自然灾害致灾因子复杂性

第二章自然灾害致灾因子

风险评估防灾科技学院于汐第二章自然灾害致灾因子

风险评估主讲内容第一节自然灾害致灾因子风险评估概述第二节

地震致灾因子风险评估概述第三节国内外地震预测研究现状第四节地震致灾因子评估指标与方法第一节自然灾害致灾因子风险评估概述主讲内容一、灾害风险基本概念及其特征二、灾害风险形成要素与形成机制三、自然灾害致灾因子风险评估方法第一节自然灾害致灾因子风险评估概述一、灾害风险基本概念、分类及其特征（一）概念：灾害风险是指各种灾害发生及其给人类社会造成造成损失的可能性。（二）分类：依据人的参与性分为三类（史培军）：系群类种1.自然灾害：大气层台风热带气旋2.人为灾害：技术交通飞机失事3.环境灾害：全球变暖臭氧臭氧洞第一节自然灾害致灾因子风险评估概述一、灾害风险基本概念及其特征（二）分类：依据政府管理部门分类：１.自然灾害：民政部（包括地震局、气象局、国土资源部、国家海洋局等）２.安全生产灾害：国家安全生产管理总局３.公共卫生：卫生部４.公共安全：公安部（安全部）第一节自然灾害致灾因子风险评估概述自然灾害公共卫生安全生产

公共安全在2006年1月8日发布的《国家突发公共事件总体应急预案》及2007年11月1日开始实施的《突发事件应对法》中，分为四大类第一节自然灾害致灾因子风险评估概述一、灾害风险基本概念及其特征（三）内涵：1.灾害风险识别：面对潜在灾害风险加以识别、归类和鉴定的过程。（时、空、强）2.灾害风险分析（核心）：历史资料风险量化；致灾机理的科学技术分析。第一节自然灾害致灾因子风险评估概述一、灾害风险基本概念及其特征（三）内涵：3.灾害风险评价：面对灾害风险分析基础上，建立一系列评估模型，根据风险区域特征和防灾减灾能力，预估可能发生的经济、社会和生态环境的损失。4.灾害风险管理：在风险评价的基础上，决策风险规避方案和风险控制措施的过程。第一节自然灾害致灾因子风险评估概述一、灾害风险基本概念及其特征（四）特征（请同学举例）：1.客观性2.随机性：3.必然性与不可避免性：4.区域性:5.社会性：6.可预测性与可控制性（一定层度上）:7.多样性与差异性：8.迁移性、滞后性与重现性：第一节自然灾害致灾因子风险评估概述二、灾害风险形成要素与形成机制要素：1.承灾背景：自然、经济和社会，也被理解为风险载体对破坏或损害的敏感性。2.致灾因子（风险源）：主要反映灾害本身的危险性程度，包括灾害种类、规模、强度、频率、影响范围、等级等第一节自然灾害致灾因子风险评估概述二、灾害风险形成要素与形成机制要素：3.承灾体特征要素：即脆弱性、抗灾能力和恢复力。包括承灾体的种类、范围、数量、密度、价值等。第一节自然灾害致灾因子风险评估概述二、灾害风险形成要素与形成机制要素：4.风险损失要素：风险损失要素主要反映承灾体的期望水平，主要包括损失构成，即受灾种类、损毁数量、损毁程度、价值、经济损失、人员伤亡、生态环境损失5.工程与非工程风险预防要素：包括工程与非工程防范灾害风险的措施、工程量、资金投入、防治效果和预期收益。第一节自然灾害致灾因子风险评估概述二、灾害风险形成要素与形成机制形成机制：灾害风险度=危险性·暴露性·承灾体脆弱性·抗灾能力危险性：致灾因子的时空强暴露性：可能受到致灾因子威胁的所有人员、财产、生态环境等。脆弱性：给定区域人员、财产与生态环境由于致灾因子影响造成损失的程度，综合反映了灾害损失程度。第一节自然灾害致灾因子

风险评估概述一、频率统计法（一）发生频率（次）法理论基础：大数定律和中心极限定理1.分别计算灾害各强度的频率（次），其计算公式：第一节自然灾害致灾因子

风险评估方法

为第i等级某种致灾因子出现频率（次/年），当一般采用多少年遇来表示；Y为统计年限（年），一般30年以上；为统计年限Y内第i等级的某种致灾因子出现的次数（次）。第一吐节日自途然灾秧害致寄灾因瓦子修风险辉评估支方法2.对不禾同强敲度灾爹害发虾生频执次进毁行加邻权求满和（辱气象诊应用塞）其中孔：N为致虏灾因馅子的类频次d为权铅重（级例如切风速独比值少）第一孔节案自珍然灾亏害致除灾因颜子认风险缺评估掏方法3.基于负复杂红函数品关系窃概率邀评估犬法（1）旱庙涝灾册害的药马尔稿科夫芹随即青过程理论丢评估码发生眉概率都：其堂步骤忘如下①采屑用x2统计差检验切方法郑，检称验待斧分析塘的时俘间序桨列是定否具堪有马壳尔科词夫性订质，嫁即后认序无巡寿效性乡丰；②以节历史攀实测猎资料峰，统彼计各不个状怨态之扒间的绪转移缩慧概率Pij，得到衬转移斥概率Pij，得到筑转移角概率勇矩阵志（Pij）n*尿n；计劣算各孝状态从的极鼠限分足布P第一缸节尚自虚然灾颜害致圈灾因德子续风险耀评估遇方法（1）旱水涝灾旨害的平马尔僚科夫丈随即仆过程③计渗算状泡态i和状钩态j之间病的置广换系柔数Lij第一泽节堪自腿然灾科害致标灾因巩子珠风险循评估助方法式中崭：分别尊表示剖由状励态i和j转移干到状胡态k的概蔽率越接拳近于1，状翠态i和j在序刑列中您的地遇位的相似陆性越雪高；扶因此非，捷是考钳虑状沾态i和j动态变化腊相似澡性程坟度的蹄指标④用沾相关和系数坦统计遗检验土的方雪法检竭验各继状态手之间相互悼转换收性的风显著芳性，肢并据退此对出各状检态加码以分类第一螺节核自季然灾月害致相灾因帮子拣风险鹿评估巩方法3.基于冬复杂筐函数跌关系佩概率撞评估银法（2）信只息扩尖散理芹论和踪蝶模糊遇数学理论织基础恒：将勾一个惠观测玩值变涛成一草个模伯糊集寺，通雁过优化竹利用迫样本助模糊驳信息冠来弥烛补小叙样本互导致昆的信誓息不足墙，从圈而得男出小赖区域据小概膝率的怕致险阀程度尖。其步晶骤如劈燕下：第一喜节姜自龟然灾确害致轻灾因培子麦风险忘评估宋方法（2）信肿息扩胞散理询论和敞模糊摊数学①收融集历警史资圾料，虑建立仇致灾躁强度翻指标观序列且（Yj）②设婆定致摧灾因雨子强昆度（Y）的导论域盛（U），头即致黑灾强邀度的赌最大锈值和滨最小妈值其恢可能院的取嘉值乱；第一创节宗自自然灾熊害致坚灾因肠子哄风险向评估毒方法（2）信坑息扩逼散理边论和荐模糊芒数学③将Yj的信悔息扩困散至子论域U中的抵每一住个成阴员，俭并求比得Yj的归寺一化叮信息轰分布Yj的信将息扩喷散方股程为第一圆节保自侄然灾棒害致超灾因继子前风险仰评估茂方法3.基于谣复杂淘函数告关系还概率市评估炉法（2）信天息扩播散理挽论和缝模糊答数学式中义，h称为新扩散差系数遇，可茂根据瞎样本薄集合偷中样悼本的牺最大集b和最存小a及样笔本个滨数m来确优定，铁其计服算公志式：第一黑节耻自瓣然灾隐害致退灾因拖子臣风险讯评估扫方法（2）信债息扩氧散理沉论和但模糊边数学然后预，令得出问相应疯的模址糊子残集隶拉属函滔数是但：第一撞节击自稿然灾放害致订灾因置子漠风险允评估财方法（2）信俊息扩级散理抚论和菊模糊戒数学④计帮算不借同程竞度灾脉害的唯受灾玩风险圾，即根超越ui的概拖率值P（ui）在这表一步玻骤中近，首报先令其次呢，令第一剃节茅自制然灾叙害致疤灾因姐子泉风险瞧评估乐方法（2）信崇息扩盆散理客论和薪模糊具数学Q事实蒜上就效是各ui点上决的样级本数及总和法，从倾理论府上讲头，必项有Q=灶m，但回在数斑值计趣算时菌因有你四舍梅五入怒的误液差，Q与m之间挽略有迟差别愉。最后昨得出雹样本全落在ui处的遍频率差值第一煮节榜自脖然灾也害致下灾因望子纲风险勤评估俘方法通常驰，我亭们将热自然扣灾害鼓指标Y取为杂灾害殊指数帆论域U，显嗽然，铺超越ui的概纽奉率值窃为：对各蒸种数匆学方掏法求廉算出典的概访率，食可以病按评估要捡求分答出3、5或7级第一坚节跌自督然灾倍害致挪灾因祝子糊风险磨评估鹿方法二、匹多坚指标默综合乖评估芹法方法糕原理辩：采局取多微个指喘标来姐综合团反映性致灾腰因子超的强工度。工作证思路屯：（1）确缎定指描标体至系组欣成；（2）对纠诸指弃标进李行归狠一化轨处理证，消脑除量欺纲差替异。场消除虏方法烤常用伟指标席分级违法；（3）对谅诸指天标用奏层次秒分析震法、痕专家掀打分坡法、踢主成锹分分项析法搞、模假糊评在价法反、神鞋经网装络法务、熵国权系某数法借等手灭段确父立权垃重，撕并按鞭照一刘定函徐数关仅系加衬以聚谣合，谷从而胖最终航用一赠定数聋值来盖表示切致灾较因子巧强度律大小彻；（4）对建计算惯出的丽不同邪区域棕致灾济因子环强度支数值满，用姻聚类伏分析标等数娃学方好法确纤立等迁级。第一具节释自卡然灾其害致刘灾因瞒子旷风险散评估智方法当前婚方法暗：利与用RS和GI资S技术膏强大台空间品分析和叠被加功骡能支损持下庆，很董多研轮究把徐多指迷标致财灾因子燥风险擦程度阻移植扭到计讨算机僚平台效上。第一楚节戚自雕然灾择害致抽灾因剖子纽奉风险得评估商方法三、镜灾害趴情景鄙模拟河法（独机制摩模型喝法）与第饰二节静的多亡指标眉综合因评估花法比裙较：相同亡：一欲定历须史灾凶害数疯据为硬基础砖，多羽指标疯评估绕思想不同象：基素于成擦因机头制构括造出于来的鲁灾害竞情景决模型拌，从诱而用棍来评窄估灾由害的校不同壳致灾苹可能邀性和贯相伴悔生的慌灾害示可能受活动殿强度中。第一挡节壶自于然灾半害致割灾因穷子础风险绩评估艺方法四、鹅专家乳评分辰法适用飘：缺慎少历辞史灾扰害数饺据及亮地理界背景告资料，帜或是通评估贿区无粒高精阳度的超定量我化要储求缺点就：由垒于完剃全依晒赖参兼评人后员的盆灾害怖感知剂经验肉和知富识能输力，贸易受纳主观漏性因搏素制座约，宿所以龄评估捐结果泊有时守会较敞实际骄情况挖有一听定误认差。第一坟节已自踩然灾粘害致础灾因演子猪风险协评估宜方法五、挖邻域窑对比古法类比挪法：沾一种校逻辑冰推理爷法，趁它应贵用于动灾害阅主要仍为了具解决瓣某些饺评估兄地区找缺乏灶必要的评估转数据号、资营料的爬问题锈。工作魔思路复：（1）通社过联黑想把林未有旨灾害六评估宰的地蜂区对渣比已诊有灾畅害评极估地犹区（2）根丛据自贡然环胡境上张类似哭程度畏，从捕已有沸灾害栋危险逃性评誉估的提地区吸中，给选择济出与叫未有大灾害渠评估促地区线最为奶相似顽地区揭，并缠将该坛地区帅的灾驴害危闯险性委评估达结果进推及弟未有故灾害叶评估则地区因果茂类比罩表现揭形式从！第二痕节地震畅致灾晒因子倡风险证评估胸概述一、晕成因疲及分缎类定义辨：地宴震是盾伴随英着地狮壳上蠢的能痰量释团放而叔引起必的地压球表默面的震做动。附能量店释放括来自药突然忌断裂岸、火晚山爆重发或皇人为气原因盼而引起爱的。人为爆地震（开借山、钉采矿等、核曲试验道、爆炊破、怪注水本和水注库等呜）地震蚂构橡造地闪震（90店%）天然长地震勉火山捉地震（7%）其他第二麻节地震烧致灾止因子捕风险伟评估涝概述（一默）地维震按雅形成旅成因钟分类1、构靠造地宽震：处板块俩学说样理论▲亚欧阳、太辩平洋甩、美微洲、涨非洲科、印细澳和双南极腹；▲板间沸地震封（85誓%）和氧板内墓地震唇（15亭%）；▲构造送地震刊是监沉测预秧报、替防震迈减灾港、工默程地柄震是臂重点隙对象2、火围山地器震：插火山筒爆发分或活挠动、装源浅零级小(7冻%)3、陷光落地董震：放溶洞很或陷穴落(3佩%)4、诱狗发地代震：治陨石抚坠落役、水砖库蓄职水、避深井门注水沿引起第二聚节地震记致灾研因子题风险该评估悉概述（二乳）地欲震按搅震源倒的深鸟度分迫类震源封：断裙层形椒成、挂大量鄙释放庸能量煎的地意方、恐即地认震波扩发源叫的地蛛方称踏为震汤源。震中资：震蜡源在惰地球郑表面饥的垂兼直投番影为俯震中孕。震源西深度傅：震么中到妙震源奋的深宴度为脑震源炒深度辨。极震薯区：再强烈崭地震劫时，蓄破坏领最严瞧重的菊地区喉为极震伯区。第二驰节地震久致灾筒因子古风险际评估摄概述（二够）地胀震按银震源有的深袭度分骆类1.浅源解地震嚷：小增于70堆km地震深，一坏般33梢km即正茫常深予度地届震（72总%），厨破坏阀性地晨震是疏浅源地控震2.中源旺地震观：70～30归0k说m地震帝（24陵%）3.深源厘地震拣：大蛛于30爆0k检m地震轧（最卧大72获0k旦m，深楼源仅裁占4%）第二候节地震饲致灾幼因子巨风险郊评估睁概述（三络）地虚震按负震中犯距分健类震中视距：洲地面眯上任腊何一设个地盟方到害震中桐的距离。1.地方壳震：稼小于10翅0k茶m地震2.近震挖：大坚于10尘0、小笼于10急00熟km的地景震3.远震荒：大眯于10沙00品km地震第二终节地震隙致灾趟因子戒风险箱评估氏概述（四铲）地偿震按屯地震尊级分怪类地震片级：站地震接释放佳能量妙的多尺少，慕表征匀地震大小戒或强悔弱的紫指标让。目前岛国际尾通用比里氏辰震级醉是19谦35美国垄地震禾学家C.F.R朴ic群ht满er给出迫的。货每相缎差1级，幅释放孟能量相始差约30倍。小震痒：4级以乔下地息震中强糠震：5～6级地毅震强震泉：7级以切上地书震特大着地震溜：8级以糕上地病震第二傅节地震息致灾烛因子释风险微评估登概述（五局）地接震按忠震害挽程度怀分类灾害络强度是（人奶员伤卡亡和汤经济确损失尤）划繁分：（1）一狭般破字坏性敌地震旬：数十赠人、扶直接罩损失1亿以夜下（2）中墓等破伙坏性返地震揪：数十～数百泄人、墙直接外损失1亿～5亿（3）严应重破盯坏性诵地震梳：稠密分地区7级，究大中钳城市6级，异或数翻百～数千悬人、坦直接象损失5亿～30亿（4）特漆大破疯坏性到地震寒：大中茧城市7级或营造成壁万人商以上顶死亡能或直扑接经着济损浑失30亿元俩以上柜地震第二积节地震健致灾零因子皇风险良评估泪概述（六宪）地境震按糖地震像序列辆分类相关性概念:主震疤：一系夫列地稼震中块最大爪的地慨震为崭主震宏；前震卸：主震债之前纱地震与为前匆震；余震皮：主震采之后奴发生哪的地川震。（1）主辨震余助震型扑地震色（60喉%）（2）震锄群型而或多淘发型对地震番（30惯%）（3）单犯发型吩或孤僚立型氧地震榜（10猪%）第二宫节地震黑致灾狠因子南风险助评估点概述二、息地震召分布厨特征（一咸）地歼震时膊间分嫂布特斑征地震匙活动迟在时也间上扮具有因一定什周期竭性，浩即一机段时撑间发生地备震频垃次高遮、强档度大津称之贡为地戴震活跃部期；另荣一段时间爽内发云生地羡震相筹对频管次低盯、强阔度小鹊称之们为平静续期。地震衣学中两把由取一个屠平静测期开简始到拜下一蓄个活石跃期粉结束挥合称为地震狮活动俱期。看图2-堂5、2-谎6（p2窑4）第二敞节地震药致灾尤因子慢风险叫评估姥概述（二伟）地挺震空套间分戒布特张征（网转上找兵图！姿）最明跨显特糊征：浸成带葱性1.环太技平洋抢地震佳带2.欧亚罪地震将带我国嫌分布屠：分布唉：东负北；阔华北俩；华味中；知华南位；新晕疆；禾青藏梢；台迫湾及附叶近；轮南海特征刊：数谋量多罩、分宾布广唇、强朱度大梦和震隙源浅第二鞋节地震栗致灾善因子沈风险拒评估挑概述三、地震村危险下性分擦析概访述（一策）地冶震灾元害危像险性兔分析（1）研碎究内业容：研究缸地震艳灾害际特点和、严席重程饶度和请频度善、可某能影凶响的范数围以划及袭射击时扁间和覆持续玩时间贵。（2）地远震危陡险性辟分析赵目的进：预测安某场闻地未县来一暖段时坡期内挡出现故各种信强度优地震睡的可悼能性逃，即在一柄定时蚀期内汗不同膝强度难地震晋发生霸概率窑或超泻越概宪率。（3）地突震危献险性痒分析爪意义径：1、是榴地震徒灾害萄损失悠预测番、机币构抗茶震设付计基较础；2、减彩轻地英震灾芒害、谎进行四灾害籍管理曾科学姿依据摊。第二抄节地震蹈致灾搏因子局风险章评估检概述（二深）潜塌在震领源区概念角：给基定时标段内趁可能愁会对叶所研阳究场疫地发脆生破耳坏性持影响傅地震悔的区词域。划分胆：点源惩地震雄；线叠源模名型；沈面源敢模型三、争地震障发生辆的概昏率模袍型——泊松懒模型秘：1、平倍稳性2、独拍立性3、不修重复唱性第二博节地震贴致灾柏因子越风险逐评估沈概述（三蹈）地烂震发稠生的彻概率纹模型——泊松摇模型狂：根据枯概率修理论亡，在鸭值域x内，焦泊松膏事件搂发生n次的指概率脱为：利用片泊松绑模型扑，仅阴需地给震年莲平均观发生霞率这伞一个朝基本叙参数接确立概率渠公式表。T时间智内不糊发生M>伶m地震粱的概蹄率为隶：第二塘节地震淘致灾伞因子地风险堪评估哥概述（三稠）地摄震发侦生的叠概率冠模型——泊松滋模型阻：因此牲，在灵时间肌段t内至霜少发端生一鸟次地娘震概件率为闹：针对袜当然肌不同曾类型兰地震纽奉学者再研究沾了非哑齐次港泊松补模型、驳双态存泊松选模型少、Ne移ym医an社sc缎on广tt过程幸、马侵尔科夫过剪程和荐更新疑过程奥模型宫。第三蚁节幸国演内外厉地震劳预测肯研遵究现温状一、歉概述1.震害粒预测榜分析该依据欢：一是拍地震牢危险芦性分鼻析资邻料；二是前工程嘉结构汽抗震坝能力艘分析小资料谎。2.房屋铃建筑闭易损含性分赚析形逝式：易损制性函世数f（d/纱I）：售烈度镇为I，破瞒坏等笨级为d的连续概装率密魔度函地数；破坏疼概率伍矩阵P（Dj\I）：况表示献强度词为I的地矿震作晒用下，钓破坏欢性Dj的条可件概呼率，库国内羊多采齿用的室形式耻。第三陡节移国薪内外筋地震摆预测等研蕉究现漏状一、解国外闹震害耐预测豆研究只发展1.双20世纪30年代钞，美悬国为谷建立装地震牛保险演进行助的基建础研扶究2.抗20世纪70年代问，NO沃AA和US国GS方法3.咏20世纪80年代扇，FE露MA委托AT坡C：AT滋C-黄13报告4.宇19革97，FE睡MA和NI淘BS：HA跟ZU闪S9凉7，HA箩ZU特S9顾9，HA缘瑞ZU稳S-匀MH（Ha银za穗rd柔U酸S闸m旗ul笔ti煤-h恶az欺ar盖d）第三败节扣国思内外聚地震纺预测年研究职现状二、际国内撑震害误预测供研究啊发展1.始于19禾76唐山琴，河落南安另阳2.湿19饼81建委附对烟汽台和航徐州纠抗震兆规划妄试点3.所19帆89蔽-1袭99营0，成多立“电未来开地震伏灾害降损失牛预测均研究组”冒，成晒为地危震局斩重点满课题册，并松编制20即05年前迅地震灾害基损失押预测巾图。4.他20世纪90年代净，预施测与津损失遍评估长持续飞发展水，并昨应用评于实劫际。第三列节肉国希内外辣地震职预测航研咬究现赞状三、粱震害里预测蔑分类1.按预塔测对筑象分今类：建筑乳物、素构筑笛物和稻生命幼线系夕统2.预测领对象消数量西分布单体鼓预测令和群道体预超测3.按预托测目程的和恰预测畅结果翅用户序分类减灾言型、列决策雨型和碍金融繁型4.按地央域分砖类城市看灾害晌预测锄、区庄域性露震害隔预测震和大刷型企本业震远害预厌测第四朴节奇地瓦震致艳灾因韵子评胳估类指标慨与方夕法一、劈燕评估殃指标1.指标堤选取地震冲强度M指标撕：震级精、烈蜓度、地震南动峰妙值加凯速度倾（主屡流）地震俯频率P指标干：震级质频率偏、烈瞧度频顶率、地震求动峰脆值加闻速度物频率第四时节婚地础震致典灾因龟子评告估榴指标恋与方统法一、渔评估盏指标2.指标扩值的巩获取乘和计长算（伶略）3.指标牌分级罗（参题阅指夜标分祝级内挺容）第四烈节赶地检震致弄灾因举子评驳估恢指标怎与方须法二、婚评估疾方法1.概率盆评估漠方法1）超剩越概拴率评纵估法屈（主仔流方躁法）工作教流程铜：①对鸦所评败估地生区历央史地锈震数卸据统阻计；②把缴震级香关系疫与地门震动域参数资（或摩烈度够）衰曲减关揉系结摸合考铁虑，巨使用醉一定群概率屠模型怎求给公定地尸震动扩参数配（或解烈度腐）超按越值傅概率③据村此反摊映特麦定区妨域地船震危川险性H第四朋节零地述震致种灾因亡子评少估抓指标应与方忽法二、塑评估精方法1.概率让评估仅方法1）超朗越概舌率评协估法柄（主稠流方唇法均滋匀泊岸松模阅型）2）发豪生频享率评和估法刃（年亿平均涛发生伏率衡璃量、抢简单钻）灾害事件发生的概率和损失单位：元灾害事件每年发生的概率损失

Li超概率

EP（Li）期望损失

E（Li）10.