| 课题名称 | 海河流域洪水灾害风险分析研究 | ||
| 学院名称 | 天津大学建筑工程学院 | 专业名称 | 工程管理 |
| 学生姓名 | 张三 | 指导教师 | 高喜峰 |
| （内容包括：课题的来源及意义，国内外发展状况，本课题的研究目标、研究内容、研究方法、研究手段和进度安排，实验方案的可行性分析和已具备的实验条件以及主要参考文献等。） 一、课题的来源和意义 21世纪初，我国在总结国内外防洪减灾先进经验的基础上，提出了新的防洪减灾策略，即实现由“控制洪水”向“洪水管理”的转变。洪水管理是可持续发展的治水理念，以协调人与洪水关系为目标, 采取工程措施与非工程措施相结合的方法, 规范人类社会活动, 增强适应洪水的能力, 适度承受一定的风险，在减免洪水灾害的同时, 合理利用洪水资源和改善生态环境, 实现除害与兴利的有机结合。洪水灾害风险管理是洪水管理的模式之一，而洪水灾害风险分析是洪水灾害风险管理的核心和基础。 海河流域地处京畿要地，地理位置优越，自然资源丰富，交通便利，在我国政治、经济、文化领域都占有十分重要的地位。流域东部沿海为我国环渤海经济圈的核心区域，西部为煤炭资源基地，中部平原是我国重要粮食生产基地。目前京津冀都市圈、天津滨海新区的开发开放已列入国家总体发展战略，《北京城市总体规划》和《天津城市总体规划》相继被批复，天津滨海新区、曹妃甸国家级循环经济示范区正加快建设。流域内还有多条重要铁路、高速公路及国道通过，还有首都通往全国各地的交通通信干线和港口、油气田等重要基础设施。经济社会的战略布局和快速发展对流域的防洪减灾提出了更高的要求。虽然海河流域经过多次大规模治理，防洪工作已经取得了较大成就，但是由于流域内水情复杂、治理投入资金不足等原因，现有的防洪减灾体系尚不完善，海河流域防洪保障能力与经济社会的可持续发展之间的矛盾仍然十分突出。因此，进行海河流域洪水灾害风险管理的研究与实践具有重要意义。 二、课题的国内外发展状况 洪水灾害风险分析的主要内容一般包括危险性分析、易损性分析和灾情评估。 洪水危险性分析,就是在洪水灾害系统观点的框架下,从风险诱发因素出发,研究受洪水威胁地区可能遭受洪水影响的强度和频度。 对于洪水发生频率问题的研究开展较早。19世纪后期，美国水文学者Herschel和Rafter首先应用了频率曲线。之后，Horton、Hazen、Foster等人的研究成果 | |||
| 推动了水文频率分析的发展。我国最早的研究始于20世纪30年代初期。新中国成立后频率分析法也得到了广泛的运用。我国在1962年、1979年和1993年颁布的设计洪水计算规范中，都规定以频率分析法推求设计洪水。水文频率分析多应用数理统计方法，线型选择和参数估计是其主要研究方面。随着社会发展，人们不再满足于洪水频率分析，希望了解洪水风险的空间分布，即洪水风险图。早期洪水风险图主要由地貌学法和历史洪水法绘出的。但地貌学方法估算结果比较粗略，历史洪水法则在缺少历史洪水资料的地区难以推广。随着计算机技术的发展，水文、水力学方法成为洪水风险分析中的热点。现在己经开始基于3S（航天航空遥感应用技术RS、地理信息系统GIS、全球卫星定位系统肥GPS）技术支持的洪水风险图研究。近年来，一些新的理论与方法在洪水灾害危险性分析中得到应用，促进了风险分析水平的提高，如模糊数学理论方法、灰色系统理论方法、混沌理论方法、极值分布理论、遗传算法和投影寻踪方法、人工神经网络方法等。 洪水灾害易损性是指一定社会经济条件下，特定区域各类承灾体在遭受不同强度洪水后可能造成的损失程度，即承灾体易于受到致灾洪水的破坏、伤害或损伤的特性，反映了各类承灾体对洪水灾害的承受能力。 金菊良、魏一鸣等认为可用损失率来表示洪水灾害易损性。万庆等研究认为在洪水灾害损失形成的机理方面，对最终的损失大小具有重要影响的是洪水的淹没过程，而并非是单一时刻的淹没水深，定义了基于洪水过程的承灾体动态易损性概念，并给出了洪水灾害经济损失评估方法、步骤与模型。在进行易损性评价时，有些研究者也开始注意到易损性不仅与承灾体自然属性有关，还受区域承灾能力的影响。 洪水灾害灾情评估分析是对洪水造成的人员伤亡、经济损失、社会影响和生态环境影响等进行评估分析。其研究主要集中在评估指标体系、评价方法与手段研究等方面。 在区域洪水灾害损失评估的量化指标系统方面，很多中外学者都建立了不同的评价指标体系或评估模型，也有不少学者对直接由长序列的历史洪水灾害灾情数据分析洪水灾害风险进行了探讨。此外，灰色关联分析、灰色聚类分析、模糊模式识别理论以及神经网络、遗传算法和物元分析等也在灾情评估中得到应用。洪水灾害损失评估应用的主要技术与手段包括灾区实地考察、历史洪灾资料调查分析、3S技术等。 三、课题的研究目标和内容 洪水灾害风险分析的主要作用是为洪水灾害风险决策提供依据。具体说来，流域的水利部门可据此对防汛工作进行科学指挥决策，避免指挥决策的盲目性，提高指挥决策的科学性、正确性、精度和工作效率；也可以据此制定流域防洪规 | |||
本课题研究的主要内容为以下几个方面：
（1）从风险与风险管理的基本概念出发，探讨洪水灾害风险的定义、特征及分类；根据系统论的观点，以洪水灾害复杂系统的概念为基础，探讨洪水灾害风险分析的基本内容及理论框架。
（2）探讨洪水灾害风险分析指标体系构建的原则、方法和指标体系的层次结构及指标的类型。
（3）在全面了解本文具体的研究对象——海河流域的自然地理、社会经济、河流水系、历史洪水灾害及防洪建设的情况的基础之上，分析海河流域洪水的特征及洪水灾害的成因。
（4）根据自然灾害风险定义及其一般表达式，结合洪水灾害风险分析的理论框架建立洪水灾害风险分析模型；在对收集到的大量数据资料进行整理和分析的基础上，选取最具代表性的分析指标，建立海河流域洪水灾害风险分析指标层次体系，采用层次分析法确定指标的权重；对数据进行标准化处理后，利用综合加权评判法计算海河流域各区划的洪水灾害风险指数并确定风险程度及风险类型；根据海河流域洪水灾害历史灾情数据，基于信息扩散理论对海河流域各区划不同概率水平的受灾率情况作出分析。
（5）总结全文的研究结果及体会，对有待进一步研究的问题提出建议。
四、主要研究方法及手段
本课题主要应用的研究方法有：系统分析法、数学分析法、经验总结法、定量分析法、定性分析法、数据资料分析法、文献研究法及专家调查法等。主要研究手段有：通过各种渠道广泛收集资料、数据，实地考察、调研，专家走访、调查及通过计算机编程进行数据处理与分析。
五、进度安排
1、2011年7月3日－7月15日，确定研究课题并完成开题报告。
2、2011年7月16日－7月31日，收集研究对象的各种数据资料，并对数据资料进行整理、分类及简单分析；建立研究理论框架，确定分析流程及分析方法。
3、2011年8月1日－8月15日，完成海河流域洪水灾害成因分析与洪水灾害危险性分析。
4、2011年8月16日－8月31日，完成海河流域洪水灾害易损性分析与洪水灾害灾情评估研究。
5、2011年9月1日－9月15日，整理上述成果，完成论文。
| 6、2011年9月16日－9月30日，修改论文，定稿并打印装订。 |
| 六、主要参考文献 [1] 秦德智，洪水灾害风险管理与保险研究，北京：石油工业出版社，2004 [2] 毛德华，何梓霖，贺新光等，洪灾风险分析的国内外研究现状与展望(Ⅰ)——洪水为害风险分析研究现状，自然灾害学报，2009，18（1）：139～149 [3] 李娜，基于GIS的洪灾风险管理系统：[博士学位论文]，北京；中国水利水电科学研究院，2003 [4] Bobee，Bennard，The Log Pearson type 3 distribution and its application in hydrology，Water resources research，1975，11（5） [5] 中华人民共和国水利部能源部，SL44-2006，水利水电工程设计洪水计算规范，北京：中国水利水电出版社，2006-10-01 [6] 孙济良，秦大庸，孙翰光，水文气象统计通用模型，北京：中国水利水电出版社，2001 [7] 王栋，潘少明，吴吉春等，洪水风险分析的研究进展与展望，自然灾害学报，2006，15（1）：103～109 [8] Todorovic P.，Zelenhasic E.，A stochastic model for flood analysis，Water Resour. Res.，1970，6（6）：11～18 [9] Todorovic P.，Rousselle J.，Some problems of flood analysis，Water Resour. Res.，1971，7（5）：1144～1150 [10] Wood E.F.，Bayesian approach to analyzing uncertainty among flood frequency models，Water Resour. Res.，1975，11（6）：839～843 [11] Appelbaum S.J.，Determination of Urban Flood Damages，Journal of Water Resources Planning and Management，1985，（3）：110～118. |
