网密度较低；1、2、4区的防灾减灾能力等级为“中等”，是因为1、2区作为工业用地，建成区绿地率低（25%），但排水管密度较高，而4区绿地率较高（60%），排水管密度较低；第3、第7区防灾减灾能力为“弱”，是因为3区作为厂房，绿地率最低，仅20%，而7区排水管密度在排水分区内最低，仅23米/公顷。综上，该排水分区总体的防灾减灾能力不强，防灾减灾能力等级达到“较强”的区域占总面积的35%，达到“中等”的占43%，防灾减灾能力等级为“较弱”和“弱”的区域各占比9%和15%。研究区域各重现期内涝风险评价结果完成区域的致灾因子危险性、易损性、防灾减灾能力评价后，按照多准则集成规则，综合评价该排水分区在各重现期暴雨下的内涝风险状况。求得各产业分区的风险指数，并按照已设置的评价标准，得出各个区域的风险程度，以此为依据绘制不同重现期下排水分区的内涝风险度空间分布图（图5.11）。

P=2aP=5aP=10aP=20aP=50aP=100a图5.11各重现期下排水分区5风险度空间分布图表5.10不同重现期下各区域风险度指数表重现期区域序号风险度指数风险度等级2a10.176低20.262较低30.331较低40.184低50.122较低60.217较低70.378较低5a10.187低20.272较低30.342较低40.194低50.132较低60.227较低70.388较低10a10.195低20.280较低30.350较低40.202较低50.140低60.235较低70.396较低20a10.202较低20.288较低30.357较低40.210较低50.148低60.243较低70.404中等50a10.213较低20.359较低30.368较低40.220较低50.159低60.253较低70.414中等100a10.221较低20.819高30.542中等40.228较低50.167低60.261较低70.422中等由图5.11及表5.10，对于每一个产业区域，内涝灾害风险度随重现增大而增加，依照SWMM模型的模拟结果，该排水分区在降雨重现期低于50a时不发生溢流现象，各区域的内涝风险状况主要与降雨量、区域易损性以及防灾减灾能力相关，各个区域内涝风险度指数大小关系为7区>3区>2区>6区>4区>1区>5区，7区的易损性最高而防灾减灾能力弱，故在全