海平面上升脆弱性等級(jí)評(píng)估的定量化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海洋環(huán)境預(yù)報(bào)技術(shù)，具體涉及一種適應(yīng)氣候變化和海洋防災(zāi)減災(zāi)的評(píng) 估不同沿海行政單元海平面上升脆弱性等級(jí)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣候變暖背景下的海平面上升會(huì)對(duì)沿海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生諸多不利影響，《應(yīng)對(duì) 氣候變化國(guó)家方案》中提出，在制定沿海發(fā)展規(guī)劃、沿海開(kāi)發(fā)區(qū)和重大工程建設(shè)選址中要充 分考慮海平面上升可能造成的影響。脆弱性程度是評(píng)判沿海地區(qū)對(duì)海平面上升的響應(yīng)及其 承載和適應(yīng)海平面上升能力的重要量度，由于不同地區(qū)的脆弱程度不同，因此要對(duì)沿海地 區(qū)的海平面上升脆弱性等級(jí)進(jìn)行評(píng)估。
[0003]目前，現(xiàn)有的海平面上升脆弱性評(píng)估技術(shù)仍存在缺陷，總結(jié)為以下幾點(diǎn)：一是，脆 弱性評(píng)估要素單一，主要通過(guò)確定某單一自然系統(tǒng)變化進(jìn)行評(píng)估，綜合性不強(qiáng)，致使實(shí)際的 整體脆弱性得不到充分體現(xiàn)。二是，未考慮沿海地區(qū)適應(yīng)海平面上升的能力，導(dǎo)致海平面上 升脆弱性被明顯高估，影響了評(píng)估結(jié)果的可信度。三是，評(píng)估中仍采取較多的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突虬?經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢?dǎo)致定量化程度較低，且對(duì)數(shù)據(jù)資料要求較高，數(shù)據(jù)信息收集難度大，實(shí)際操作 性不強(qiáng)，所獲得的評(píng)估結(jié)果的實(shí)用性也不高。諸多因素，現(xiàn)有的方法還不能滿足沿海地區(qū)應(yīng) 對(duì)氣候變化的需要，存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)目前海平面上升脆弱性評(píng)估技術(shù)發(fā)展的需要和現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提 出一種海平面上升脆弱性等級(jí)評(píng)估的定量化方法，其目的在于綜合利用沿海自然地理和社 會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建海平面上升脆弱性評(píng)估體系，綜合考慮沿海地區(qū)的海平面上升、潮水 位、地形地貌、生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害、人口、經(jīng)濟(jì)、工程性和非工程性措施狀況作為評(píng)估因子，以海 平面上升背景下的自然環(huán)境脆弱性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性和適應(yīng)能力作為評(píng)估目標(biāo)，進(jìn)而定量 化評(píng)估沿海地區(qū)各沿海行政區(qū)域的海平面上升脆弱性等級(jí)。
[0005] 本發(fā)明涉及的海平面上升脆弱性等級(jí)評(píng)估的定量化方法包括以下步驟：
[0006] s 1、確定脆弱性等級(jí)評(píng)估的評(píng)估單元
[0007] 選取沿海地區(qū)海平面上升脆弱性評(píng)估的區(qū)域，根據(jù)當(dāng)?shù)氐男姓^(qū)劃狀況確定脆弱 性等級(jí)評(píng)估的評(píng)估單元。
[0008]S2、構(gòu)建海平面上升脆弱性評(píng)估體系
[0009] 界定沿海地區(qū)海平面上升脆弱性的各因子，分為海平面變化、潮水位、地形地貌、 生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害、人口、經(jīng)濟(jì)、工程性和非工程性措施九項(xiàng)評(píng)估因子，將其歸類為自然環(huán)境脆 弱性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性和適應(yīng)海平面上升能力三項(xiàng)評(píng)估目標(biāo)，并根據(jù)各因子在評(píng)估目標(biāo)中 的重要程度確定各因子的權(quán)重系數(shù)，按照評(píng)估目標(biāo)、評(píng)估因子和評(píng)估指標(biāo)三個(gè)層級(jí)構(gòu)建海 平面上升脆弱性評(píng)估體系。
[0010] 海平面上升脆弱性的各項(xiàng)評(píng)估目標(biāo)和評(píng)估因子界定如下：
[0011] ①自然環(huán)境脆弱性，界定為評(píng)估區(qū)域的自然環(huán)境受到海平面上升的影響程度，包 括海平面變化因子、潮水位因子、地形地貌因子、生態(tài)環(huán)境因子、災(zāi)害因子。
[0012] 其中，
[0013] a、海平面變化因子，界定為評(píng)估區(qū)域的海平面變率特征、幅度和變化速率，選用海 平面上升速率、未來(lái)海平面上升幅度、海平面變化的年較差三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0014] b、潮水位因子，界定為評(píng)估區(qū)域潮汐變化特征，選用平均潮水位、平均潮差、歷史 最尚潮水位二個(gè)指標(biāo)進(jìn)彳丁評(píng)估。
[0015]c、地形地貌因子，界定為評(píng)估區(qū)域的海岸帶容易遭受海平面上升影響的程度，選 用岸線長(zhǎng)度、海岸線類型和穩(wěn)定性、地面高程狀況、地面沉降率四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0016] d、生態(tài)環(huán)境因子，界定為評(píng)估區(qū)域的生態(tài)環(huán)境容易遭受海平面上升影響的程度， 選用濱海濕地面積、河流長(zhǎng)度、湖泊水庫(kù)面積、地下水儲(chǔ)量四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0017] e、災(zāi)害因子，界定為評(píng)估區(qū)域海平面上升對(duì)自然災(zāi)害的加劇程度，選用風(fēng)暴增水、 海水入侵距離、咸潮上溯距離、土壤鹽漬化面積四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0018] ②社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性，界定為評(píng)估區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)受到海平面上升的影響程度，包 括人口和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)評(píng)估因子。
[0019]其中，
[0020] a、人口因子，界定為海平面上升對(duì)評(píng)估區(qū)域人員的影響程度，選用居民總數(shù)、人口 密度、城鎮(zhèn)化水平三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0021] b、經(jīng)濟(jì)因子，界定為海平面上升對(duì)評(píng)估區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響程度，選用地區(qū)生產(chǎn) 總值（GDP)、地均GDP(單位每平方千米的地區(qū)生產(chǎn)總值）、地方財(cái)政收入、固定資產(chǎn)投資額、 規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)、重大沿海工程設(shè)施數(shù)六個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0022] ③適應(yīng)海平面上升能力，界定為評(píng)估區(qū)域?yàn)閼?yīng)對(duì)海平面上升以減緩和降低影響程 度的措施，包括工程性措施和非工程性措施兩個(gè)評(píng)估因子。
[0023]其中，
[0024] a、工程性措施因子，界定為評(píng)估區(qū)域?yàn)榉烙Ｆ矫嫔仙a(chǎn)生的影響而開(kāi)展的工程 設(shè)施建設(shè)情況，選用海平面上升及影響監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)、海堤防御標(biāo)準(zhǔn)、城鎮(zhèn)防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)、堤 防達(dá)標(biāo)率四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0025] b、非工程性措施因子，界定為評(píng)估區(qū)域通過(guò)資金支持、應(yīng)急決策等管理手段降低 海平面上升影響而采取的措施，選用適應(yīng)氣候變化經(jīng)費(fèi)投入、專業(yè)海平面評(píng)估預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)數(shù)、 專業(yè)人員數(shù)三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
[0026] S3、獲取各評(píng)估單元指標(biāo)數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)化處理
[0027] 依據(jù)s2中所列的各項(xiàng)指標(biāo)，獲取各評(píng)估單元的相應(yīng)指標(biāo)數(shù)值，形成海平面脆弱性 指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣，并將各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。
[0028] s4、計(jì)算評(píng)估因子的量值
[0029] 分別利用與評(píng)估因子相對(duì)應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，計(jì)算獲得各評(píng)估單元的各評(píng) 估因子量值。
[0030] S5、計(jì)算自然環(huán)境脆弱性指數(shù)
[0031] 計(jì)算各評(píng)估單元的自然環(huán)境脆弱性指數(shù)，指數(shù)值的大小即為代表單元自然環(huán)境的 脆弱性程度。分別利用各評(píng)估單元海平面變化、潮水位、地形地貌、生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害五個(gè)評(píng)估 因子的量值，計(jì)算各評(píng)估單元的自然環(huán)境脆弱性指數(shù)，評(píng)估自然環(huán)境脆弱性的計(jì)算公式為：Vn=aiSL+aJID+aJOP+aJNV+^HAZ，式中，Vn表示自然環(huán)境脆弱性指數(shù)，SL表示海平面變 化因子的量值，TID表示潮水位因子的量值，TOP表示地形地貌因子的量值，ENV表示生態(tài)環(huán) 境因子的量值，HAZ表不災(zāi)害因子的量值，apa2、a3、a4、a5分別為各因子的權(quán)重系數(shù)。
[0032] s6、計(jì)算社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性指數(shù)
[0033] 計(jì)算各評(píng)估單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性指數(shù)，指數(shù)值的大小即代表各單元社會(huì)經(jīng)濟(jì)的 脆弱性程度。分別利用各評(píng)估單元人口和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)評(píng)估因子的量值，計(jì)算各評(píng)估單元的社 會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性指數(shù)，評(píng)估社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性的計(jì)算公式為：VS=biPOP+bpCO,式中，Vs表示社 會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性指數(shù)，POP表示人口因子的量值，ECO表示經(jīng)濟(jì)因子的量值，bpb2分別為人口 和經(jīng)濟(jì)因子的權(quán)重系數(shù)。
[0034] s7、計(jì)算適應(yīng)海平面上升能力指數(shù)
[0035] 計(jì)算各評(píng)估單元的適應(yīng)海平面上升能力指數(shù)，指數(shù)值的大小即代表各單元適應(yīng)海 平面上升能力強(qiáng)弱。分別利用各評(píng)估單元工程性和非工程性措施兩個(gè)評(píng)估因子的量值，計(jì) 算各評(píng)估單元的適應(yīng)海平面上升能力指數(shù)，評(píng)估適應(yīng)海平面上升能力的計(jì)算公式為：VA = ClENG+c2NENG，式中，Vs表示適應(yīng)海平面上升能力指數(shù)，ENG表示工程性措施因子的量值， NENG表示非工程性措施因子的量值，Cl、C2分別為工程性和非工程性措施因子的權(quán)重系數(shù)。
[0036] s8、計(jì)算海平面上升脆弱性指數(shù)
[0037] 計(jì)算各評(píng)估單元的海平面上升脆弱性指數(shù)，指數(shù)值的大小即代表各單元海平面上 升的脆弱性程度。利用s4、s5、s6中計(jì)算得到的各評(píng)估單元自然環(huán)境脆弱性指數(shù)值、社會(huì)經(jīng) 濟(jì)脆弱性指數(shù)值和適應(yīng)海平面上升能力指數(shù)值計(jì)算各評(píng)估單元的海平面上升脆弱性指數(shù)， 計(jì)算公式為：Vsl=VNXVS/VA，式中，Vsl表示海平面上升脆弱性指數(shù)，VN表示自然環(huán)境脆弱性 指數(shù)，Vs表示社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性指數(shù)，Va表示適應(yīng)海平面上升能力指數(shù)。
[0038] s9、脆弱性等級(jí)評(píng)估
[0039] 根據(jù)計(jì)算得到的各評(píng)估單元海平面上升脆弱性指數(shù)的數(shù)值大小，將各評(píng)估單元的 海平面上升脆弱性程度劃分為I級(jí)（高）、II級(jí)（較高）、111級(jí)（中等）和IV級(jí)（低）四個(gè) 脆弱性等級(jí)。
[0040] 本發(fā)明的有益效果是：
[0041] 1、構(gòu)建的海平面上升脆弱性評(píng)估體系，以海平面上升背景下的自然環(huán)境脆弱性、 社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性和適應(yīng)能力為評(píng)估目標(biāo)，綜合考慮了多種脆弱性評(píng)估因子，使得評(píng)估結(jié)果 更加客觀可信。
[0042] 2、脆弱性評(píng)估指標(biāo)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，數(shù)據(jù)可以從公開(kāi)渠道獲取，對(duì)不同類型的指 標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)評(píng)估的定量化，結(jié)果更加可靠。
[0043] 3、以行政單元作為評(píng)估單元進(jìn)行脆弱性評(píng)估，能夠適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)以行政區(qū)為單位 的管理特點(diǎn)，既有可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源且便于收集，又在規(guī)劃、組織生產(chǎn)、抗災(zāi)、救災(zāi)、投資和工 程設(shè)計(jì)等成果應(yīng)用中更具有針對(duì)性和可實(shí)施性，相比之下實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為海平面上升脆弱性等級(jí)評(píng)估的定量化方法的總體流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 以下結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0046] 本發(fā)明涉及的海平面上升脆弱性等級(jí)評(píng)估的定量化方法，包括以下步驟：
[0047] si、確定脆弱性等級(jí)評(píng)估的評(píng)估單元
[0048] 選取海平面脆弱性等級(jí)評(píng)估的某一沿海區(qū)域，根據(jù)當(dāng)?shù)氐男姓^(qū)劃狀況確定脆弱 性等級(jí)評(píng)估的評(píng)估單元。
[0049]s2、構(gòu)建海平面上升脆弱性評(píng)估體系
[0050] 首先，按照評(píng)估目標(biāo)、評(píng)估因子和評(píng)估指標(biāo)三個(gè)層級(jí)構(gòu)建海平面上升脆弱性評(píng)估 體系，以海平面上升背景下各評(píng)估單元的自然環(huán)境脆弱性