天津市濱海新區(qū)主要自然災(zāi)害風(fēng)險評估.pdf

1、自然災(zāi)害風(fēng)險是當(dāng)代國際社會、學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的熱點問題。沿海城市是世界上人口、經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要區(qū)域和集聚中心,也是自然災(zāi)害易發(fā)和頻發(fā)區(qū)域。天津市濱海新區(qū)是繼深圳經(jīng)濟特區(qū)、浦東新區(qū)之后,又一帶動區(qū)域發(fā)展的新的經(jīng)濟增長極。然而,特殊的自然地理條件和沿海人為活動的影響,使濱海新區(qū)成為我國沿海受自然災(zāi)害影響較大的地區(qū)之一。開展天津市濱海新區(qū)主要自然災(zāi)害風(fēng)險評估研究將為該區(qū)制定綜合自然災(zāi)害風(fēng)險管理范式、應(yīng)急控制預(yù)案和可持續(xù)發(fā)展模式提供理論基礎(chǔ)和

2、科學(xué)依據(jù)。
　　在國家自然科學(xué)基金項目(40730526、40571006和70703010)的資助下,本文在運用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)和Mann-Kendall等方法分析天津市濱海新區(qū)主要自然災(zāi)害變化特征及其形成機理的基礎(chǔ)上,基于概率分析和情景模擬,運用編譯的基于GIS的計算機程序和水文數(shù)學(xué)模型對天津市濱海新區(qū)地面沉降、暴雨內(nèi)澇、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害進行了風(fēng)險評估,依此提出了天津市濱海新區(qū)自然災(zāi)害風(fēng)險管理的對策和建議。本文取得的主要

3、結(jié)論如下:
　　(1)天津市濱海新區(qū)主要自然災(zāi)害各自特征如下:累計地面沉降較大、地面沉降趨勢減緩;海平面持續(xù)上升、月平均海平面汛期較高;降水總體趨于減少、年內(nèi)分配不均、暴雨頻次增多且強度增大;年最高潮位持續(xù)較高、各月出現(xiàn)頻率不均、風(fēng)暴潮出現(xiàn)頻次不斷增加、風(fēng)暴潮災(zāi)害嚴(yán)重。
　　(2)基于自然災(zāi)害系統(tǒng)理論構(gòu)建了既反映累計地面沉降情況又考慮地面沉降主要致災(zāi)因子及其變化發(fā)展趨勢的地面沉降相對風(fēng)險評價指標(biāo)體系,天津市濱海新區(qū)地面沉降相

4、對風(fēng)險評估結(jié)果表明:該區(qū)地面沉降高風(fēng)險區(qū)和較高風(fēng)險區(qū)主要位于漢沽區(qū)城區(qū),塘沽區(qū)胡家園街、杭州道街、向陽街和新港街,津南區(qū)葛沽鎮(zhèn),以及大港區(qū)的中塘鎮(zhèn)和小王莊鎮(zhèn)。
　　(3)鑒于地面沉降演化的地質(zhì)系統(tǒng)漸變性特征,從主要致災(zāi)因子考慮建立地面沉降數(shù)值模型。設(shè)計三種地下水開采方案,編譯計算機程序預(yù)測地下水位動態(tài)變化過程中的地面沉降值,并計算不同方案下的地面沉降損失。至2020年,三種方案下天津市濱海新區(qū)最大累計沉降量分別達650mm、520

5、mm和150mm;全區(qū)平均累計沉降量分別達268mm、177mm和95mm;地面沉降損失分別達122.21×10~8元、80.71×10~8元和43.32×10~8元。
　　(4)自行開發(fā)了基于GIS的洪水淹沒區(qū)計算模塊,利用模塊中無源淹沒程序計算和模擬了不同重現(xiàn)期暴雨內(nèi)澇的淹沒范圍和淹沒深度,根據(jù)不同淹沒水深損失率計算出淹沒損失?，F(xiàn)狀條件下,發(fā)生千年一遇、二百年一遇和五十年一遇暴雨時,天津市濱海地區(qū)分別有22.85％、20.06

6、%和16.42%的土地不同程度受淹,淹沒損失分別達28.16×10~8元、23.89×10~8元和18.46×10~8元。
　　(5)根據(jù)地面沉降和海平面上升預(yù)測結(jié)果設(shè)計了最不利、適中和最理想化三種情景,分別評估了2020年三種情景下不同重現(xiàn)期暴雨內(nèi)澇風(fēng)險。至2020年,發(fā)生千年一遇、二百年一遇和五十年一遇暴雨時,在最不利的情景一下:天津市濱海新區(qū)分別將有32.73%、29.34%和26.01%的土地不同程度受淹,受淹人口分別為2

7、25～338萬、203～305萬和176～264萬,淹沒損失分別達220.89×10~8元、181.39×10~8元和139.12×10~8元;在最理想的情景三下:該區(qū)分別將有29.06%、25.83%和22.58%的土地不同程度受淹,受淹人口分別為200～300萬、179～268萬、150～224萬,淹沒損失分別達174.48×10~8元、135.29×10~8元和111.53×10~8元。
　　(6)根據(jù)歷史上典型風(fēng)暴潮淹沒情

8、景,在現(xiàn)有防潮堤的情況下,運用圣維南和薄壁堰自由出流等公式推求不同頻率風(fēng)暴潮進潮量,利用開發(fā)的有源淹沒程序計算不同頻率風(fēng)暴潮淹沒范圍。天津市濱海新區(qū)出現(xiàn)頻率為5%、1%和0.5%的年最高潮位分別達4.54m、4.92m和5.08m(大沽零點基面);現(xiàn)狀條件下,三種頻率風(fēng)暴潮可能淹沒的土地面積分別達5.25km~2、58.38 km~2和118.50km~2;淹沒損失分別達1.79×10~8元、3.93×10~8元和5.06×10~8元。