程衛帥,陳 進,劉 丹
(1.長江科學院水資源綜合利用研究所,武漢 430010;2.長江科學院院長辦公室,武漢 430010)
洪災風險評估方法研究綜述
程衛帥1,陳 進2,劉 丹1
(1.長江科學院水資源綜合利用研究所,武漢 430010;2.長江科學院院長辦公室,武漢 430010)
將洪災風險評估方法分為指標體系評估法、歷史水災法和模擬評估方法3類并分別進行評述。分析認為:由于指標體系法的模型和參數準確與否均難以驗證,一般只用于較粗略的評估;歷史水災法往往需要通過模擬分析進行修正,難以獨立地進行洪災風險評估,在數據方面也面臨許多困難;模擬評估方法應充分考慮上下游的水力聯系,從而應以流域為基本的評估單元;模擬評估法基于明確的物理機理,具有許多重要優點,其關鍵制約因素主要是數據可獲得性與計算復雜性,近年來已經取得一些進展。如何在數據可獲得性、計算復雜性和評估精度之間取得平衡以及如何對評估結果進行實證分析是當前亟待解決的問題,這可能是未來研究的2個重要方向。
洪災風險;風險評估;綜述;數據可獲得性;計算復雜性;精度
洪災風險管理分別以風險分析和風險評估為其科學和技術的基礎。風險分析重點在科學理論方面,洪災風險評估則是風險分析在洪水災害研究中的應用,重點在具體模型方面,屬于技術層面的內容[1]。洪災風險評估研究早在20世紀50年代就已經開始[2],迄今已有50余年的歷史。近年來隨著信息技術的興起和發展,洪災風險評估方法的研究進展迅速。2004年國家防辦組織完成了《洪水風險圖編制導則(試行)》,這標志著洪災風險評估開始進入大規模的實踐應用層面。在實際應用中,影響洪災風險區劃質量的主要原因不是繪圖技術,而是估計不準的風險值[1],因此,有必要對現有的洪災風險評估方法進行全面的綜述。縱觀近年來的文獻,一個很直觀的印象是洪災風險評估與遙感(RS)、地理信息系統(GIS)等信息技術之間的聯系非常緊密,在此基礎上,所采用的具體技術方法又比較明顯地分為3類,即指標體系評估法、歷史水災法和模擬評估方法。本文將從這3個方面對洪災風險評估方法的研究進展進行綜述,其中前兩者在文獻[3,4]中涉及較多,故本文的重點是模擬評估方法的進展。
影響區域洪災風險的因素眾多,包括氣象、水文、地貌等自然因素以及土地利用、人口分布、產業布局、防洪減災措施等社會因素,很自然地,人們會想到采用其中某些重要指標構建指標體系,通過綜合評價方法對區域洪災風險進行評估,我們稱這種方法為指標體系評估法。
在較早時期,有些文獻單獨采用降雨量為指標參數以評價區域洪災的危險性[5],并且在許多國家都有應用,如美國、澳大利亞、印度、韓國、埃塞俄比亞等[3]。這種簡單的指標方法有其地學和社會學依據,但實際上高估了災害對人類行為的影響,而且沒有考慮過境洪水因素。
地貌形態對區域洪災特別是山洪災害也具有顯著的影響。洪泛區地貌通常保有豐富的歷史洪水信息,因此地貌特征可用于預測和評估洪災危險性,其空間分布可在一定程度上反映洪災危險性的空間分布[6,7]。一般而言,僅僅依靠地貌特征得出的洪災危險性信息不全面,目前較多采用的是氣象和地貌參數綜合法。氣象和地貌特征的綜合理論上可反映洪水的主要自然屬性,適用于洪災危險性評估,但在指標及其權重選擇等方面困難很多。這種方法多用于大尺度區域洪水災害危險性的宏觀評估與區劃[8]以及較小尺度的山洪災害危險性評估[9]。
氣象與地貌特征參數通常不能直接地描述洪水災害的特性,因此洪水淹沒次數、淹沒范圍、淹沒深度、淹沒歷時等洪水特性指標也常用于洪災危險性評估[10-12],這些指標的獲取一般是通過RS技術來完成的。作為空間數據獲取重要手段的RS技術還可以用于不同類型承災體的提取、洪災易損體的調查等易損性指標[13,14],在此基礎上結合權重估計可完成區域洪災的易損性評估[15],再通過危險度和易損度的疊加可完成區域洪災風險的綜合評估[16,17]。GIS作為空間數據采集、管理、處理、分析、建模和顯示的技術系統,為區域洪災危險性、易損性以及綜合風險的評估和區劃提供了重要的技術平臺。
指標體系評估法比較全面而且相對簡單,既可用于洪災風險的綜合評估,也可用于單獨評估洪災危險性和易損性。但指標體系法在指標及其權重選擇方面具有主觀性,參數率定較困難,難以適當地反映人類防洪的努力,盡管有些文獻考慮了工程防洪標準,但權重如何選擇才能恰當地表達各類防洪措施的作用仍然是一個嚴重問題。由于指標體系法的評估模型和參數的準確與否均難以通過實踐進行檢驗,其評價結果也就相對粗略而較難實證,一般只用于對大尺度區域進行初步的洪災風險評估與區劃,對于精度要求較高的區域洪災風險評估而言,通常不宜采用此法。
洪水災害具有比較顯著的區域自然特征和重現規律,對某一特定區域歷史上曾經發過的典型洪水災害進行研究分析,所得規律可以用于預測該區域現在和未來的洪災風險,這就是歷史水災法。歷史水災法通常用于因洪致澇等水災成因比較復雜的區域的洪災風險評估,具有客觀、簡便和實用等特點。歷史水災法實際上也可視為一種采用歷史洪水信息作為評價指標體系的特殊指標體系評估方法。
歷史水災法通過提取區域歷史洪水風險信息(如一定頻率的淹沒范圍、淹沒水深),直接進行洪災危險性區劃。但由于歷史防洪形勢與當前防洪形勢通常存在一定差異,因此所得結果常常需要修正,通過水文學和水力學模擬分析進行完善。該方法應用范圍廣,是我國《洪水風險圖編制導則(試行)》推薦的洪水風險評估方法之一,但由于需要通過模擬分析進行修正,實際上難以獨立地完成洪災風險評估。
另一種歷史水災法又稱為歷史災情數據法,其基本考慮是,災情本身即為洪水與承災體相互作用的結果,因此無須考慮洪水特性、地理和社會經濟背景,可直接用歷史災情數據預測現在和未來的區域洪災風險[1]。這種方法一般要求有大樣本歷史資料數據的支持,對于小樣本數據情況,則需要通過從水災史料和古洪水調查[18,19]獲取更多的歷史災害信息或采用軟計算[20]、信息擴散[1]等技術進行方法上的改進。這2類改進方法實際上也可以用于改進其他類型的洪災風險評估方法。歷史災情數據法的特色是直接“從災害研究災害”,思路清晰、計算簡單,但應用范圍有較大限制。除數據獲取困難以外,按歷史行政分區統計的災情數據通常也難以適應更小尺度的、或行政區劃變動后的區域風險評估的需要;而最關鍵的局限是數據統計的一致性難以保證;此外,數學方法的可靠性還有待進一步的驗證。
洪災風險模擬評估方法以水文學和水力學為其主要理論基礎,結合水利工程、巖土工程等相關學科,對洪水致災過程的各個環節進行模擬,然后進行風險評估。模擬評估法是洪災風險評估研究領域的一個主要方向,正在不斷發展之中。《洪水風險圖編制導則(試行)》推薦的水文學和水力學方法均屬于此類方法。
洪水災害的直接成因是洪水脫離了防洪體系尤其是堤防體系的束縛,防洪體系是否破壞就成為洪水是否成災的一個顯著性標志。洪災風險評估的對象因此被明顯地分成3類,即洪水、防洪體系及淹沒區,模擬評估方法也因此包括洪水荷載模擬、防洪體系破壞模擬和淹沒區洪水演進與成災模擬等3個方面的內容,其中最核心的是防洪體系破壞模擬,而三者之間的相互關系則構成了洪災風險率(即危險性)評估、洪災損失評估以及洪災易損性評估所依據的基本關系。這里,我們首先簡要綜述風險率、損失和易損性評估的主要方法,然后評述幾個具有代表性的洪災風險模擬評估模型。
3.1 洪災風險率評估
洪災風險率評估是洪災風險評估中最重要也是最具難度的內容,包括防洪體系和防洪建筑物(如堤段、大壩等)風險率評估等2個層次。對一個流域或區域而言,洪災風險率評估不僅應給出防洪體系的整體風險率,還應給出風險率的空間分布,基本方法是在防洪建筑物風險率評估的基礎上,考慮不同建筑物之間的相互作用關系,建立系統風險率評估模型。其中,洪水荷載目前常用水文學方法(如Muskingum法)和一維水動力學模型進行模擬,淹沒區洪水演進則用二維或準二維水動力學模型進行模擬。風險率評估的主要技術手段是概率統計方法與結構系統可靠性理論,近年來引入的新方法也很多,如軟計算方法[20]、模糊集合論[21]、灰色系統理論[22]、最大熵原理[23]等等。新方法的引入拓展了風險評估的研究領域,但問題的關鍵在于相對成熟的概率風險評估結果尚難實證,尚難被工程界普遍接受,從目前的研究進展看,這些新方法能否對這一本質問題的解決提供有力幫助尚有待觀察。
防洪建筑物風險率評估是區域洪災風險率評估的基礎,相關研究已經比較成熟,文獻很多,詳細進展可參看文獻[24]。
防洪體系風險率評估研究在國內是從一類簡化的模擬方法開始的,1993年肖煥雄等[25]針對江河防洪系統建立了一個基于洪水頻率與防洪標準的二元結構評估模型,對超標洪水風險率進行研究;1995年黃志中等[26]研究了基于風險的防洪規劃問題,這是國內較早的從系統角度考察防洪體系風險;2001年陳進等[27]在國內率先提出應采用結構系統可靠性理論對防洪工程體系風險進行評估;2004年楊侃等[28]建立了基于風險的防洪系統聯合調度決策模型,給出防洪系統聯合調度風險的計算方法;2004年汪新宇等[29]采用復合泊松模型和可靠性分析方法分別計算防洪體系超標洪水水文風險率和工程結構可靠度,將水文風險和結構風險視為相容事件,應用選擇概率計算綜合風險率;2005年,程衛帥等[30]借鑒結構系統可靠性方法,考慮上下游的水力聯系,建立了防洪體系系統風險評估模型,提出堤段聯合失事模式的識別方法,采用了分枝限界措施避免出現組合爆炸問題,同時考慮了堤段潰決對下游洪災風險的影響;2006年,吳澤寧等[31]應用蒙特卡羅(Monte Carlo,MC)法模擬洪水過程,實現典型洪水過程選擇與洪水預報及調度滯時等不確定性因素影響的定量轉換,詳細研究了重要防洪水庫不同汛限水位下的黃河中下游防洪體系的洪水風險;2006年,邢萬波[32]采用相關距離表征堤段間的洪水位和土性參數相關性,利用一個簡化的并集事件概率公式求解堤防系統風險率,其中洪水位相關距離實際上部分地體現了上下游堤段之間水力聯系的強弱。
國內應用結構系統可靠性理論評估防洪體系風險率的研究起步較晚[33],在國外,早在1981年,美國的Tung和Mays[34]就研究了基于風險的堤防系統優化規劃。該研究一經發表,即因未充分重視上下游堤段之間的水力聯系而被Bogardi和Duckstein[35]批評。1995年,美國陸軍工程師團①USArmy Corps of Engineers.Floodplain management assessment of the upper Mississippi river and lower Missouri rivers and tributaries,1995.和美洲河流域防洪委員會[36]分別進行的2項研究都表明,堤防系統上下游之間緊密的水力聯系影響甚大,故洪災風險評估應當以完整的流域為對象,而不應以某一城市或特定堤段為對象進行單獨評估。美國聯邦應急事務管理署(FEMA)認同該結論,并在結束于2008年的“洪水風險圖現代化”項目采用了基于流域的洪災風險評估方案[37],實際上這可認為是洪災風險率評估研究領域中取得的最重要的進展之一。1999年,Olsen[38]基于上述結論,集中研究了非定常水流條件下堤防系統的風險(率)模型,其重點在于研究一個或連續數個堤段失事后洪水位的改變對其他堤段失事概率以及系統失事概率的影響。此外,相關文獻尚多,例如Vrijling等[39]討論了如何采用結構系統可靠性方法對荷蘭的堤防圈進行概率設計;Voortman[40]在其博士論文中系統地研究了基于風險的大尺度堤防系統的設計問題;Vander Wiel[41]則討論了包含有多個堤防圈的堤圈系統的概率風險評估問題;2002-2005年,Hall及其研究組成員在英國環境署的資助下,基于MC模擬和結構系統可靠性理論系統地研究了大尺度區域和中小規模的城市堤防系統的洪災風險評估方法[42-44];Apel等[45]提出一種耦合方法進行區域洪災風險評估,利用確定性模型模擬洪水成災過程,再將模擬結果輸入簡單得多的概率模型進行風險評估,從而達到提高計算效率的目的。
3.2 洪災損失和易損性評估
洪災損失評估一般需要采用分區評估方法。首先應確定一定洪水條件下區域內的可能淹沒范圍,然后根據一定的規則對淹沒區進行分區,對各分區的洪災損失分別進行評估,集成各分區的損失即得到區域總損失。各分區的洪災損失評估應分2步進行,首先通過洪水演進模擬得到洪水特性參數,然后結合分區內的社會經濟情況進行損失評估。
一般地,洪災損失可分為有形損失和無形損失(如對居民的精神傷害等)兩類,其中有形損失又可分為直接損失和間接損失,二者均可進一步分為原生災害損失和次生災害損失,若更細致地分類,則可分為各種承災體的損失[46]。由于損失評估涉及的因素很多,全面評價各類損失非常復雜,往往難以實現,目前多數研究只考慮直接的有形損失,從承災體屬性進行分類,包括直接經濟損失和直接生命損失2大類。
洪災損失評估方法大致可分為2類:第一類可稱為損失率(一種易損度)法[47,48],首先獲取各承災體基于洪災風險要素的損失率函數(可以是一個頻率曲線函數),然后結合承災體的數量進行損失評估;第二類則直接建立洪災參數與洪災損失之間的經驗公式,由淹沒深度、淹沒歷時、承災體類型、抗災性能等多個災害特性參數直接評估區域洪災損失[49-51]。災害損失評估方法因承災體的不同而不同,分類評估方法進展參見文獻[52,53]。
洪災損失與洪災易損性的關系密切,可以基于易損度來計算洪災損失。洪災易損性的影響因素較多,包括承災體屬性、成災能力、抗災性能等多個方面的內容[54,55]。易損性評價可以采用分類評價方法,即針對不同承災體分別建立其基于洪水風險要素的損失率函數;也可以采用綜合評價法,即針對淹沒區構建指標體系并確定指標權重,綜合評價區域洪災易損性。洪災損失率是一個比較難獲取的參數,不同的地區、不同的行業、在不同的致災條件下其災損率往往是不同的[55],而綜合評價法需要考慮數據的可獲得性,通常選用一些常見的社會經濟統計指標來評價社會經濟易損性,這種方法相對簡單。
3.3 幾個典型的模擬評估模型
(1)1999年,Olsen[38]在其博士論文中系統研究了非定常水流條件下堤防系統的風險評估模型,重視系統中若干個堤段失事后河道水流條件的改變及其對其他堤段以及系統失事概率的影響。Olsen的模型給出了如何考慮堤防間的水力聯系及其對風險率影響的有效分析框架,但他采用窮舉法給出堤段的失事組合,而沒有采用有效的限界措施,顯然,當堤防系統的尺度較大或所包含的堤段數量較多時,易出現組合爆炸問題而導致計算無法進行,這個問題之所以在他的論文中不成為問題,是因為他僅僅針對一個被劃分為3個堤段的堤防系統進行了實例分析。在洪災損失評估方面,Olsen認為受淹地區的各類產業均通過貿易與未受淹地區緊密聯系,例如,受淹地區的產品可能是未受淹地區的生產投入,受災后這些投入的減少將明顯影響后者的經濟效益,因此在產業鏈越來越細分、地區經濟聯系越來越緊密的條件下,洪災損失評估僅考慮受淹地區的直接損失遠遠不夠,從而提出利用經濟學領域常用的投入-產出模型對間接洪災損失進行評估。這是深入研究間接損失的少數文獻之一。
(2)文獻[39-41]的研究對象均為荷蘭的堤防圈,其研究比較深入和全面。2001年,Vrijling[39]討論了如何采用結構系統可靠性方法對荷蘭的堤防圈進行概率設計,在分析失事模式時采用了故障樹技術。Voortman[40]提出了基于風險的大尺度防洪系統(實際上仍然是指一個堤防圈)設計方法,其模型結構與Vrijling的方法類似,分為堤防圈、堤段與其他建筑物、失事模式等3個層次的優化設計子模型,其中洪災損失評估采用了頻率分析方法。Vander Wiel[41]研究了多個堤防圈構成的堤防圈系統的區域概率風險評估問題,充分考慮了堤防圈之間的水力相互作用,將兩兩堤防圈之間的水力聯系總結為3種形式(其中一種為有利影響,另外2種為不利影響),研究認為,一個堤防圈防洪能力的提高總可以降低區域洪災風險率,但不一定能夠降低區域洪災風險。
(3)2002-2005年,Hall及其研究組成員在英國環境署的資助下,系統地研究區域洪災風險評估問題,發表了一系列論文[42-44]。區域洪災風險模擬評估方法的關鍵制約因素主要有2個,即數據可獲得性與計算復雜性,因此很難有一種可適應各種尺度、滿足不同精度要求的通用評估方法。于是他們首先提出一個洪災風險評估方法的層次體系[42],根據數據要求與計算復雜性的不同,將洪災風險評估方法劃分為包括宏觀水平(high level)、中間水平(intermediate level)和微觀水平(detailed level)3個層次。不同層次方法的評估精度各不相同,但應滿足不同層次的洪水管理決策要求。
2003年,Hall等[42]提出了一種基于系統可靠性理論的大尺度區域洪災風險評估方法,并應用于英格蘭和威爾士地區現在和未來風險的評估[43]。這是一種真正的大尺度評估模型,可以用于包括多個獨立流域的大區域的洪災風險評估,并能實現變化條件下區域洪災風險的動態評估。
2005年,Dawson等[44]在文獻[42]方法的基礎上,提出了一種針對中小尺度的堤防系統或區域的洪災風險評估模型。該模型集成于MC模擬框架之下,將堤防系統離散為若干堤段,利用有效的限界措施尋找堤防系統的主要失事組合,在保證較高精度的前提下將失事組合的數量限制在可接受的水平;對于每一個主要失事組合,采用一個簡化的二維模型進行洪水淹沒模擬,在此基礎上對該失事組合條件下的災害損失進行評估,結合該失事組合的發生概率對該失事組合條件下的期望損失進行評估,然后累加得到區域洪災風險。盡管該法采用了限界措施,但由于對每一個失事組合都需要進行洪水淹沒模擬,當系統中堤段數量較多時,計算量仍然很大。
上述2種方法的模型構架很有參考價值,但它們都沒有考慮上下游堤段之間的水力聯系,因而不能反映出若干個堤段失事對其他堤段失事概率的影響,與Tung和Mays[34]提出的方法一樣,存在系統性的誤差,而這個誤差無論對于大尺度區域還是中小尺度區域的洪災風險評估來說其影響都不可忽視。
(4)2006年,Apel等[43]將概率模型與確定性模擬模型耦合起來進行區域洪災風險評估,首先應用復雜的確定性模擬模型對洪水成災過程的各個環節進行全過程模擬,然后將模擬結果進行參數化,輸入簡單得多的概率模型進行洪災風險評估。這樣的耦合模型可較大幅度地提高計算效率,其中概率模型仍然建立在MC模擬框架之下,基于相對簡單的經驗性的極限狀態函數評估各堤段的失事概率,采用基于GIS的經驗公式法評估洪災損失。在另一篇文獻中[56],他們利用這個模型分析了模擬模型選擇、分布函數選擇、參數估計、測量誤差等由于認知不完全而導致的認識不確定性對風險評估結果的影響。該模型根據上游入流以及區間匯流的洪水過程,進行河道洪水演進分析,從而獲得各個堤段在不同時刻的洪水荷載。對于洪水荷載的隨機性,不僅考慮了流量的隨機性,也考慮了洪水過程線形狀的不確定性,還考慮了上游入流洪水和區間匯流洪水的相關性和組合遭遇,這是它與前述所有模型最顯著的差異之一,更接近于真實情況。他們應用這個模型對上游堤段失事對下游堤段風險率的影響進行了定量評估,結果表明,在一定頻率洪水的作用下,上游堤段完好時下游堤段的潰決概率與上游堤段潰口為400 m時的潰決概率相差幾近兩個數量級,這再一次表明由于水力聯系導致的上下游堤段之間的相互影響是不能忽視的。但遺憾的是,他們僅僅利用風險評估模型分析了這種影響的大小,而沒有在風險評估模型中反映出這種影響,因此在進行非幕景分析的綜合風險評估時,他們的模型仍然存在不可忽視的系統性誤差。
(5)1999-2006年,Dutta等[50,51]系統地研究了直接經濟損失評估方法,采用的是經驗公式法,后進一步發展為區域洪災風險評估模型[57],并利用該模型進行洪水災害幕景分析,對日本某一流域的防洪規劃進行影響分析、風險評估與區劃。該法的主要特色在于分布式水文模型系統和用于災害損失評估的GIS系統的嵌套應用,兩套系統共享一套柵格,方便地理數據、洪災特性數據以及災害損失評估結果的傳遞,從而提高計算效率。值得注意的是,該模型沒有直接進行堤防系統風險率評估,而是將堤防作為區域地形的一部分進行洪水演進模擬,這相當于只考慮堤防的漫頂模式,對于抗潰決性能較好的日本堤防來說應當還是可行的,但其通用性受到限制。Dutta的模型主要用于特定頻率下洪災幕景的風險評估和區劃,不能進行全概率意義下的綜合風險評估,即不能獲得洪災風險的常用表達(年度期望損失)。
本文認為洪災風險評估方法可以較明顯地分為指標體系評估法、歷史水災法和模擬評估方法3類,因此從這3個方面對其研究進展進行綜述。分析認為:由于指標體系法的評估模型和參數的準確與否均難以通過實踐進行檢驗,一般只用于對大尺度區域進行初步的洪災風險評估與區劃,對于精度要求較高的區域洪災風險評估而言,通常不宜采用此法;歷史水災法在洪災危險性評估時應用范圍較廣,但由于往往需要通過模擬分析進行修正,實際上難以獨立地進行洪災風險評估,而歷史災情數據法在數據的可獲得性、數據的可用性以及數據一致性等方面都面臨困難,應用范圍有限,數學方法的可靠性也有待進一步的驗證;模擬評估法的關鍵制約因素主要有兩個,即數據可獲得性與計算復雜性,但目前在這2方面已經取得較大進展,它是當前和未來洪災風險評估研究領域的一個主要方向,正在不斷發展之中。
模擬評估方法具有很多重要的優點,對河流洪水災害評估尤其如此。模擬評估方法基于明確的物理機理,能夠全過程地模擬洪水成災過程,可適應不同尺度的區域洪災風險評估,可實現區域洪災風險的動態評估表現,可充分考慮各類防洪措施的作用,反映人類防洪的努力,并能方便地與傳統防洪研究成果結合,但目前模擬評估方法還不十分成熟。盡管多數研究都注意到河道堤防上下游之間的強烈水力聯系對區域洪災風險評估具有重要影響,洪災風險評估應以一個完整的流域為對象,充分考慮上下游、左右岸之間的相互作用,但由于種種原因,現有模型均未能成功地模擬這種影響,不能或不能很好地反映堤段潰決對下游堤段的影響,而出于削減模型復雜性等原因,在綜合性的區域洪災風險評估研究中,人為干預如防洪調度的影響甚至很少有文獻提及。如何在數據可獲得性、計算復雜性和評估精度之間取得平衡是今后研究中亟待解決的一個重大問題。
洪災風險評估結果的可實證性是各類評估方法共同面臨的另一重大問題。結果不易被驗證,有時還與一般認識相悖,這是風險評估技術不易被接受的主要原因;風險評估研究者未能提供一種便于實證的評估模型則是另一個重要原因。目前尚缺乏關于洪災風險的實證研究,洪災風險評估方法要真正走向應用,其評估結果的可實證性是今后研究中不能不解決的問題。
除此以外,在防洪應急過程中,管理者和社會更加關注洪災風險的實時評估。風險實時評估技術的關鍵是利用先進的信息技術進行信息的快速提取,在評估方法上則更加注重計算效率,即所謂快速評估技術,所用模型通常是常規模型的簡化。目前還沒有成熟的洪災風險快速評估系統出現,但這可能是洪災風險評估走向實際應用的一個重要突破口。由于實時數據一般不可能很準確和全面,而簡化模型的不確定性更強,因此風險實時評估的結果可靠性通常也更差,在評估和決策方面需要更加依賴專家知識和經驗,如何在強不確定性條件下進行快速的洪災風險管理決策也是今后需要重點關注的課題。
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(編輯:趙衛兵)
Review on Flood Risk Assessment
CHENGWei-shuai1,CHEN Jin2,LIU Dan1
(1.Water Resources Department,Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China;2.Director Office,Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China)
Flood risk assessmentmethods are divided into three types including index system-based assessment method,historical flood hazard-based assessmentmethod and simulation-based assessment method and the three types ofmethods are reviewed respectively.The index system-based assessmentmethod can only be used for rough assessments because itsmodel and parameters are difficult to validate.The historical flood hazard-based assessment method can not be used for flood risk assessments independently in general because its results often require an amendment by simulation analysis and its data requirements are difficult to satisfy.Simulation-based assessment method is based on a clear physicalmechanism and hasmany important advantages.In recent years,some progress has been made on how to dealwith the two significant constraints of simulation-based method,i.e.the data availability and the computational complexity.Simulation-based assessmentmethod should give full consideration to the hydraulic interactions between upper-and lower-reaches,in which its research area is the best including an entire catchments.How to obtain a balance among data availability,computational complexity and accuracy and how to carry out verifiable analysis for the assessment results are still the current important problems,whichmay be the two major directions for the future research.
flood risk;risk assessment;review;data availability;computational complexity;accuracy
TV87
A
1001-5485(2010)09-0017-08
2009-11-24
中央級公益性科研院所基本科研業務費項目(YWF0903);長江科學院博士啟動基金(YJJ0802)
程衛帥(1977-),男,湖北崇陽人,工程師,主要從事水資源及水利工程風險分析和管理研究,(電話)027-82826463(電子信箱)chwsmail@yahoo.com.cn。