全球变化背景下海岸带洪水风险多维分析

Recent researches show that sea level's slight rise will cause great changes on return period of extreme high water level, consequently, it will increase coastal flood risk. However, most studies on large scale coastal flood risk comparatively are qualitative investigations. In terms of the trend of coastal flood risk progress under global change, the present study puts forward the new plan of coastal flood modelling and a multidimensional approach to coastal flood risk based on large scale data obtained by remote sensing .The present research (1) comprehensively analyses T/P Jason-1 height data and tide-gauge station record, predicts changes of extreme high water level under future global change; (2) studies the large-scale coastal flood modelling based on multisource, quantitatively discloses the temporal-spatial rule of extreme high water level by simulating the flood progress via two-dimensional hydraulic model; (3)investigates the three-dimensional visualization approach of flood temporal-spatial progress, so that to conclude the nature and trend of coastal flood risk under global change.The present research will further disclose the rule of coastal flood temporal-spatial progress under global change, provide guidelines for flood risk reduction, precausion and make strategies for coastal suatainable development.

近年来观测结果表明，海平面的轻微上升将引起风暴潮极值水位回归周期的极大变化，增加了海岸带洪水风险。目前大尺度海岸带洪水风险研究多停留在定性研究阶段。针对全球变化背景下海岸带洪水风险演变趋势的科学问题，本研究提出了基于遥感数据的大尺度海岸带洪水建模新思路和海岸带洪水风险的多维分析新方法。研究内容包括：（1）综合分析遥感测高数据、验潮站一维观测数据，利用统计分析方法，预测未来全球变化情景下的极值水位变化；（2）融合多源遥感数据，研究大尺度海岸带洪水建模方法，利用二维水动力模型模拟洪水过程，定量揭示极值水位下洪水风险时空规律；（3）研究洪水时空演进三维可视化模拟方法，从三维视角分析全球变化背景下海岸带洪水风险的特性与变化趋势。通过上述研究，将进一步揭示全球变化背景下的海岸带洪水时空变化规律，为减灾防灾、制定海岸带可持续发展策略提供依据。

气候变化加剧了全球范围内的灾害风险，已成为人类面临的重大挑战。海岸洪水灾害是发生频率最高，损失最严重的自然灾害之一，针对气候变化背景下海岸洪水风险演变趋势的科学问题，本研究提出了基于遥感数据的大尺度海岸洪水建模新思路，从区域大尺度上定量分析海岸洪水风险气候变化的响应规律。研究内容和主要成果包括：.（1）气候变化背景下海岸洪水极值水位分析研究。基于极值理论对当前海平面条件下的海岸洪水极值水位回归周期进行了分析，采用海平面偏移法对气候变化情景下的不同频率极值水位变化趋势进行了预测。.（2）海岸地区DEM高程精度分析。DEM精度对于洪水建模至关重要。本项目以ICESat/GLAS高程数据和RTK GPS地面测量点为参考，对低海拔海岸地区的SRTM和ASTER DEM数据高程精度进行了分析，揭示了研究区域内DEM精度的空间变化规律。.（3）基于遥感数据和简化的水动力模型的大尺度海岸洪水建模方法研究。提出了基于车载Lidar数据、三维模型表面滤波和DEM河道高程修正三步法改进DEM精度，并利用土地覆盖数据获得地表曼宁系数，进一步提高了水动力模型洪水建模的物理真实性。.（4）以渤海西岸527 km海岸线沿岸为例，将本研究提出的方法应用于海岸洪水风险气候变化区域响应分析。定量分析了不同海平面上升情景下海岸洪水演进时空规律，揭示了未来情景下海岸洪水风险的区域响应特征。. 本研究系统的提出了气候变化背景下海岸洪水风险定量评估的方法，研究成果既可以应用于洪水灾害管理、海岸城市规划等决策部门，也可以应用于商业保险领域，具有一定的科学意义和现实意义。