气候变化情景下洪水灾害对社会经济的影响——以长江中下游地区为例

摘要

长江中下游地区受东亚季风的影响，是洪水灾害多发区，洪水灾害造成该地区社会经济的巨大损失，对人类的生产生活造成极大的威胁。因此，开展该地区气候变化情景下洪水灾害对社会经济的影响研究具有重要的理论和现实意义。本论文基于1961-2014年研究区90个气象站点的逐日降水数据、高分辨率区域气候模式CCLM(COSMO model in Climate Mode)输出的长江中下游地区405个格点（空间分辨率为0.5°×0.5°）的试验期（1961-2005年）和预估期(2016-2050年)的逐日降水数据、以及1984-2013年各省（市）社会经济数据和灾情数据，采用洪水灾害危险性评价、洪水灾害暴露度和脆弱性指标分析、重现期法和极端降水指数的比较等方法进行研究。主要研究的内容有历史洪水灾害危险性、暴露度和脆弱性分析;CCLM模式模拟效果的检验;气候变化情景下洪水灾害危险性变化;气候变化情景下洪水灾害影响范围及对社会经济的影响等。得出以下结论:
　　(1)以20年一遇极端降水事件为洪水灾害危险性指标，1961-2014年长江中下游地区发生洪水灾害危险性较高的区域主要位于湖南省北部、江西省大部分地区和浙江省沿海区域县（市、区）;以50年一遇极端降水为指标，洪水灾害的高危险区域位于湖北省东部及江西省;以100年一遇极端降水为指标，发生洪水灾害危险性较高的区域主要位于江西省中南部地区;1961-2014年无1000年一遇的极端降水事件发生，洪水灾害危险性为零。
　　(2)1984-2013年长江中下游地区各省（市）各年代人口暴露度和经济暴露度呈递增趋势，年均人口暴露度为387人/平方公里，经济暴露度为0.06亿元/平方公里，上海市暴露度最大，江西省暴露度最小;人口脆弱性和经济脆弱性呈先增加后减小的趋势，平均人口脆弱性指数为0.1，经济脆弱性指数为0.01，湖南省脆弱性最大，上海市脆弱性最小。
　　(3)区域气候模式CCLM对长江中下游地区极端降水年的变化有一定的模拟能力，且空间相关性较好，能较好的模拟极端降水事件的空间分布特征。
　　(4)2016-2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下发生T年一遇极端降水事件的重现期降水量相对于历史时期（1961-2005年）总体上呈增加趋势。以20年、50年、100年和1000年一遇极端降水事件为洪水灾害致灾因子，在RCP2.6情景下，长江中下游地区2016-2050年发生洪水灾害的高危险区主要位于湖北省东部、湖南省西北部及江西省赣中地区;在RCP4.5情景下，发生洪水灾害的高危险区在湖北省西部、江西省中部及江苏省南部地区;RCP8.5情景下，发生洪水灾害的高危险区位于湖北省和湖南省西部以及江苏省和浙江省沿海区域。
　　(5)以20年一遇极端降水事件为未来洪水灾害致灾因子，保持2010年人口和GDP不变，在RCP2.6情景下，2016-2050年长江中下游地区发生洪水灾害影响人口为1659.4万人，人口暴露度较大的区域为江苏省南部和浙江省北部，平均影响GDP为6618亿元，经济暴露度较大的区域位于湖北省武汉市和江苏省南京市等区域;RCP4.5情景下，洪水灾害影响人口为1711.7万人，人口暴露度较大区域主要分布在湖南省北部和安徽省北部地区，平均影响GDP约为3499亿元，经济暴露度较大的区域位于江苏省东部;RCP8.5情景下，平均影响人口为1853.2万人，人口暴露度较大的区域主要位于湖北省和安徽省，洪水灾害影响的GDP为2736.8亿元，经济暴露度较大区域位于湖北省东部和安徽省北部等地区。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 气候模式的应用

1．2．2 洪水灾害风险分析及对社会经济的影响

1．2．3 长江中下游地区洪水灾害相关研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究技术路线

第二章 研究区概况、数据和方法

2．1 研究区概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候特征

2．1．3 水文特征

2．1．4 社会经济

2．2 研究数据

2．3 研究方法

2．3．1 洪水灾害危险性评价

2．3．2 历史时期洪水灾害的暴露度和脆弱性分析

2．3．3 极端降水指数

2．3．4 空间插值方法

2．3．5 重现期法

2．3．6 统计方法

第三章 历史洪水灾害对社会经济的影响

3．1 历史洪水灾害危险性评估

3．2 历史洪水灾害影响范围特征

3．3 历史洪水灾害对人口的影响

3．3．1 对人口暴露度的影响

3．3．2 对人口脆弱性的影响

3．4 历史洪水灾害对经济的影响

3．4．1 对经济暴露度的影响

3．4．2 对经济脆弱性的影响

3．5 小结

第四章 气候变化情景下洪水灾害对社会经济的影响

4．1 CCLM模式降水模拟效果的评估

4．1．1 年降水量(PRCPTOT)

4．1．2 强降水量(R95pTOT)

4．1．3 大雨日数(R10mm)

4．1．4 持续湿期(CWD)

4．2 未来降水变化特征

4．3 未来洪水灾害危险性变化

4．3．1 RCP2．6情景

4．3．2 RCP4．5情景

4．3．3 RCP8．5情景

4．4 未来洪水灾害影响范围特征

4．5 未来洪水灾害对人口的影响

4．6 未来洪水灾害对经济的影响

4．7 小结

第五章 主要结论与讨论

5．1 主要结论

5．2 创新点

5．3 讨论与展望

参考文献

致谢

作者简介