城市洪涝灾害脆弱性的综合量化模型与时空模拟

Urban flood vulnerability is a significant concept in Risk, Management, Geography, Hydrology, etc. As a cross-discipline subject, its research outcomes and methods are generally suffered many problems. For example, the associated assessment indicator system is unique, the conceptual model is generalized, and the assessment method is qualitative and impractical. This project will seek advantages for urban flood vulnerability study through combining the methods both in GIS and urban flood vulnerability, fully considering the spatial and temporal characteristics of urban flood vulnerability, and building a study mainline consisting of cognition, quantitative, evolution of urban flood vulnerability. By studying the urban surface discretization method with consideration of multiply factors, the spatial form of vulnerability unit and its attributes expression will be investigated. Based on the spatial distributional method of physical and socio-economic attributes, the comprehensive quantitative model of urban flooding vulnerability will be proposed. With design of the short-term and long-term dynamic simulation for urban flood vulnerability, its spatial distribution characteristics and spatio-temporal evolution model will be explored. This project will produce a new framework for urban flood vulnerability, improve the concept foundation of urban flood vulnerability, and expand as well as optimize its application ability. In the meantime, the theoretical and methodological development of GIS in geographical analysis and geographical modeling will also be promoted.

城市洪涝灾害脆弱性是灾害、管理、地理、水文等学科领域研究的重要理论问题，其综合性及交叉性的研究特点使得相关研究的成果与方法普遍存在评价指标单一、概念模型泛化、评估方法定性和可操作性差等局限。本研究拟联姻GIS与城市洪涝灾害脆弱性等相关方法，围绕脆弱性的时空特征，以“形”、“数”、“理”的研究为主线，通过顾及多要素的城市洪涝灾害脆弱性空间离散方法，研究脆弱性单元的空间形态及其属性特征的表达（“形”），利用自然要素与社会经济要素的空间化方法，构建城市洪涝灾害脆弱性综合量化模型（“数”），设计城市洪涝灾害脆弱性短历时与长历时的动态模拟方法，探究其空间分布特征与时空演变规律（“理”）。本研究将形成新的城市洪涝灾害脆弱性研究脉络，丰富城市洪涝灾害脆弱性研究的学科理论，拓展和完善城市洪涝灾害脆弱性实践应用体系，同时也有助于推动GIS在地理分析与地理过程模拟研究中相关理论与方法的发展。

随着全球气候变暖，极端气候事件增多，暴雨洪涝灾害发生越来越频繁、影响越来越严重，是人类面临的全球性重大问题之一。综合考虑自然要素与人文要素作用下的城市洪涝灾害脆弱性研究已经成为现代地理学诠释“人-地”系统作用机制，探索人类活动的生态环境效应的重要科学途径，是灾害、管理、地理、水文等学科领域研究的前沿科学问题。.本研究联姻GIS与城市洪涝灾害脆弱性等相关方法，突破传统脆弱性研究普遍存在的评价指标单一、概念模型泛化、评估方法定性和可操作性差等理论及方法问题，围绕脆弱性的时空特征，综合开展了城市洪涝灾害脆弱性的特征认知（形）、综合量化（数）与时空演变规律（理）的研究。本研究以浙江省丽水市、江苏省南京市和英国为主要研究区域，提出了面向城市洪涝灾害模拟的降雨预测方法，形成了城市洪涝灾害空间认知与脆弱性单元划分方法；利用自然要素与社会经济要素的空间化方法，构建了面向脆弱性动态计算的城市洪涝灾害模型，研发了耦合自然-社会经济的城市洪涝灾害脆弱性计算方法；探究了空间分布特征与时空演变规律，实现了暴雨情景下的城市洪涝灾害交通脆弱性模拟和多尺度城市洪涝灾害脆弱性时空动态模拟。本研究形成了新的城市洪涝灾害脆弱性研究脉络，研究成果丰富了城市洪涝灾害脆弱性研究的学科理论，拓展和完善了城市洪涝灾害脆弱性实践应用体系，同时也推动了GIS在地理分析与地理过程模拟研究中相关理论与方法的发展。.本项目在研期间共发表论文20篇，其中SCI收录论文16篇，授权国家发明专利4项，获得软件著作权1项，培养博士/硕士研究生10名，进行国际交流5次，参加国际会议4次、国内会议5次。