風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險管理研究綜述

風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險管理研究綜述

1風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估概述風(fēng)暴潮是中國的主要海上災(zāi)害之一，幾乎只發(fā)生在中國沿海地區(qū)。登陸我國的臺風(fēng)和強溫帶天氣過程往往造成風(fēng)暴潮災(zāi)害,其成災(zāi)頻率高、致災(zāi)強度大,造成的人員和經(jīng)濟損失慘重,僅2012年因風(fēng)暴潮災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟損失就達到126.29億元。風(fēng)暴潮災(zāi)害主要是由異常的風(fēng)暴增水使潮位大幅升高而形成,致災(zāi)因子不僅包括風(fēng)暴潮,還包括天文大潮、近岸浪及其三者之間的耦合作用,甚至還會與上游洪水形成“三碰頭”或“四碰頭”災(zāi)害現(xiàn)象,風(fēng)暴潮不僅會導(dǎo)致港口、碼頭、堤壩等遭受毀損,還包括堤壩被沖垮后,海水漫灘使得沿岸房屋、農(nóng)田、養(yǎng)殖等受淹而發(fā)生災(zāi)害。風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險是風(fēng)暴潮災(zāi)害損失發(fā)生的可能性及不確定性的度量,由于風(fēng)暴潮致災(zāi)因子的多樣性和承災(zāi)體的特殊性,風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險比其他災(zāi)害風(fēng)險具有更大的不確定性。國外對風(fēng)暴潮的風(fēng)險評估開展了許多卓有成效的研究,并研發(fā)了多種風(fēng)暴潮風(fēng)險評估產(chǎn)品。美國國家海洋和大氣管理局、美國國家颶風(fēng)中心等行業(yè)部門與地方政府聯(lián)合自20世紀90年代開始進行風(fēng)暴潮風(fēng)險評估,主要考慮不同強度等級熱帶氣旋的風(fēng)暴潮并制作最大增水產(chǎn)品,供地方政府決策部門、保險公司和社區(qū)群眾等使用。日本基于歷史典型海洋災(zāi)害案例研究,結(jié)合土地利用和孕災(zāi)環(huán)境現(xiàn)狀,在政府主導(dǎo)下綜合考慮風(fēng)暴潮致災(zāi)因子危險性以及沿岸承災(zāi)體分布現(xiàn)狀,制作最大淹沒范圍分布圖、最大淹沒水深分布圖及應(yīng)急疏散圖,用于沿海社區(qū)海洋災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)。1995年美洲國家聯(lián)合開展的加勒比海減災(zāi)項目開發(fā)了熱帶風(fēng)暴災(zāi)害分析系統(tǒng)TAOS(TheArbiterofStorms),模擬強風(fēng)、降雨、風(fēng)暴潮、海浪等致災(zāi)因子全過程情景并分析其綜合危險性,綜合考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟系統(tǒng),制作風(fēng)暴潮災(zāi)害圖和脆弱性等級圖用于人員疏散、避災(zāi)點建設(shè)等。借鑒國外已有研究成果,科學(xué)地認識和評價風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險,對我國風(fēng)暴潮災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)對策研究以及建立我國的風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險防范體系有重要意義。本文系統(tǒng)總結(jié)了國內(nèi)外風(fēng)暴潮危險性、脆弱性以及綜合風(fēng)險評估的研究進展,對典型重現(xiàn)期風(fēng)暴潮估計、可能最大風(fēng)暴潮計算、風(fēng)暴潮物理脆弱性和社會脆弱性分析以及風(fēng)暴潮風(fēng)險評估應(yīng)用進展及不足進行總結(jié)和分析,并提出了我國風(fēng)暴潮風(fēng)險評估急需解決的問題以及未來的研究重點。我國是世界上少有的同時受臺風(fēng)風(fēng)暴潮和溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害影響的國家,渤海灣一帶溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害尤為嚴重,目前溫帶風(fēng)暴潮研究主要集中于溫帶天氣系統(tǒng)天氣過程的重建,溫帶風(fēng)暴潮風(fēng)險評估尚不成體系,本文研究重點突出臺風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估。2風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報的現(xiàn)狀風(fēng)暴潮災(zāi)害危險性評估是風(fēng)暴潮風(fēng)險評估和區(qū)劃工作的重要組成部分,目的是針對災(zāi)害的自然屬性即致災(zāi)強度進行評估,主要內(nèi)容包括風(fēng)暴潮過程的數(shù)值模擬、典型重現(xiàn)期風(fēng)暴潮估計、可能最大風(fēng)暴潮計算。在20世紀50年代歐美開始了對風(fēng)暴潮的數(shù)值預(yù)報研究,現(xiàn)已建立了較為成熟的數(shù)值模式,如美國的SLOSH模式、英國的SEA模式、荷蘭的DSCM模式、澳大利亞的GCOM2D/3D模式、加勒比海地區(qū)的TAOS、丹麥的MIKE12、荷蘭的DELFT3D等商業(yè)模型系統(tǒng)在世界不同地區(qū)得到了實際應(yīng)用,此外印度、日本、孟加拉國等風(fēng)暴潮易發(fā)地區(qū)基于SLOSH和SPLASH等模式,結(jié)合當(dāng)?shù)仫L(fēng)暴潮分布特征建立了業(yè)務(wù)化的區(qū)域風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報模型。20世紀70年代,我國開始研發(fā)風(fēng)暴潮數(shù)值模式,在“七五”、“八五”、“十五”和“十一五”國家科技項目的支持下,建立了我國風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)化系統(tǒng),并在預(yù)警報中實現(xiàn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用,提高了我國風(fēng)暴潮災(zāi)害的預(yù)警報能力。2.1重現(xiàn)期計算方法典型重現(xiàn)期風(fēng)暴潮(TypicalReturnPeriodStormSurge)的估計是一種基于頻率分析的手段,給出一個區(qū)域未來發(fā)生不同嚴重程度風(fēng)暴潮的可能性,是對研究區(qū)風(fēng)暴潮危險性長期特征的反映。百年一遇的風(fēng)暴潮并不是指該區(qū)域在100年內(nèi)風(fēng)暴潮危險性事件必然發(fā)生,而是指該區(qū)域每年發(fā)生這種極端事件可能性達到了0.01。典型風(fēng)暴潮重現(xiàn)期的估計為沿岸重點工程設(shè)計提供了參考標準,以便決策方在工程建設(shè)成本和風(fēng)暴潮防護能力上做出綜合評估從而進行效益的最優(yōu)選擇?；跉v史實測資料的風(fēng)暴潮重現(xiàn)期估計方法主要有經(jīng)典參數(shù)統(tǒng)計分析方法和聯(lián)合概率分布方法(表1)。經(jīng)典參數(shù)統(tǒng)計分析方法在工程設(shè)計典型風(fēng)暴潮重現(xiàn)期中得到了廣泛應(yīng)用,針對潮位或浪高等單要素的典型重現(xiàn)期計算,《海堤工程設(shè)計規(guī)范》中推薦Gumbel分布或皮爾遜—III型分布,許多學(xué)者對韋伯分布、柯西分布、廣義極值分布、帕累托分布、對數(shù)正態(tài)分布、指數(shù)分布等參數(shù)模型也做過嘗試[10~14]。采用這些參數(shù)分布模型時,觀測樣本序列的長短或參數(shù)估計方法的不同都會對重現(xiàn)期計算結(jié)果產(chǎn)生影響。針對天文潮、風(fēng)暴增水、海浪等多要素的重現(xiàn)期計算,多采用建立聯(lián)合概率分布的方法,構(gòu)建多要素連續(xù)或離散的累積概率分布。王超在計算天文潮和風(fēng)暴潮增水疊加的重現(xiàn)期時考慮了時間位相差,提出了風(fēng)暴增水過程與天文潮變化過程隨機組合的概率分析方法。方國洪等基于沿海10個代表性長期驗潮站歷史觀測數(shù)據(jù),通過建立潮汐和余水位的條件聯(lián)合概率分布,認為聯(lián)合概率方法比傳統(tǒng)的極值分布更能充分利用潮位觀測資料,并對比分析了聯(lián)合概率法、相似法、經(jīng)驗統(tǒng)計法、同比差比法估算典型重現(xiàn)期水位的差異性和適用性。劉德輔等將復(fù)合的極值分布方法用于計算核電站等沿海重點工程的典型重現(xiàn)期風(fēng)暴潮,并對比了復(fù)合極值分布與其他經(jīng)驗分布方法的差別。但必須注意的是,潮汐的分布具有周期性,而風(fēng)暴潮增水的分布是非周期性的,計算不同重現(xiàn)期的天文大潮不符合潮汐特征。此外,Copula模型、非參數(shù)估計等概率分析方法在典型重現(xiàn)期風(fēng)暴潮的估計中的應(yīng)用值得深入探討。經(jīng)驗統(tǒng)計方法受限于歷史觀測資料的長短,在考慮尾部極端風(fēng)暴潮災(zāi)害事件以及局部區(qū)域樣本過少時存在較大不確定性。為了克服歷史觀測樣本數(shù)量上和質(zhì)量上的不足,國際上發(fā)展了隨機模擬擴充熱帶氣旋樣本的方法。一種思路是Vichery等提出的全熱帶氣旋路徑模擬,從風(fēng)暴潮的驅(qū)動因子出發(fā),基于歷史熱帶氣旋的年頻次、季節(jié)分布、路徑分布、強度及影響范圍規(guī)律,得出其統(tǒng)計概率特征,模擬熱帶氣旋的生成、發(fā)展、消亡,生成大量熱帶氣旋路徑及強度完整事件樣本,以此為驅(qū)動輸入,利用風(fēng)暴潮數(shù)值模式,模擬每一次熱帶氣旋隨機事件的增水過程,再采用頻率分析方法計算不同重現(xiàn)期的風(fēng)暴潮增水或潮位,從而進行風(fēng)暴潮災(zāi)害危險性的定量分析[23~28]。另外一種思路是通過聯(lián)合概率方法(JointProbabilityMethod,JPM)直接設(shè)定熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)。首先建立熱帶氣旋中心氣壓、最大風(fēng)速半徑、前移速度、前移方向、生成位置等關(guān)鍵參數(shù)的概率分布,分析熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)與增水之間的經(jīng)驗統(tǒng)計關(guān)系,再建立熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)的聯(lián)合概率分布,然后進行參數(shù)組合形成熱帶氣旋假想事件,模擬每一次假想事件的增水過程。由于JPM方法涉及熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)過多,導(dǎo)致聯(lián)合概率計算維度高并且計算量特別大,進而提出了JPM的優(yōu)化方法(JointProbabilityMethod-OptimalSampling,JPM-OS),主要是通過離散求積分和響應(yīng)曲面分析等手段減少計算量,前者是將熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)離散化再抽取樣本;后者是構(gòu)建熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)和風(fēng)暴潮增水之間無量綱的函數(shù),通過敏感性分析方法建立熱帶氣旋位置、中心氣壓差、最大風(fēng)速半徑和風(fēng)暴增水之間的無量綱定量響應(yīng)關(guān)系。JPM及JPM-OS方法的前提假設(shè)是熱帶氣旋6個關(guān)鍵參數(shù)是獨立同變量,而實際上中心氣壓差與最大風(fēng)速半徑等參數(shù)存在極大相關(guān)性。隨機模擬可以解決局部區(qū)域歷史觀測樣本的不足,但對計算要求較高。JPM及JPM-OS方法在美國紐約港、密西西比河沿岸進行了充分案例研究,并且推廣用于美國東海岸的風(fēng)暴潮危險性分析以及沿岸風(fēng)暴潮的風(fēng)險區(qū)劃。2.2通過pmss方法的方法確定臺風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)美國土木工程界在20世紀60年代提出了可能最大暴雨和可能最大洪水的概念,與典型重現(xiàn)期水位設(shè)計標準配合使用,為工程建設(shè)提供設(shè)計參考標準。針對石油鉆井平臺、核電站等重點防護目標,工程設(shè)計領(lǐng)域引進了可能最大風(fēng)暴潮(ProbableMaximumStormSurge,PMSS)。王喜年認為PMSS的計算應(yīng)包括3個步驟:(1)選擇可靠的風(fēng)暴潮模式;(2)確定可能最大熱帶氣旋(ProbableMaximumHurricane,PMH)關(guān)鍵參數(shù);(3)確定PMH移動路徑。PMH是一種假想的平穩(wěn)狀態(tài)的熱帶氣旋,它是根據(jù)可以在待定海岸地區(qū)發(fā)生最大持續(xù)風(fēng)速所選擇的氣象參數(shù)值的組合,而PMSS是PMH在最有利于工程所在地發(fā)生風(fēng)暴增水的行進路徑下發(fā)生的風(fēng)暴潮,PMSS的設(shè)定應(yīng)該考慮研究區(qū)自然地理位置、海域條件、天文氣象條件、陸地水文條件(如河口洪水影響)等各種因素。劉科成分析了歷史上影響上海港的最嚴重的幾次臺風(fēng)特征,選取典型臺風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)的“最惡劣者”的組合形成“模式臺風(fēng)”,根據(jù)臺風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)和風(fēng)暴增水的經(jīng)驗統(tǒng)計關(guān)系獲取了上海港的可能最大增水,然后疊加臺風(fēng)季節(jié)的天文潮極值獲得上海港PMSS。這種方法在選取歷史典型熱帶氣旋上具有一定的主觀性,而且采取經(jīng)驗公式獲取風(fēng)暴潮增水存在一定誤差。根據(jù)PMSS計算的3個基本步驟,我國依據(jù)《核安全導(dǎo)則》中的方法完成了連云港、陽江等核電站的PMSS計算,并且將PMSS的計算推廣形成了行業(yè)標準,在多個重要港口進行了分析研究[41~45]。而劉德輔等認為《核安全導(dǎo)則》中提出的PMH設(shè)定方法對極端的熱帶氣旋災(zāi)害事件考慮不足,會導(dǎo)致計算得到的PMSS估計值存在誤差,提出了一種在考慮熱帶氣旋帶來后果(風(fēng)暴潮、次生洪水、強風(fēng)巨浪等)的雙層嵌套多目標概率模型,外層是計算PMH關(guān)鍵參數(shù)的復(fù)合極值分布模型,而里層是考慮PMH影響的多種致災(zāi)因素概率預(yù)測。該方法考慮的因素較多,需要引入隨機模擬、分層抽樣等求解技術(shù),計算也較為復(fù)雜,在進行里層概率預(yù)測時未提出明確的目標函數(shù),用于PMSS計算不便于大范圍推廣。但可以基于這種方法,在精簡外層考慮參數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合風(fēng)暴潮數(shù)值模式,提出明確的風(fēng)暴增水效益函數(shù)循環(huán)控制以確定研究區(qū)的最佳PMSS。國外針對可能最大風(fēng)暴潮及其引起的可能最大淹沒范圍開展了一系列的研究。日本基于歷史上有記錄以來的最大臺風(fēng)事件——伊勢灣臺風(fēng),以此作為可能最大熱帶氣旋基準參數(shù)進行臺風(fēng)路徑平移,完成不同區(qū)域PMSS關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置。這種方法具有較大適用性,而且易于在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。美國對PMSS的研究歷史較長,工作也較為系統(tǒng)。早期的方法是按照臺風(fēng)強度分類(3~5類),結(jié)合SLOSH模式,計算研究區(qū)歷史臺風(fēng)移速平均值條件下每一類所有臺風(fēng)的最大可能淹沒陸地范圍,通常以第5類臺風(fēng)會產(chǎn)生的風(fēng)暴潮為PMSS。美國陸軍工程兵團支持的項目“CoastalNavigationHydrodynamicsResearchProgram”總結(jié)了一套對風(fēng)暴潮進行頻率分析及PMSS估計的EST(EmpiricalSimulationTechnique)估計方法,并以卡羅萊納州南部沿岸進行了系統(tǒng)性的研究,它是借鑒非參數(shù)統(tǒng)計當(dāng)中自助法的思想,基于有限的歷史觀測數(shù)據(jù),將熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)(潮汐相位、中心氣壓差、最大風(fēng)速、最大風(fēng)速半徑、風(fēng)眼距登陸點距離、前移速度)看作輸入向量,不斷進行重抽樣產(chǎn)生訓(xùn)練樣本,結(jié)合ADCIRC(TheAdvancedCirculationmodel)數(shù)值模式,構(gòu)建輸入向量和目標變量風(fēng)暴潮位高低之間的函數(shù)。EST方法的優(yōu)點是遵從了歷史關(guān)鍵參數(shù)的分布特征,并且不依賴熱帶氣旋關(guān)鍵參數(shù)之間的相關(guān)性,但估計得到的PMSS結(jié)果可能會過于極端,給工程設(shè)計帶來巨大成本,這種方法只為美國東海岸一些國家大型重點工程設(shè)計標準提供參考。3風(fēng)暴潮災(zāi)災(zāi)害后果的定量分析脆弱性是災(zāi)害系統(tǒng)最重要的屬性之一,是溝通致災(zāi)因子和承災(zāi)體災(zāi)害風(fēng)險的橋梁。脆弱性是社會系統(tǒng)“暴露程度”和“應(yīng)對能力”2個變量的函數(shù),具有一定的社會屬性和自然屬性。風(fēng)暴潮的脆弱性與沿海社會經(jīng)濟、人口以及自然環(huán)境的承載力顯著相關(guān),是社會、經(jīng)濟、自然與環(huán)境和風(fēng)暴潮災(zāi)害系統(tǒng)本身相互作用的表征形式。風(fēng)暴潮的脆弱性反映了沿岸承災(zāi)體對風(fēng)暴潮災(zāi)害的抗打擊能力大小,風(fēng)暴潮脆弱性的研究對沿海區(qū)域重大工程建設(shè)、災(zāi)害快速損失評估、防災(zāi)減災(zāi)對策研究、人員應(yīng)急疏散、風(fēng)險轉(zhuǎn)移及風(fēng)暴潮災(zāi)害保險體制建立有重要意義,一般包括物理脆弱性和社會脆弱性兩大方面。物理脆弱性是指不同致災(zāi)強度作用下承災(zāi)體發(fā)生損失的可能性大小,是一種微觀尺度的定量估計。風(fēng)暴潮物理脆弱性分析是采用定量分析的手段,一般通過構(gòu)建風(fēng)暴增水(或潮位)、淹沒水深與沿岸承災(zāi)體損失之間的函數(shù)關(guān)系,構(gòu)造脆弱性損失矩陣或建立脆弱性曲線來確定不同致災(zāi)強度作用下承災(zāi)體的損失率大小?；跒?zāi)后的經(jīng)濟調(diào)查或?qū)嶒災(zāi)M,可以根據(jù)不同地區(qū)不同財產(chǎn)類別分別建立風(fēng)暴潮損失率與淹沒水深的關(guān)系曲線或關(guān)系表。美國陸軍工程兵團基于歷史風(fēng)暴洪水災(zāi)情數(shù)據(jù),構(gòu)建了7類典型建筑物及其內(nèi)部財產(chǎn)的淹沒水深—損失率曲線,考慮了建筑物的層數(shù)以及是否有地下室。浙江水利河口研究院基于浙江省歷史上典型的臺風(fēng)風(fēng)暴潮案例,將河口區(qū)財產(chǎn)類型分為7個大類24個小類,分別采用不同的方法計算得到各類財產(chǎn)類型的風(fēng)暴潮脆弱性損失矩陣。Kleinosky等利用SLOSH模型模擬得到不同強度風(fēng)暴潮的增水高度,結(jié)合高精度的DEM數(shù)據(jù)和承災(zāi)體分布,設(shè)計不同風(fēng)暴強度下的承災(zāi)體淹沒情景,以此進行統(tǒng)計得到風(fēng)暴潮脆弱性曲線,進而對風(fēng)暴潮風(fēng)險進行定量評估。Jonkman等基于美國、英國、日本、荷蘭等國家的災(zāi)情數(shù)據(jù),建立了針對這些地區(qū)的潮災(zāi)人口脆弱性模型,用于人口傷亡的災(zāi)害評估。必須注意的是,風(fēng)暴潮的物理脆弱性曲線橫軸指標致災(zāi)強度不僅僅與淹沒水深有直接關(guān)系,還與淹沒時間長短、淹沒季節(jié)、水流流速、海水鹽度等多種因素相關(guān)。社會脆弱性是整個社會系統(tǒng)在災(zāi)害影響下所表現(xiàn)出來的自然屬性,是一種宏觀尺度的定性或半定量評價。史培軍等提出“轉(zhuǎn)入—轉(zhuǎn)出”機制來刻畫社會系統(tǒng)的社會脆弱性,它是將社會看成一個單一平衡或多平衡的系統(tǒng),在風(fēng)暴增水等外力作用下,受風(fēng)暴潮影響的社會系統(tǒng)災(zāi)害發(fā)生前后會產(chǎn)生一種“轉(zhuǎn)入—轉(zhuǎn)出”機制,這種機制所引發(fā)的社會系統(tǒng)的應(yīng)對能力直接決定了風(fēng)暴潮社會脆弱性的高低。而Wisner等提出了一種“壓力—釋放”災(zāi)害模型,通過對澳大利亞、加勒比海、孟加拉灣以及阿拉伯海等受風(fēng)暴潮影響較大的沿岸國家進行長時間序列的案例分析,發(fā)現(xiàn)風(fēng)暴潮的社會脆弱性會引起沿岸地區(qū)土地利用、居民生活生產(chǎn)方式、社會分工甚至國家政權(quán)的變更。更多的社會脆弱性評估是利用一種半定量的手段來反映不同區(qū)域脆弱性的相對等級,主要方式是通過對風(fēng)暴潮影響區(qū)域的承災(zāi)體分布進行分類分級,然后采用指標設(shè)計、層次分析、專家打分等方法對沿岸風(fēng)暴潮的脆弱性進行等級劃分[60~62],但這種方法的指標體系構(gòu)建以及權(quán)重賦值是難點。4風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估風(fēng)暴潮的綜合風(fēng)險評估反映的是研究區(qū)未來風(fēng)暴潮災(zāi)害的期望損失水平,是風(fēng)暴潮風(fēng)險管理的基礎(chǔ)。風(fēng)暴潮綜合風(fēng)險評估主要包括2個方面的工作:(1)風(fēng)暴潮災(zāi)害損失的估計,包括災(zāi)前預(yù)評估、災(zāi)中應(yīng)急評估、災(zāi)后綜合評估等;(2)系統(tǒng)考慮研究區(qū)風(fēng)暴潮的危險性和脆弱性,計算未來風(fēng)暴潮災(zāi)害的期望及典型重現(xiàn)期的損失水平。風(fēng)暴潮綜合評估的結(jié)果是城市規(guī)劃、應(yīng)急疏散、災(zāi)后定損、災(zāi)害保險的理論基礎(chǔ)。國內(nèi)的風(fēng)暴潮風(fēng)險評估主要側(cè)重風(fēng)暴潮災(zāi)害的危險性研究,風(fēng)暴潮綜合風(fēng)險評估有待深入。早期研究主要根據(jù)致災(zāi)因子強度對風(fēng)暴潮災(zāi)害進行等級劃分確定不同等級的災(zāi)度,然后通過不同的數(shù)學(xué)模型進行回歸,構(gòu)建風(fēng)暴潮災(zāi)害損失與災(zāi)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,以此對風(fēng)暴潮進行損失估計或風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃[64~66],這種方法一般都是構(gòu)建經(jīng)驗的統(tǒng)計模型,避開了對承災(zāi)體脆弱性進行精確的定量刻畫,損失評估結(jié)果誤差也較大。國家海洋環(huán)境預(yù)報中心和北京師范大學(xué)合作,基于沿海潮位站歷史觀測資料和沿海經(jīng)濟、人口分布,綜合考慮風(fēng)暴潮災(zāi)害危險性和脆弱性,繪制了我國國家尺度風(fēng)暴潮危險性等級圖、脆弱性等級圖以及綜合風(fēng)險等級圖。日本“3.11”地震海嘯后,由國家海洋局牽頭,按照多部門參與、涵蓋多災(zāi)害種類的原則,編制了《風(fēng)暴潮風(fēng)險評估和區(qū)劃技術(shù)導(dǎo)則》,并與我國海洋災(zāi)害重點防御區(qū)選劃工作相結(jié)合,正在開展國家、省、市、縣尺度的風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估和區(qū)劃試點工作。風(fēng)暴潮風(fēng)險評估在保險領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用,國外研究機構(gòu)、商業(yè)模型保險公司等針對風(fēng)暴潮風(fēng)險評估及損失綜合評估開發(fā)了一系列模型,用于保險費率的厘定以及災(zāi)后理賠定損。美國聯(lián)邦應(yīng)急管理署開發(fā)的多災(zāi)種損失評估軟件MH-HAZUS模型在洪水模塊中考慮了風(fēng)暴潮引發(fā)沿岸淹沒的影響,可以評估風(fēng)暴潮及其帶來的洪水產(chǎn)生的直接破壞、間接損失評估及次生災(zāi)害影響評估,為災(zāi)后的風(fēng)暴潮應(yīng)對提供科學(xué)的決策支持。阿姆斯模型公司采用隨機模擬方法生成大樣本風(fēng)暴潮災(zāi)害事件,基于動力學(xué)建立了不同的潰堤情景,考慮淹沒水深、淹沒持續(xù)時間等因素開發(fā)風(fēng)暴潮—洪水損失評估模型,反演了1953年以來的典型風(fēng)暴潮淹沒災(zāi)害案例,計算風(fēng)暴潮發(fā)生地區(qū)的河口災(zāi)害風(fēng)險以及典型重現(xiàn)期的風(fēng)暴潮災(zāi)害損失,用于巨災(zāi)保險的費率厘定。EQECAT巨災(zāi)風(fēng)險模型公司根據(jù)亨伯河口和泰晤士河河口等歐洲地區(qū)實際情況,采用經(jīng)驗統(tǒng)計方法,開發(fā)了風(fēng)暴潮災(zāi)情評估模型。AIRWorldwide模型公司在美國和澳大利亞的區(qū)域臺風(fēng)風(fēng)險模型中將風(fēng)暴潮模塊作為臺風(fēng)次生災(zāi)害,開發(fā)了風(fēng)暴潮損失評估模塊。我國對風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估的保險應(yīng)用進行了初步探討,但尚未建立完整的風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險保險轉(zhuǎn)移機制。如趙昕等對風(fēng)暴潮損失數(shù)據(jù)進行了分布擬合,判別風(fēng)暴潮災(zāi)害的損失特征,并依據(jù)保險精算理論對風(fēng)暴潮災(zāi)害保險進行定價研究,探討了風(fēng)暴潮災(zāi)害保險的操作可行性。國內(nèi)的風(fēng)暴潮災(zāi)害綜合風(fēng)險評估技術(shù)體系還不成熟,風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估結(jié)果不足以滿足實際應(yīng)用需求。風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估尚未形成符合我國風(fēng)暴潮災(zāi)害分布特征的各類承災(zāi)體定量化脆弱性評估模型,風(fēng)暴潮災(zāi)害應(yīng)急疏散圖等應(yīng)急產(chǎn)品嚴重缺乏,僅國家海洋環(huán)境預(yù)報中心在河北省黃驊等地進行了風(fēng)暴潮淹沒模擬,并對風(fēng)暴潮災(zāi)害應(yīng)急疏散圖制作開展了初步嘗試。美國等發(fā)達國家開展了大量的災(zāi)害實地調(diào)查,建立了各種承災(zāi)體定量脆弱性曲線,并運用不同物理統(tǒng)計方法對典型重現(xiàn)期風(fēng)暴潮和PMSS進行了對比分析,形成了推薦性的技術(shù)導(dǎo)則,評估結(jié)果用于沿海避難場所選址以及應(yīng)急疏散圖制作,在風(fēng)暴潮應(yīng)急中發(fā)揮了實際應(yīng)用。隨著災(zāi)害保險特別是巨災(zāi)保險和巨災(zāi)再保險市場的發(fā)展,傳統(tǒng)的風(fēng)暴潮災(zāi)害損失經(jīng)驗統(tǒng)計模型滿足不了應(yīng)用的需求,國外發(fā)展了基于風(fēng)暴潮災(zāi)害事件模擬仿真的物理統(tǒng)計模型,其發(fā)揮了越來越大的作用,這些經(jīng)驗都值得國內(nèi)借鑒學(xué)習(xí)。5我國風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險評估的展望災(zāi)害的定量化、模型化、系統(tǒng)化是自然災(zāi)害風(fēng)險管理的熱點和趨勢。風(fēng)暴潮物理過程的數(shù)值模擬通過近幾十年的發(fā)展形成了一批成熟的模式,促進了風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)警報技術(shù)的業(yè)務(wù)化應(yīng)用,為風(fēng)暴潮的危險性研究奠定了堅實基礎(chǔ)。國外基于風(fēng)暴潮危險性