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南宁市洪水灾害风险研究 摘要 南宁市是广西壮族自治区的首府，是全区政治、经济、文化中心，其洪水灾害发生 频繁，所造成的洪灾损失较大，制约了城市的可持续发展。本文以南宁市为背景，对洪 水灾害风险进行了研究，这对制定各项防洪减灾政策具有参考意义和实际意义。 本文论述了洪水灾害风险分析的基本特征和内容：介绍了南宁市自然特征及社会经 济特征，从自然因素、人为因素和防洪工程三个方面分析了其洪水灾害成因；考虑堤顶 高程和风浪的随机不确定性，采用j c 法对各随机变量进行正态化，计算了南宁市堤防漫 顶风险率，得出洪水频率与漫顶风险率之间的关系，并依据模糊数学理论分析模糊风险 率；采用经验分析法估算生命损失，建立预警时间与生命损失之间的关系：根据历史洪 水灾害统计资料，采用洪灾重演法，对洪水灾害损失进行预测，建立了洪水频率与经济 损失之间的关系，该方法还可推广到其它区域，同时还分析了堤防的防洪效益，并采用 允许风险分析方法，分析洪水灾害生命损失及经济损失的风险值；提出基于模糊理论的 洪水灾害损失等级判别方法，利用a h p 法确定各指标的权重，评定了南宁市“2 0 0 1 。7 一 大洪水灾害损失的模糊等级，此法也适用于其它灾害损失的等级评定；最后，根据本文 的研究结果，结合南宁市的防洪现状提出了防洪减灾的战略思想。 关键词：洪水灾害风险分析风险率模糊理论洪灾损失等级评定 防洪减灾政策 t h es t u d yo ft h ef l o o dd i s a s t e rl u s ki n n a n n i ngc i t y a b s t r a c t n a n r 血gc 时i st h ec a p i t a lo f 帆1 弘ip r 0 、r i i 赋，锄di ti sa l s ot l l ep o l i t i c a l ，e c n 0 面c a l a n dc i i l t u r a lc e n 臼ei nt h j sr e 西o n f l o o dd i s 嬲t e r1 1 a 拼，i 锄sm 9 1 1f e q u 即t l y ，锄di tc a 吣e sm u c h d i s a s t e rl o s sw 1 1 i c h 陀s 臼j c t s 廿l ec o n t i i l 啪l b l ed e v e l o p m e n to ft l l ec i 够t h ea r t i c l es t u d y st l l e n 0 0 di h s a s t e rr i s l 【b 弱e do nn a m l i i l gc i t ) rw i l i c hi s 陀f e r e n c e d 锄l dp r a c t i c a ls i 鲥f i c a n c et 0 c 0 邶t i t i l t et h ep o l i c yo fc o 曲r o l l i n gf 1 0 0 da n dr e d u c i r i gh a z a r d t h ea r t i c l ee x p l a i 璐t h eb 弱i cc h a r 矧s t i c 锄dc o n t e n to fm en o o dr i s ka r 皿l y s i s ； 证d d u c e st ：h en a t i 邛ea n ds o c i e c o n o r n yc t e ro fn a 血n gc t 吼觚d 龃a l y s e st l l ec a 哪eo f t l l ef l o o dd i s a s t e ri nt b es i i i eo ft h em 咖【r e 龇l dt h eb e h a v i o ro ft i 他i m m a n 姐dt t l ep r o j e c 协 p r e v e n t m ga n dc 0 r i t r o l l i r l gf l o o d c o n s i d e r i n gt l l em 】n d o mu n c e m 血t ) ro f l eh e i g h to ft i l e d i k et o p 锄d 坨讹d 趾d 础l i 【i n gm i l ( i o mv a r i a b l e st 0b en o 咖a ld i s t r i b u t i o nb yt 1 1 er m t h o d o fj c ，t h ea r t i c i ec a l c u l a t e st l l er i s kr a t eo ft h ef 1 0 0 dn o w m go v e rt i l ed i k ei i ln 锄i l i n gc i t ) r a r l dt h cr e l a t i o no f 血en o o d 自e q u e n c ya r l dt l l er i s kr a t e ，a n d 锄2 l l y s e st h em z 巧r i s kr a t e a c c o r d i n gt ot ：h et h e o d ro ft h ef 屺巧m a t t l e m a t i c s ；e s t i i n a t e st h el o s so fl i f cu s i n gn 圮m e m o d o ft h ee x p e r i e n c e 锄m y s i s ，a n de 比l b l i s h e st 1 1 er e l a t i o no ft l l ef 0 r e c a s ta l 舢t 曲e 锄dt 1 1 ei i f e l o s s ；b a s e do nt h es t a t i s t i c si i a t ao fm ep a s tn 0 0 dd i s 鹊t e r ，p r e d i c t st l l en 0 0 dl o s su s i n gm e m e t l l o do ft ：h en o o dd i s a s t e rr e c 岫gi i lt ：h es 0 m e 如t u 代y e a r e s t a b l i s h e st h er e l a t i o no ft h e n o o d 舶q u e n c y 肌dn 舱e c o m yl o s s a n dn l i sm e t h o di se x t e n d e dt 0 血eo t l l e rr e g i o i l s ，锄d a 1 1 a j y s e sm eb e n e f i tp r e v e m i n g 姐dc o i l t r o l l i n gf 1 0 0 do ft 1 1 ed i k e ，a n du s h l g l e 锄a l y s i s i n e t h o do ft h ep e 咖i s s i b i l i 哆r i s l 【 趿a l y s e st h er i s kv a l 鹏o ft l l en o o dd i s 硒t e r ；c 硎e so u tm e m e t l l o do fa s s e s s i i l g 坞c l a l s s i f i c 撕o no ft h en 0 0 dd i s 邪t e rl o s s ，a n dc o n f m n st 1 1 ew e i g h to fa l l i 1 1 d e x e su s 通gt h e u 口m e t l l o d ，柚d 勰s e s s 铬n l ec l 删f i c a t i o no ft l l ed i s a s t e rl o 豁o fm e 2 0 01 7 n o o di nn 觚i 血1 9c i 够b y l e 缸田7p a t t e mt h e o 彤a n dt i l i sm 甜1 0 di sa p p l i c a b l ei i l 嬲s e s s i i l gt ：h ec l a s s i f i c a t i o no fm e “h e rd i s 雏t e rl o s s i i lt h ee n d ，a c c o r d i n gt 0t l l e 蚰j d yr e s u l t n o f 也e 删c l e ，i tc a 玎i e so u tt h es n 龇e g yt h o u g h to fc o r l 仃o l l h l gn 0 0 da n dr e d u c i i l gh a z a r d c o m b i r 血g 、 ，i mt h e 棚l i t ) ro fc o n t r o l l i n gi nn 锄血l 培c i 够 k e yw o r d s ：n 0 0 dd i s 嬲t e r ；r i s ka n a l y s i s ；也er i s km t e if 啦刃也e o r y ；f l o o dd i s 嬲t e rl o s s ； 器s s i l l gc l a s s i f i c a t i o n ；t h ep o l i c yo fc o 仙旧l l i l l gn 0 0 d 锄dr e d u c m g h a z a r d i 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名：萤裔疡 学位论文使用授权说明 溯年6 月，罗日 本人完全了解广诬大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即； 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 函f 时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密嚣遵守此规定) 论文作者签名：毒诱涝 导师签名： j 本孝摊易刖尹目 广越大掌硕士攀位论文龠宁隶r 洪拳璺：窖风羧萄 3 戆 第一章导论 洪水是一种不以人的意志为转移的自然现象，作为一种自然界的力量，洪水灾害是 当今世界上最主要的自然灾害，防治洪水灾害是世界各国普遍关注的问题。 我国是受洪水灾害最严重的国家之一，每年造成的经济损失占国民经济总产值的 3 5 左右，洪水出现频率高，波及范围广，来势凶猛，破坏性强，对人民群众的生命和 财产构成巨大的威胁。近年来，随着社会经济的快速成增长，洪水灾害有不断加重的趋 势，因此，为了制定有效的防洪减灾措施，对洪水灾害进行风险分析研究是菲常有必要 的，它对于减轻洪水灾害造成的损失具有重要意义。 l 。l 论文背景及研究意义 南宁市是广西壮族自治区的首府，是全区政治、经济、教育、科技中心；是我国西 南和华南部分省区区域的交通流通中心。它位于广西南部，南宁盆地的中心，北回归线 南侧，市区面积1 8 3 4 姘，城区面积1 2 4 7 斌。南宁市辖区总人口6 4 l - 8 万人，城区人 口1 4 5 8 万人。南宁市属湿润的亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气 候温和，夏长冬短，年均降雨量1 3 0 4 2 m ，城区降雨量年内分配极不均匀，7 0 的降雨 量集中在5 9 月，雨量约占全年雨量的6 蕊。由于南宁市地势较低，因此洪水灾害较为 频繁。据历史资料记载，邕注南宁河段在圭0 重1 9 4 9 年的9 4 9 年闻，有资料记录的洪 水有2 4 次，其中一般洪水1 3 次，大洪水? 次，特大洪水4 次；中华人民共和国成立后 共发生6 次洪水，其中般洪水4 次，大洪水2 次，即“1 9 6 8 8 大洪水和“2 0 0 1 7 一 大洪水。据水文资料分析，南宁市洪水主要来自左江，其洪水发生率为6 8 7 ，这样， 一旦左、右江同时发生较大洪水时，南宁市将出现灾害性的大洪水。 随着社会的不断发展，南宁市的社会经济也有了突飞猛进的发展，城市化进程也在 不断加快，与此同时，南宁市的城市防洪问题也越来越严竣。城市化发展带来了与水争 地、地瑟硬化、地面下沉等现象；城市现代纯使城市电气、水道、煤气、通傣、交通等 网络系统之闻关系紧密，这些都给城市防洪带来了不利影晌。一旦发生洪水灾害，将对 城市会造成极大的经济损失。可见，洪水灾害必将成为城市可持续发展的重要制约因素。 因此，对城市进行洪水灾害风险研究是十分必要的，也是十分紧迫的。由于洪水灾害风 险研究涉及到天气因素、下垫面因素和社会经济发展状况等因素，这些因素均具有较强 的区域差异性，所以应根据南宁市的自然地理、水文资料和社会经济发展等情况对南宁 广耄孽j 罐磐司旺b 攀位靛誓龠宁雳r 洪才q 怒容菇嚣鼢习陵 市进行洪水灾害风险研究。它为制定合理的防洪减灾措施、尤其是菲工程防洪减灾措施、 指导城市建设的规划、合理地进行水库洪水调度等提供了重要的科学依据，对提高减灾 效益，保障人民的生命财产安全，保护生态环境，营造入与自然和谐相处的环境，促进 南宁市的经济发展，仍至整个广瑶区的发展，都具有重大意义。 1 。2 国内外研究动态 2 。1 国外研究动态 国际上看，美国开展洪水风险的研究比较全面和系统。美国在3 0 年代大规模防洪工 程建设高潮之后，渡河流域的防洪标准基本达到了百年一遇，但洪灾损失依然逐年上升。 由此开展了相关的防洪非工程措施的研究，1 9 6 8 年，美囡国会建立了国家洪水保险计划 ( n f i p ) ，认为洪水保险是理想的救灾措施。为了实施n f i p 和防洪救灾，联邦救灾总署 组织绘制了基本覆盖全国的洪水风险图，为推进国家洪水保险计划提供了必要的技术支 持，并在洪泛区管理、土地利用开发、城市建设规划、居民避难与救助以及减灾公共政 策的制定孛发挥了至关重要的作用，取得了十分显著的减灾效益。 在洪水灾害损失评估方面，国外六七十年代已有较多的研究，但基本方法变化不大。 加拿大的e d w a r d a m c b e a n 和j a c kg e o r r i e 等在考虑成灾因素时，不仅考虑水深一个因 素，同时考虑淹没历时和水流速度，以及预报时间对损失的影响曾作过研究，他们利用 访问调查资料对水深损失曲线进行调整，对洪水预报、长历时洪水、高流速洪水对损 失的影响进行了分析和探讨。泰国1 9 9 2 年对曼谷的住宅区、王业、农业和商业区进行了 3 0 多个单元的调查，褥出洪水灾害损失与淹没水深和历时的丞数关系，利用这一丞数 关系，又对1 9 8 3 年的洪水灾害损失进行了估算。除了建立洪水灾害损失与水深、历时等 致灾因素的关系钋，其余方法在国外也有研究，如利用极值理论计算平均单位损失等。 1 。2 。2 国内研究动态 我国在8 0 年代中期以来开始开展洪水风险研究，从蓄滞洪区着手，陆续扩展到城镇 等领域。目前，我国洪水风险评估的理论、技术方法都没有形成一定的规范。 在理论方面：1 9 8 8 年马宗晋提出衡量灾情的五级灾度用来评价灾害损失，在地震上 得到广泛应用，但在洪水定级上还显欠缺；1 9 9 3 年冯利华提出修改案采用灾级来计算灾 害损失；1 9 9 4 年阂鸯提出用洪峰水位超过警戒水位来划分洪水等级；1 9 9 5 年冯利华又提 嵩运用对数函数来划分洪灾等级；关于灾情评估的理论方法仍是我们进步研究的重要 课题。 2 广帮大掣骗嚣士攀位袈誓囊专晾洪拳灾害及羧磅，蟹 在技术方法方面：霞前风险评估着眼于三个方面，一是对洪水进行强频分析；二是 洪承凤险图的编制( 洪水风险分析的基础) ；三是洪水风险损失计算。其中风险图编制和 洪水风险损失计算尚无统一标准。“夕k 五期闻，王劲峰等人根据最薪数据，选取了3 9 8 个站点，编制了5 0 年一遇全国标准面积上洪峰流量等值线图，同时标出了全国最大洪 峰流量c v 等值线图。1 9 9 3 年北师大黄崇福、史培军等人提出用模糊集字段定义城市灾 害的可能性风险，提出了城市风险评价的一级和二级模型。1 9 9 7 年伊始，国家防汛干旱 总指挥部办公室发出l 号文件，要求各流域机构、各省防汛组织安排七大江河、大中型 水库和重要防洪城市的洪水风险图绘制工作。浙江省防汛办近年推广的孛小城镇洪水风 险图，以平面图与重要单位的水深柱状图形式确定不同频率洪水淹没范围和最高水位， 为防汛指挥、开展洪水保险推广了依据。目前，垒遇范围内的洪水风险图的绘制多是基 、予历史洪水调查所得结果，仅有永定河、淮河、辽河、黄河、珠江等流域以及沈阳市、 广州市等城市采用数值模拟的方法，实现洪水风险图的绘制。风险损失评估目前多采用 历史调查法来确定损失分布状况，估算经验的损失水位函数；还有采用地形图和实际 调查资料估算一定水位条件下洪灾损失；第三种就是利用g i s 的空间拓扑叠加、空间统 计功能和洪水场景模拟模型，建立洪水特征损失函数关系，计算区域的洪承灾害损失。 风险评估己在全国广泛开展，如湖北、陕西、河南、四川、山西、山东等省都召开了灾 害风险评估研讨会，并将研究成果汇集成书出版发行。 1 3 洪水灾害系统 洪水灾害是自然界的洪水作用子人类社会的产物，是人与自然关系的一种表现。一 般而言，形成洪水灾害必须具备两个条件：存在诱发洪水的因素( 即致灾因素) 及其 形成洪水灾害的环境( 即孕灾环境) ；洪水淹没区有人类居住或分布有社会财产( 即 承灾体) 。它们三者相互作用的结采形成了我们通常说的洪水灾情，形成了一个具有一 定结构、功能、特征的复杂体系，这就是洪水灾害系统。图薹一王就描述了该系统豹组成 特征。洪水灾害系统，它主要具有系统组成的高维特性、子系统之闻关联复杂、影响因 素繁多、层次不明确、系统的不确定性、系统的开放性、系统的动态性、非线性七个特 点，因此，从系统科学的观点来看，洪水灾害系统是一个动态复杂的大系统。针对这一 复杂大系统的控制与管理，我们必须应用现代科学理论，并采取综合分析的方法，将各 学科有机的结合起来，以研究洪水灾害行为的时空分布规律、成灾机理，从而形成洪水 灾害预测与模拟、分析与决策的综合集成方法。 3 龠宁零洪拳囊0 謇风险习 究 圈王一l 洪水灾害系统 1 3 。1 致灾因子 致灾因予指诱发灾害的作用要素。太阳辐射热及地球引力作用，改变了大气环流运 动。当暴雨区外围空气的大尺度流场出现了水汽通量辐合，通过升腾作用，形成水汽上 升运动。这种大尺度天气系统是产生中小尺度天气系统的重要条件。大尺度天气系统的 上升气流与中小尺度天气系统的强对流上升迭加，通过冷凝作用，形成城市洪灾致灾因 子一暴雨。暴雨是形成城市洪涝灾害的必簧条律，中匿的年、月降水变率都很大，夏 季降永集中量以暴雨为主，在江淮流域和东部沿海城市，平均每2 年裁会有l 2 天的日 降水量不小于l o o 黻的大暴雨。这些因素使褥高峰洪水频频出现，当它超过城市的河道 泄洪能力，特别是同一时期出现不同洪水的遭遇时，就会导致洪水灾害。汛期时大量降 水也极易汇集在低洼地无法排出而形成涝灾。 1 3 2 孕灾环境 孕灾环境包括产生灾害的自然环境和人为环境。对城市洪涝灾害而言，其孕灾环境 主要涉及影响城市降水的局地环流背景及城市的自然地理环境。由于城市具有独特的地 表形态和性质( 如不透水地面面积比较大 ，有天然的和人工的地下管丽两套排永系统， 因此，常常导致地面径流系数大，汇流速度快，时闯短，下渗少，同时，因人蜀增加焉 加剧的供水需求矛盾也圈益尖锐化，结果是超采地下水造成了市区地面严重沉降。地面 沉降给排水、地下管道、海河泻洪等城市基础设施造成危害，导致排涝能力减弱，成灾 风险加大。此外，城市化诱发的“热岛效应”，改变了城市及周围地区的温度分布及环 流条件，致使城市地区降雨量明显增加，降雨量的增加，使洪涝成灾的量级与频度显著 增加了。 4 广嚣，o 挚嗣e 士攀位论j ：龠宁索洪拳灾磐风除訇 究 1 3 3 承灾体 承灾体指灾害作用的对象，一般指入及社会财产。承灾体的易损性特征反映了特定 社会的人们及其所拥有的财产对水灾的承受能力。在同等致灾条件下，愈是脆弱的承灾 体，其灾情程度也愈为严重。城市纯后地下交通、商业、仓库、箨车场等设施增多，易 进水被淹露损失大；城市对水、电、煤气、逶讯、信息、交通等城市搿生命嬲络 系统 的依赖性增大，由洪灾弓l 起的各种网络系统的局部破坏，可能影响城市的整个系统的运 行，甚至造成城市瘫痪；同时比较有利的地势已被老城区占据，致使人阴和资产向防洪 薄弱的低洼地区发展。总的看来，城市经济类型的多元化及人类活动的影响致使城市的 综合承灾能力脆弱，即使在同等致灾条件下其损失总量必然增大。 1 4 洪水灾害风险分析 1 4 1 洪水灾害风险的定义 洪水灾害风险即分析不同强度的洪水发生的概率及其可能造成的洪灾损失。这一定 义确切地反映洪水灾害本身的自然属性和社会属性。 1 4 2 洪水灾害风险的特征 1 ) 洪水灾害风险的客观性 由于洪水、资产分布和防洪措旄酶不确定性决定了洪农灾害的不确定性。但它又是 可预测酶，因为任何事物的发生都有一定的规律，洪水灾害的发生也不例外。洪水灾害 是客观存在的，它的发生是不可避免的，人类无法完全控制洪水的发生。 2 ) 洪水灾害风险既是经济风险又是非经济风险 洪水灾害造成的后果有些是可以用经济指标来反映的，而有些是不能或难以用经济 指标来反映，如人员伤亡、心理恐惧、社会混乱及生态环境的恶化等。 3 ) 洪水灾害风险是纯风险 洪水灾害带来的收益机会与其所带来的损失褶比是微不足道的，因此，洪水灾害风 险是一种纯风险。 4 ) 洪水灾害风险的空间性 洪水灾害同其它自然灾害一样，具有明显的空间分异特征。具体表现在两个方面： 一是不同地区面临不同类型的、不同强度的洪水威胁；= 是不同地区财产密度和易损失 性差异也很大，即使同样强度的洪水出在不同地区，造成的灾情也会有很大的不同。总 5 广西大萼臻炙士攀位论：鬻争索洪水灾夸曩滁萄 究 之，不同地区面临的洪水灾害风险是不一样的，洪水灾害风险具有空问性。 5 ) 洪水灾害风险的可测算性 洪水灾害风险的可测算性主要是指：洪水灾害致灾因子洪水发生概率可以测 算；承灾体价值及易损失性可以测算；洪水对承灾体的损害程度可以测算，从而可以综 合确定洪水灾害的风险。当然，洪水灾害风险的可测算性主要是指经济风险，洪水灾害 风险的非经济风险大多是难以测算的。 6 ) 洪水灾害风险具有动态性 洪水灾害的灾情是致灾因子( 洪水) 、孕灾环境、承灾体三者相互作用的结果，丽 致灾因子、孕灾环境、承灾体三要素都是在变化的，如经济发展导致财产密度增大，但 同时抗灾能力也在提高，洪水灾害风险总处于动态之中，洪水灾害风险的动态性表明通 过人们的努力是可以在一定程度降低洪水灾害风险度的。 1 4 3 洪水灾害风险分析的内容 洪水灾害风险分析即分析不同强度的洪水发生的概率及其可能造成的洪水灾害损 失。它包括三个方面的内容：危险性分析、易损性分析和洪水灾害损失评估，其中危险 性分析主要针对孕灾环境和致灾因子，是系统的输入；易损性分析主要针对承灾体，是 系统的转换：洪水灾害损失评估是系统的输出。 1 ) 洪水危险性分析 洪水灾害的危险性是指洪水灾害系统中孕灾环境和致灾因子的各种自然属性特征， 可用洪水过程强度或规模( 如洪峰流量、洪峰水位、洪水总量、洪水历时、洪峰流速) 、 洪水频率( 洪水重现期) 、洪水灾害影响区域及其影响程度、洪水灾害危害强度等危险 性指标来刻划。洪水危险性分析就是研究受洪水威胁地区可能遭受洪水影响的强度和频 度。强度可用淹没范围、深度、历时等指标来表示。频度即概率，可以用重现期( 多少 年一遇) 来表示。具体的说洪水危险性分析即研究不同频率的洪水淹没范围、水深、历 时的时空分布，郎研究洪东发生频率与洪水强度的关系。 2 ) 洪水灾害易损性分橱 洪水灾害易损性是指承灾体遭受不同强度洪水可能损失程度，常常可用损失率来表 示，它是洪水灾害经济损失评估的重要指标，分为各类承灾体分项洪水灾害损失率和各 类承灾体综合洪水灾害损失率两种。洪水灾害易损性分析是研究区域承灾体易于受到致 灾洪水的破坏、伤害或损伤的特征。为此首先识别洪水可能威胁和损害的对象并估算其 6 寓争京罚k s 臻：骞罔滁习 j 魑 价值、其次估算这些对象可麓损失的程度。概括地说，洪水灾害易损性分析是研究洪水 强度与损失率的关系。 3 ) 洪水灾害灾情评估 洪水灾害灾情评估是在危险性分析和易损性分析的基础上计算不同强度洪水可能 造成的损失大小。洪水灾害灾情评估分析是对研究区对所有承灾体计算损失值，累加即 可得该频率洪水可能带来的总损失值。对所有频率，分别计算可能损失。 图卜2 洪水灾害风险分析系统 | 1 毒毒洪水灾害风险的计算 风险计算的主要任务是：估计风险事件在规定时裳内发生的概率，确定风险事件发 生后造成的损失。 有人认为：所谓风险是“可测定的不确定性。但是，人们通过收集大量的历史资 料( 或试验资料) 和采用一定的分析计算方法，能够对这类风险进行定量估算。具体说， 灾害性洪水的发生频率可以测算，在各种洪水条件下的防洪工程失事几率也可预测，受 淹地区的经济、人员损失也能预估。因此，最终的洪灾风险大小是可以定量给出的。 王) 洪灾风险率的确定 对区域防洪体系i 悉言，洪灾风险率酶确定，不仅表现在对灾害性洪水及英相应的频 率( 重现期) 做出估计，更重要的是对一定洪水条件下防洪工程的失事几率进行恰当的 估算在大多数易遭洪水灾害地区已得到某种程度保护的情况下，确定在定防洪规划或 防洪工程规模条件下的保护区洪灾风险率，就更具实际意义。 众所周知，防洪工程失事的原因是多方面的。其中，每一失事类型的内部机理又是 极其复杂的，决定了洪灾风险率的估计将十分困难。通常风险率的计算是洪灾风险分析 工作中的难点。 2 ) 洪灾损失的计算 为了估算洪灾损失，必须定量地描述洪灾事件影响的区域范围、程度、人口和财产 7 禽宁索静k 菸巍毫 蠲l 磁嚼 3 戆 的数量鸯分奄，以及该地区的抗灾瘫力等。洪灾造成酌不利影响怒多方面酶，包括入员 臻亡、财产损失、经济活动变更中断、环境破嚣等。萁巾，人员伤亡是最严重熬洪灾损 失之一，宅可笺造成心趱恐巍、鼓会动魏，其影响羌法熏经济播耩簿量。因此，在对洪 灾接失计算孛，不仅需要进褥经济按失直接经济损失和间接经济损失 的评估，更要 注重非经济损失的评估，特别是人的生命损失的预评估。 随着现代科学技术的发展，遥感技术( r e m o t es e n s y i n g ，r s ) 和地理信息系统 ( g e o g r a p h 主c a 王i n f o r m a t i o ns y s r e 两g i s ) 在洪灾损失的评佶中正发挥着越来越重要 的律焉。瑗代遥感技术提供了盗测洪灾进程帮态势的工篡，也为洪灾损失谲蠢藕防洪救 灾鼹务提供了崭新鹣手段。运用l s 技术，能够准确反映与毯壤整掭相对应豹震性交量， 便于迸簿洪灾妻然秘社会特性麴空阕分耨以及嚣者之阕豹荣怠复会。 洪灾后果的菠确评估，霹以为防洪羞程体系的规划朝设计提供技术支撑，可以对防 洪调度方案和洪泛区管理等非工程措施的选择提供指导。所以说，洪灾损失的计算是洪 灾风险分析中的一项基础性工作。 1 5 本文主要研究内容 论文研究的内容主要有以下凡个方面： 熏) 南宁市洪水灾害成嚣及防洪体系 本文奔缨了寨宁市橇嚣，分薪南宁市洪承灾害戒嚣靛蠡然霾素、天麓困豢耩赫洪王 糕鬻素；论述了南宁枣籍洪王程嚣系及其防洪现状。 2 ) 堤防洪水风险分析 本文阐述了堤防失事模式，主要分析堤防的漫顷风险，建立了堤防洪水漫颂风险率， 考虑堤颚高程、风壅高度、波浪爬高的随机往，采用j c 法计算在不同频率洪水下堤防 的浸顶风险攀，并计算其年漫堤风险率；运用模糊数学瑷论，采用半梯形分布盼隶属函 数来反映结鞫状态函数献安全区经摸颡医到玻坏醒盼过渡，计算模糊漫顶风险率，分桥 摸耧度瓣罴陵率的影翡。 3 ) 洪东灾害损失分辑 根撼洪水灾害损失的分类，采翔经验分榭法悠算生命损失，分析预警时湖对生命损 失的影响；掇据历史洪水灾害损失，采用洪灾重演法建立了榭宁市的洪水灾害经济损失 即时评估模烈，建立洪水频率与经济损失的关系，分析了堤防的防洪效益；采用允许风 险分析方法。将堤防静辨洪风险率与洪水灾害损失值鸯接联系起来，分析洪水灾害损失 塞 广嚣大等钠茬士攀位论文 龠孳崤洪水捎0 喜罚狳卑 究 的风险水准；将各灾度等级作为灾害损失空间上的模糊集合，采用层次分析法确定损失 各指标的权重，根据最大隶属原则对洪灾所造成的损失进行综合评翔。 4 ) 防洪减灾政策 结食南宁市的防洪现状和社会实际情况，提出了工程措施与非工程措施相结合的新 时期防洪减灾理论，从而提高城市的防洪能力，达到减少洪水灾害损失的目的。 9 寓宁常洪拳冀；骞风狳磅3 略 第二章南宁市洪水灾害成因及防洪体系 2 。1 南宁市概况 南宁市是广西壮族自治区的蓄府，是全区的政治、经济、金惑、文化、信息中心； 以其靠涯、近海、位边陲，背靠大西南、面向东南亚，“西控交趾、南疲粤海，东濒浔 梧，背策滇黔的地理位置优势和对外开放城市的政策优势，近期将发展成为我国西南 出海通道的重要枢纽；联结西南、华南的区域贸易中心。 2 1 1 地理位置 南宁市位于广西壮族自治区的西南部，南宁盆地的中心。地理位置为北纬2 2 。4 9 7 ，东经1 0 8 。1 2 ，北回归线南侧。市区面积1 8 3 4 时，城区面积1 2 4 7 k 饥2 。市内地 势平坦，地面高程7 1 6 7 m 7 9 6 7 m ，四周为低山丘陵所环绕，高程2 0 0 m 5 0 0 n l 。 2 1 2 气候特征 南宁市城区降雨量年内分配极不均匀，7 0 的降雨量集中在5 9 月，其降雨其有 以下特点：锋面雨多出现在5 6 胄，台风雨多出现在7 9 胄，有时推迟到1 0 月；锋 露、切变线、低涡蔫常出现在7 8 月。局部性对流雨、雷雨多出现在夏季气温湿度大 且日照强烈之时；锋面、低涡雨往往造成夏季连续性降雨面积大，但强度小；台风雨不 但面积大，且强度也大，降雨量更为集中。 2 1 3 流域概况及市区水系 南宁市主要河流均属珠江流域西江水系，较大的河流有郁江、右江、左江、武鸣河、 八尺江等。郁江是珠江流域西江水系最大支流，流域面积8 9 3 5 6 8 k m 2 ，千流为右江，在 邕宁县宋村与左江汇合后称郁江。汇合阴以上流域面积7 2 2 7 2 k m 2 ，其中左江为3 2 0 6 8 k m 2 ， 右江为4 0 2 0 唾k 0 ，分别占汇合以上集雨面积的4 4 4 和5 5 6 。自汇合以下河道折向 东流，流经南宁市、邕宁、横县、贵港市，予挂平市城下注入浔江，干流全长u 5 2 妇。 流域地势为鹾北高、东南低，百色以上为山区峡谷地形，百色至南宁区间为丘陵、盆地 相间地势，南宁以下为丘陵平原区。 郁江在南宁市和邕宁县境内称邕江，全长1 1 6 4 l 【i n ，邕江河段上游起点为距南宁水 文站3 8 k m 的永新区江西乡同江村( 俗称三江口) ，下游终点为氍宁县伶俐镇那车村， 它是南宁市的重要饮水水源河流，流域面积7 3 7 2 8 k m 2 ，多年平均年径流量4 1 8 亿甜，年 1 0 广富大薯漓炙士攀位谂震謇宁舞r 洪水爽害风殓研究 平均流量1 2 9 0 岔s ，最大流量2 0 6 0 0 砸y s ，矮桔流量为9 5 6m 3 s 。邕江的南宁市区河 段河床宽约4 8 5 融，深约2 l 融，平均水面宽3 0 7 蕊，秸水羯水深约8 9 毽。 除题江干流流经市区终，市区支流较多，湖泊、水塘密布。较大的支流有竹排冲、 朝阳溪、二坑、心圩江、可利江、五岭冲、蘸明江、石埠河、石灵河良风江、亭江、亭 子冲、风凰江、偷鸡冲、沙江、上灵沟、跃进沟、抱村沟等1 8 条。最大支流为良风江， 其次是心圩江和竹排冲，集雨面积均在1 0 0 k 酽以上，其他支流一般均较小，集雨面积在 1 0 0k m 2 以下。这些支流分布于邕江两岸，经市区汇入邕江。较大的湖泊有南湖，面积 约1 6 k 莳。这些支流洪水对氍江洪水的组成没有影响，健在氍江发生较大洪水时，支流 豹低洼区因内涝洪水不能及时努捧焉成为内涝淹没区。 2 。l 。毒城市社会经济 自古以来，南宁市就是中国南部著名商埠和主要物资集散地。改革开放尤其是实行 沿海开放城市政策以来，南中市经济持续、快速、健康发展，产业结构不断调整，经济 效益不断提高，综合实力日益增强，经济以年均1 0 9 6 以上的速度递增，国民经济主要指 标居广西前列，是广西区域性物流、资金流、信息流的交汇中心。南宁已是具有机械、 化工、轻工、食品、建材等多种工业的城市，并将成为西南部分省区、地区的“两通中 心o 随着南宁市的建设不断缝发展，建城区面积薹2 4 7 k 蠢，市区人日截至2 0 3 年底为 1 4 5 7 7 万人，其中非农业人躁1 0 8 9 7 万人。南宁市市区辖2 8 个乡镇、街道办事处， 其中2 个乡、l o 个镇、1 6 个办事处。2 0 0 3 年全市囡内生产总值为5 0 1 7 5 亿元，工农业 生产总值2 9 8 1 2 亿元。 2 2 洪水灾害成因 2 。2 1 洪水灾害 1 ) 历史洪水灾害 根据有关历史文献记载，邕江南宁河段在1 0 0 l 1 9 4 9 年的9 4 9 年间，有资料记录 的洪水有2 4 次，其中一般洪水1 3 次，大洪水4 次；中华人民共国成立后共发生6 次洪 水，其中一般洪水4 次，大洪水2 次，即“1 9 6 8 8 大洪水和“2 1 7 ”大洪水。 当邕江水位超过6 8 7 0 璩时，市内部分低洼地房屋和土地受淹，淹没范围达圭王3 斌。 1 9 鹄年洪水，洪峰流量1 3 3 蠢s ，水位? 6 o 钿，约相当予l o 年一遏，市区1 7 6 条街 道被淹，农圈受淹4 0 斌，市区交通中断，停水断电，商业停市，直接经济损失达3 2 1 5 l l 鸯宁索罚k 嚣耍：囊 及除习 究 万元( 当时价) ；1 9 7 1 年洪水位7 5 0 4 m ，淹没农丽2 0 麟，受灾入叠2 0 万人，直接经 济损失达1 5 王9 万元( 当时偷) 。1 9 8 5 年与1 9 8 6 年洪水位分别达到7 5 8 8 氇和? 6 。2 3 藏， 洪峰流量为1 2 4 0 0 岔s 和1 2 1 0 0 f s ，相当于5 年一遇和7 年一遇，由予当时防洪堤已 有一定的规模，保护了市区部分街道，避免较大直接经济损失。1 9 9 4 年7 8 月，市降 雨量7 8 l 姗，邕江洪峰先后三次超过警界水位，外洪内涝泛滥成灾；2 0 0 1 年7 月洪水， 水位7 7 7 4 m ( ( 三) 站) ，洪峰流量1 3 4 0 0 m 3 s ，约相当于1 0 年一遇，有1 5 9 条街道进 水全市4 6 个乡镇受灾，受灾入口1 1 1 0 9 万人，因灾死亡5 入，各种农作物受灾面积 重1 2 万亩，成灾面积6 1 8 7 万亩，绝收面积3 1 3 3 万亩，全市袁接经济损失2 7 裙王 亿元。 2 ) 洪水灾害特点 南宁洪水主要来自左江，如果右江不发生相应的较大洪水，南宁一般不会发生灾害 性洪水，只有左右两江同时发生较大洪水，南宁才会出现灾害性大洪水。因流域和暴雨 特性的关系，邕江南宁河段洪水多为双峰形，洪水具有峰高量大历时长的特点，一场洪 水一般十二天；最长达二十五天左右，涨洪历时约占一次洪水过程总历时的l 3 2 5 ， 一般涨洪历时4 囊，洪峰持平时间约鞠。邕江南宁河段洪水涨势不是十分迅猛，一般为l 1 翱熊，2 4 h 涨幅一般2 糙，最大涨幅是5 。3 4 掇。 2 。2 。2 洪水灾害成因 洪水灾害的成因是多方瑟的，一般地说，既有自然因素，也有人为因素，更有防洪 工程自身的因素。 1 ) 自然因素 南宁市属南亚热带气候，南宁( 三) 站水文站是馘江河段的代表站，流域面积为 7 2 6 5 6 k m 2 ，占郁江流域面积的8 1 3 。流域内实测多年平均降雨量为1 3 2 4 7 姗，多年 平均径流总量达4 2 9 亿舻。每年降雨多集中5 月至9 月，约占全年总降搿量6 5 。这段 时闻正值南宁雨季，外汪涨水，堤内降褥，是造成南宁市洪涝灾害的主要原因。 郁江洪水均由暴雨产生，形成暴雨的天气系统多为锋面、西南低涡与热带气旋。郁 江洪水具有明显的季节性，每年春末夏初，由于北方冷空气南下的影响，多出现锋面雨， 洪水由锋面雨造成；夏末与秋季，受南海及太平洋热带气旋影响，洪水则由低涡和台风 雨造成。右江的暴雨中心位予下颜站以上的德保、平果一带；左江暴雨中心位子龙问站、 宁明站、屯峒站以上一带。由于受两种天气系统的影响，往往形成连续暴雨，洪水出现 1 2 广西大攀舞e b 攀位论文甯宁索洪拳灾害炅黢研究 复式峰。郁江洪水具有峰高量大历时长的特点，历时一般1 2 天左右，最长可达2 0 多天。 历史上最大洪峰发生在? 、8 月份约占历年的6 4 8 。都江洪承竣左江失主，据南宁站 王9 5 8 年1 9 9 8 年资料统计，以左江来水为主的占6 8 。7 ，以右江来水为主的占1 8 8 ； 左右江同时发生洪水占1 2 。5 。南宁洪水主要来自左江，如果右江不发生相应的较大洪 水，南宁一般不发生灾害性洪水，只有左右两江同时发生较大洪水时，南宁才会出现灾 害性大洪水。 南宁市为低山丘陵环绕的椭圆形盆地，邕江蜿蜒曲折流经盆地中央，发育形成冲积 平原，沿邕江两岸分布，城区面积1 2 4 ? l ( 心，市内地势平坦，地面高程7 王6 7 瑶7 9 6 7 毽， 低洼地较多，? 3 。7 溉高程以下的面积约占建城区面积的s o 。当邕江水位超过鹄。7 0 毽 时，市内部分低洼地房屋和土地均受淹。 2 ) 人类活动的影响 随着南宁市经济的发展与人口的膨胀，城市化进程也在不断加快，城市建设改变了 地面自然状态，房屋密集，道路硬化，广场铺设混凝土，不透水层面积加大，改交了洪 水汇流规律，使得径流系数变大。另外，城市建设大量渣土浸占水面，填潮用地，沿河 占地建工程，向河道、湖泊肉倾倒各种垃圾等现象，在邕江大堤两岸堤防之翔设有港口 码头和造船厂，大批砂场，水泵房，用大船所设的水上餐馆，住宅、仓库及其他饮食店 及娱乐场所；在背水面，紧靠堤脚建房，占了堤后抢险路的位置，最为严重的为邕江一 桥至清川大桥的邕江北岸。发生洪水时，由于障碍物的存在，缩窄了江河过水断面，提 高了洪水水位，增加了泄洪时间，影响了过洪，大大降低了河道泄洪能力和湖泊的分洪 能力，同时也破坏了江河湖泊的生态平衡，人为造成或加大了洪灾危害。 3 ) 防洪工程和捧涝设施 防洪工程是驾御洪水和防汛抗洪的主要措施。但目前南宁市邕江防洪大堤的防洪标 准还很低，处于防御2 0 5 0 年一遇洪水标准，设计不完善、不配套，低标准的穿堤建筑 物多，工程老化，不同程度存在着安全隐患，降低了工程防洪效果，加大了洪水灾害发 生的几率。另外，排涝能力不强，不仅原有排涝系统设计标准低，管径小，管网老化淤 积严重，并且随着城区扩大，地下排水管网建设也不配套，严重落后予城市的发展。 2 3 防洪体系 2 3 1 防洪标准 国务院函 1 9 9 9 1 0 号文批复的南宁市城市总体规划( 1 9 9 卜2 0 1 0 年) ，至2 0 1 0 1 3 产嚣大砻 磺士攀位论文謇号叼l r 洪拳耍：餐风羧司 究 年，城区面积1 5 5 掰，人口近1 5 0 万人，国内生产总值2 7 4 5 亿元，规划远期城区面积 2 5 0k 瑶2 ，人叠3 0 0 万人，成为l 等特别重要城市。依据防洪标准g b 5 0 2 0 王9 4 的规 定，南宁市近期防洪标准为l 一2 0 0 年一遇，远期( 2 0 2 0 年) 则不小于2 0 0 年一遇。 2 。3 。2 防洪工程体系 南宁市的防洪体系为堤库结合，泄蓄兼施。南宁市堤防工程设计标准为5 0 年遇 洪水，百色水利枢纽建成后，预留1 6 4 亿m 3 防洪库容，堤库联合运行，使南宁市防洪 能力提高到1 0 0 年一遇，远期修建老口水利枢纽工程，发挥滞洪作用，进一步使南宁市 的防洪标准达到2 0 0 年一遇洪水。 2 3 3 水利枢纽 1 ) 百色水利枢纽 百色水利枢纽位于郁江支流右江上，是郁江综合利用规划中的第二级，是郁江防洪 体系建设的重要组成部分，是一座以防洪为主，结合发电航运，兼有灌溉、供求等效益 的综合利用王程。百色坝址以上集薅面积为1 9 6 0 0 奴0 ，占南宁集雨西积( ? 2 6 5 6k 蠢) 的 2 6 9 8 。汛期限制水位为2 1 4 m ，死水位2 0 3 嫩，防洪高水位2 2 8 m ，防洪库容1 6 4 亿m 3 。 百色水利枢纽预留1 6 4 亿m 3 防洪库容，各种年型的洪水组成所需要的主洪库容及其削 峰作用，见表2 一l 。 表2 - l 百色水利枢纽防洪库容表 设计洪水组 羚l 篙p = 0 。s 序号典型年 防洪库容调蓄后南宁防洪库容 调蓄后南宁 成 ( 亿瓣3 )洪峰( 噩3 s )( 亿0 )洪峰( 氆3 s ) 11 9 3 71 1 7 71 6 5 0 01 6 41 7 9 0 0 典型洪水组 21 9 4 24 0 21 7 2 0 0s 9 31 9 0 0 0 成 3王9 6 81 6 | 耋1 6 9 0 01 6 41 9 0 0 0 41 9 3 71 11 7 9 0 01 6 41 9 4 0 0 南宁与酉色 5 同频，区间1 9 4 21 2 s 81 7 6 0 0王6 4 王9 0 0 0 相应 61 9 6 81 6 。41 7 l o