不同海平面上升情景模拟下海岸带灾害损失评估

【摘要】在全球气候变化背景下导致的海平面上升、极端气候事件等现象的日趋严重,引发了多种海洋和海岸带灾害加剧,使得我国沿海城市成为各类海洋灾害的频发区,各类海洋灾害导致的经济损失也呈现递增趋势。如何准确评估海平面上升导致的海岸带地区灾害损失,是海岸带地区制定防灾减灾和可持续发展战略的基础。本研究以长三角地区为研究区域,采用双嵌套网格风暴潮-天文潮耦合数值预报模型(NestedCoupledTide-surgePredictionModel,简称NCTSM模型)、地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)、夜间遥感技术和数理统计分析方法相结合,进行我国海岸带在不同海平面上升情景模拟下的灾害损失评估研究,主要研究结果如下：(1)本研究采用双嵌套网格风暴潮-天文潮耦合数值预报模型(NCTSM模型),生成了9种不同海平面上升情景THmax-0.3m、Hmax-0.3m、CHmax-0.3m、THmax-0.6m、Hmax-0.6m、CHmax-0.6m、THmax-1.0m、Hmax-1.0m和CHmax-1.0m,用以评估不同海平面上升情景叠加风暴潮的灾害损害评估。(2)长三角地区受影响的GDP值和人口从大到小的情景均是依次为CHmax-1.0m’情景、Hmax-1.0m情景、CHmax-0.6m’情景、THmax-1.0m’情景、Hmax-0.6m情景、CHmax-0.3m’隋景、Hmax-0.3m和THmax-0.3m’情景。受淹没的土地利用面积程度与GDP和人口的情景大致一致。(3)GDP、人口、土地利用面积和交通线路受损程度最严重的均在CHmax-1.0m’情景时(海平面上升1.0m时最大天文潮和风暴潮耦合叠加时的情景,分别损失38188亿元、4362万人、3399km2和180000km)；在此情景下,仅有上海市和温州市GDP受影响程度超过了一半(温州损失2168亿元,占温州GDP总量的59.10%)。可以发现海平面上升使得风暴潮带来的损失急剧增加。(4)在9种情景中,GDP、人口、土地和交通线路有受损的城市基本都集中在沿海地区,上海市在所有情景中受影响的GDP和人口均是最严重的(GDP损失介于1459～18177亿元之间,占上海市当年GDP总量的2.00%～90.23%；人口损失介于176～1973万人之间,占上海市当年总人口数的7.30%～82.00%)。(5)在9种情景中,受淹没土地面积的城市从大到小依次主要有温州市(损失7124km2)、杭州市(损失6860km2)、南通市(损失5455km2)、宁波市和上海市；耕地在所有情景中几乎都是受损程度最严重的(损失在401～23646km2之间)；随着高水位情景的出现,长三角地区的建设用地风险性较大,其次是林地。(6)在海平面上升为同一水平时,研究区总土地受损程度由大到小依次为在最大天文潮叠加台风风暴潮情景(CHmax’情景)、台风风暴潮情景中(Hmax情景)、平均最大天文潮位情景(THmax’情景)；在同一个THmax、Hmax或CHmax潮位情景中,随着海平面逐渐从0.3m上升到1.0m,尤其在0.6m上升到1.0m的情景中,研究区总土地面积受损情况均呈现上升趋势,其受损的上升幅度也在增大；在同一个THmax、Hmax或CHmax潮位情景中,随着海平面逐渐从0.3m上升到1.Om,尤其在0.6m上升到1.0m的情景中,耕地都是灾损率上升幅度最大的土地利用类型,也是受影响面积最大的土地利用类型；而裸地、林地随着海平面上升,其受损程度上升的幅度最小。(7)在所有情景中,城市道路交通线路均是受灾程度最高的交通运输类型(损失介于10000～160000km,占交通总线路的2.23～47.50%),铁路和国家主干道受损程度相当(基本介于0～10000km之间,仅占总线路的0.01～3.90%)。无论是出于海平面上升为同一水平时还是处于同一个THmax、Hmax或CHmax潮位情景中,城市交通运输线均是灾损率最高和增幅最大的交通运输类型,铁路和国家主干道灾损率相当,但严重低于城市道路交通线路。本研究的特色和创新之处在于：(1)本研究与很多前人研究相比,在DEM和土地利用数据分辨率上都有所提高,对于大尺度的灾害研究来说,增加了评估的准确性。(2)在国内首次将夜光遥感技术应用到海岸带灾害损失评估中,为本研究日后的研究提供新思路。(3)本研究在国内首次将NCTSM模型和ArcGIS平台进行耦合,构建了不同海平面上升情景模拟下的淹没分析过程,为评估工作提供新思路。
【作者】林琛琛；
【导师】彭本荣；
【作者基本信息】厦门大学，环境管理，2014，硕士
【副题名】以长三角地区为例
【关键词】海平面上升情景；NCTSM模型；ArcGIS；灾害损失评估；长三角地区；

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