皖江地区洪涝灾害脆弱性时空变化特征与调控研究

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洪涝灾害是对人类威胁最严重的自然灾害之一,严重干扰了经济社会发展秩序。安徽省皖江地区极端降水频发,发生洪涝灾害的风险较高。对皖江地区洪涝灾害脆弱性展开研究,旨在降低洪涝灾害的风险,提升防灾、减灾和抗灾的能力。本文综述了国内外洪涝灾害脆弱性研究进展、代表性模型以及研究方法,以脆弱性指标体系构建、汛期极端降水、皖江地区脆弱性时空变化、脆弱性预警、脆弱性调控等为研究内容。首先基于统计年鉴、国家气象资料、NDVI、GIS提取数据等,根据DPSIR模型,采用主成分分析法,选出37个最具代表性的指标,构建了皖江地区脆弱性评价指标体系。再运用POT抽样、MK趋势检验法、小波分析等研究皖江地区汛期极端降水时空演变特征。最后通过随机森林建模,为脆弱性指标赋权,运用GIS技术和百分位法分析脆弱性指标演变特征,将皖江地区洪涝灾害脆弱性划分为5个等级:高脆弱性、较高脆弱性、中等脆弱性、较低脆弱性和低脆弱性,分析了皖江地区脆弱性时空变化特征;根据脆弱性特征,预测了脆弱性警情变化,提出了洪涝灾害脆弱性调控措施。研究结果如下:(1)5-9月皖江地区极端降水导致的洪涝灾害风险先增加后减小,8月洪涝灾害风险最高,5月和9月洪涝灾害风险最低。从极端降水指标变化趋势值来看,极端降水变化5月和9月呈降低趋势,6、7、8月呈增加趋势。(2)1960-2016年皖江地区汛期极端降水总体从北向南呈递增规律,并且呈上升趋势,巢湖及其以东地区呈显著上升趋势,极端降水强度显著增加,致灾因子明显增强,洪涝灾害脆弱性明显增高。北部滁州地区和西南部宣城地区极端降水呈下降趋势,但不明显。(3)2003年、2005年、2006年、2007年、2008年北部极端降水较多,南部极端降水较少;其余年份南部降水较多,北部降水较少,这种极端降水分布影响脆弱性分布。皖江地区洪涝灾害的脆弱性分布,基本与极端降水分布相一致。(4)2003年、2005-2008年北部总体脆弱性较高,南部地区脆弱性相对较低;2009年、2016年南部总体脆弱性较高,北部脆弱性较低;2010-2015年总体脆弱性较低;2005年和2016年高脆弱性面积达到最大。不同脆弱性等级区域相互转化,高脆弱性、较高脆弱性面积总体呈减小趋势;中等脆弱性、较低脆弱性、低脆弱性面积总体呈增大趋势,皖江地区洪涝灾害脆弱性总体呈轻微上升趋势。(5)预设了8种脆弱性模拟调控情景,并且在不同情景下对正向指标上调5%,对负向指标下调5%模拟脆弱性。情景6和情景7实践操作性更强,需重点调控情景6和情景7所包含的指标,即重点调控财政收入合计、防洪耕地面积、公路密度、人均农林水事务支出、农用排灌机械、每十万人医院床位数、水土流失治理面积、农用排灌机械、除涝面积、木材采伐量、每十万人乡村从业人数、人均居民点及工矿用地、人均其它用地。(6)建议在加强主要指标调节的同时,加强工程措施和非工程措施建设,不断完善防洪抗灾法律体系、优化洪涝灾害应急预案、发展洪涝灾害保险业、提高洪涝灾害管理部门工作效率、提高广大人民群众防洪减灾意识,才能有效降低洪涝灾害脆弱性等级,最大程度保障人民生命财产安全,保障皖江地区经济社会的发展。
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