目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意義 2
1.3 主要研究?jī)?nèi)容 3
第2章 氣候變化對(duì)未來(lái)極端事件的影響 5
2.1 區(qū)域氣候模式構(gòu)建 5
2.1.1 區(qū)域氣候模式簡(jiǎn)介 5
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和資料方法 7
2.2 研究方法 9
2.2.1 極端氣候指標(biāo) 9
2.2.2 Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn) 9
2.2.3 平均誤差、誤差標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)系數(shù) 10
2.3 珠三角地區(qū)氣候模式模擬能力檢驗(yàn) 10
2.3.1 珠三角地區(qū)月氣溫和月降雨的模擬與檢驗(yàn) 10
2.3.2 珠三角地區(qū)極端事件的模擬與檢驗(yàn) 13
2.4 RegCM4.6對(duì)珠三角地區(qū)未來(lái)氣候的模擬 16
2.4.1 珠三角地區(qū)月氣溫與月降雨預(yù)估 16
2.4.2 珠三角地區(qū)極端事件預(yù)估 17
2.4.3 未來(lái)時(shí)期極端指標(biāo)變化趨勢(shì)空間分布 20
2.5 小結(jié) 22
第3章 城市化對(duì)極端降雨的影響 23
3.1 珠三角地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程 23
3.1.1 自然地理概況 23
3.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況 24
3.1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源 26
3.1.4 土地城鎮(zhèn)化進(jìn)程 27
3.1.5 人口城鎮(zhèn)化進(jìn)程 33
3.2 珠三角地區(qū)降雨結(jié)構(gòu)時(shí)空演變特征 36
3.2.1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來(lái)源 36
3.2.2 研究方法 38
3.2.3 降雨歷時(shí)變化特征 39
3.2.4 降雨等級(jí)變化 42
3.3 珠三角地區(qū)極端降雨時(shí)空演變特征 46
3.3.1 指標(biāo)定義 47
3.3.2 年極端降雨變化特征 48
3.3.3 汛期極端降雨變化特征 51
3.3.4 暴雨雨型及變化特征 55
3.4 城市下墊面變化對(duì)夏季降雨影響 56
3.4.1 研究區(qū)域概況 56
3.4.2 中尺度氣象模式模擬方案設(shè)置 57
3.4.3 WRF模式構(gòu)建 57
3.4.4 模式土地利用替換與人為熱修正 59
3.4.5 模擬結(jié)果驗(yàn)證 61
3.4.6 模擬結(jié)果分析 64
3.5 小結(jié) 69
第4章 城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法 71
4.1 城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概述 71
4.1.1 基本概念 71
4.1.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程 73
4.1.3 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)尺度 74
4.1.4 空間評(píng)估單元選取方法 75
4.2 城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法 81
4.2.1 頭腦風(fēng)暴法 81
4.2.2 結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化訪談 81
4.2.3 德?tīng)柗品?82
4.2.4 問(wèn)卷調(diào)查法 82
4.3 城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析方法 82
4.3.1 基于歷史災(zāi)情數(shù)據(jù) 82
4.3.2 基于指標(biāo)體系 83
4.3.3 基于遙感技術(shù)和GIS 技術(shù)耦合 83
4.3.4 基于情景模擬 84
4.4 指標(biāo)體系及其權(quán)重計(jì)算方法 84
4.4.1 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系構(gòu)建 84
4.4.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法 86
4.5 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃方法 91
4.5.1 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃等級(jí) 91
4.5.2 相等間隔法 92
4.5.3 分位數(shù)法 92
4.5.4 均值-標(biāo)準(zhǔn)差法 92
4.5.5 自然斷點(diǎn)法 92
4.5.6 隸屬度函數(shù)法 93
4.5.7 水利部洪澇等級(jí)劃分法 93
4.6 小結(jié) 96
第5章 基于指標(biāo)體系法的城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 98
5.1 珠三角地區(qū)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 98
5.1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建 98
5.1.2 指標(biāo)數(shù)據(jù)分析與處理 98
5.1.3 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算 102
5.1.4 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃變化 105
5.2 深圳市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 109
5.2.1 研究區(qū)概況 109
5.2.2 模糊評(píng)級(jí)法 111
5.2.3 數(shù)據(jù)收集與處理 112
5.2.4 模糊綜合評(píng)價(jià) 116
5.2.5 城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 117
5.3 小結(jié) 119
第6章 基于情景模擬的城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 121
6.1 InfoWorks ICM概述 121
6.2 廣州市東濠涌流域暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 122
6.2.1 研究區(qū)域概況 122
6.2.2 東濠涌流域城市洪澇仿真模型構(gòu)建 125
6.2.3 城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建 130
6.2.4 城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重計(jì)算 136
6.2.5 城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃 139
6.3 深圳市民治片區(qū)暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 143
6.3.1 研究區(qū)域概況 143
6.3.2 InfoWorks ICM模型構(gòu)建 146
6.3.3 暴雨內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系構(gòu)建 148
6.3.4 城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 151
6.3.5 深圳市內(nèi)澇災(zāi)害居民室內(nèi)財(cái)產(chǎn)損失曲線構(gòu)建 154
6.4 珠海市香洲區(qū)暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 160
6.4.1 研究區(qū)域概況 160
6.4.2 基于InfoWorks ICM的珠海市香洲城區(qū)雨洪模型構(gòu)建 161
6.4.3 基于系統(tǒng)性能曲線的彈性計(jì)算公式及其改進(jìn) 166
6.4.4 融合彈性的城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 179
6.5 小結(jié) 187
第7章 基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法的城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 190
7.1 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的珠三角洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建 190
7.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)模型在洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的應(yīng)用 190
7.1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)模型選取 191
7.1.3 珠三角洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建 192
7.1.4 機(jī)器學(xué)習(xí)模型性能評(píng)價(jià)方法 196
7.2 模型超參數(shù)選取及比較 196
7.2.1 超參數(shù)優(yōu)化 196
7.2.2 測(cè)試集上模型表現(xiàn) 197
7.2.3 利用內(nèi)澇黑點(diǎn)驗(yàn)證模型合理性 198
7.3 風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)在規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因子分析 200
7.3.1 洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果風(fēng)險(xiǎn) 200
7.3.2 極高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分析 201
7.3.3 洪澇風(fēng)險(xiǎn)主要驅(qū)動(dòng)因子分析 202
7.4 討論分析 203
7.4.1 機(jī)器學(xué)習(xí)模型的選取 203
7.4.2 洪澇風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略 204
7.5 小結(jié) 204
第8章 氣候變化與城市化對(duì)城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)的影響 206
8.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 206
8.2 驅(qū)動(dòng)因子選取及指標(biāo)體系構(gòu)建 206
8.3 情景設(shè)置 207
8.3.1 氣候變化情景 207
8.3.2 城市化情景 209
8.3.3 未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)情景 210
8.3.4 RCPs-Urbanization-SSPs模型 211
8.4 研究方法 212
8.4.1 層次分析法 212
8.4.2 熵權(quán)法 212
8.4.3 綜合權(quán)重 213
8.4.4 權(quán)重分析 213
8.5 集對(duì)分析法 214
8.5.1 集對(duì)分析法原理 214
8.5.2 洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型 214
8.6 未來(lái)情景珠三角地區(qū)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn) 216
8.7 不同排放情景對(duì)珠三角地區(qū)洪澇風(fēng)險(xiǎn)的影響 218
8.8 不同共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)情景對(duì)珠三角地區(qū)洪澇風(fēng)險(xiǎn)的影響 219
8.9 小結(jié) 221
參考文獻(xiàn) 222