每日消息!以上海為例，定量預估沿海城市的洪水風險，以及不同適應措施的“性價比”

氣候變化、海平面上升、地面沉降、快速城市化等因素的綜合影響下，沿海城市未來發生洪水的頻率和損失都可能顯著增大，為沿海城市可持續發展帶來嚴峻挑戰。如何刻畫洪水風險、定量預估其未來動態變化，并選擇有效的適應措施？

上海師范大學溫家洪教授、杜士強教授團隊在《科學通報》2021年第28—29期發表論文“基于網絡大數據和水文—水動力模型的沿海城市洪水風險與適應”，開發了一套多學科的綜合方法，用于綜合分析沿海城市洪水風險的未來變化趨勢，以及適應措施的成本效益。作者還以上海為例，利用該方法分析了未來（2050年）極端風暴洪水情景下住宅建筑的暴露、損失、風險及相應適應措施的成本效益。

（1）精細尺度承災體建模。

(資料圖片)

作者基于網絡大數據，利用機器學習方法，獲取了居委會的平均房價，繪制出2017年上海住宅小區及居委會尺度住宅均價的空間分布。總體而言，中心城區的房價最高，并向郊區逐漸下降。按照作者對2050年上海住宅建筑資產價值及其空間分布的預測，資產價值將集中分布在外環線以內和其周邊區。

（2）未來極端風暴洪水情景下的風險分析。

水文水動力模擬——耦合TOMAWAC、TELEMAC和MIKE1D/2D三個模型，綜合考慮海平面上升和地面沉降等因素，作者模擬了海洋和陸地的水動力過程，實現了“風”“暴”“潮”“洪”一體化的海岸洪水數值模擬，繪制了2050年不同重現期的極端風暴洪水淹沒地圖。模擬結果顯示，在RCP4.5、RCP8.5、RCP8.5High-end三種排放情景下，上海中心城區和南部區域（杭州灣北岸）淹沒最深。外環線周邊也有部分區域受淹情況嚴重。在200年一遇時，極端風暴洪水主要呈現零散分布，5000年一遇形成主城區的連片分布區。

暴露及損失分析——三種未來情景下，隨著風暴洪水重現期增大，住宅建筑暴露資產隨之增大。總體而言，200年一遇情景下呈零星分布，主要分布在外環兩側，5000年一遇時則在外環內外的主城區形成連片分布區。損失空間分布格局與暴露相似。

風險表達——在三種情景下，2050年上海市住宅建筑的年平均期望損失（EAD）分別為7.0億元、7.7億元和8.9億元。中心城區的EAD分別為3.8億元、4.2億元和4.8億元，均占總量的55%左右。

（3）適應措施的成本效益。

研究者重點分析了以非工程性措施為主的干措施和濕措施，通過降低暴露和脆弱性來降低住宅建筑洪水風險。在RCP4.5、RCP8.5和RCP8.5 High-end未來情景下，實施干措施后，2050年上海住宅建筑的年效益（即減少EAD的數值）為5.5億元~6.7億元；實施濕措施后，住宅建筑的年效益為6.3億元~7.8億元。兩種適應措施都可有效地將2050年住宅建筑的年期望損失從7.0億元~8.9億元減少到0.68億元~2.19億元。

極端風暴洪水年期望損失（EAD）的當前情景、未來變化和適應效果風險（即EAD的減少）

采用不同折現率，干措施的凈現值為8.73億元~32.86億元，效益成本比為1.37~1.61；濕措施的凈現值為37.51億元~66.57億元，效益成本比為5.69~6.71。濕措施的凈現值和效益成本比分別是干措施的2.0~4.3倍，4.2倍。通過以上分析發現：折現率越大，干措施和濕措施的凈現值、效益成本比越小；在三種排放情景下，實施濕措施防洪效果更佳。

在8%、6%和4%折現率下，干措施（a）和濕措施（b）的凈現值，及干措施（c）和濕措施（d）的效益成本比

該研究可為科學理解和有效適應上海未來洪水風險提供依據，該綜合分析方法也可應用于其他沿海城市的洪水風險和適應策略研究。

本文來自《科學通報》

標簽： 沿海城市 效益成本比 成本效益 空間分布 資產價值