组合灾害情景下城市洪水应急响应阈值及实时

科学合理的应急启动机制可以为城市洪涝灾害应急管理决策提供重要支持。然而，如何计算应急响应启动阈值并合理启动应急响应，缺乏统一的范式。因此，本研究从复合灾害的角度提出了一个损失驱动的城市洪水应急启动框架。基于最优阈值和损失函数，建立了应急响应启动级别的判别机制。并以2021年7月20日发生在中国郑州的降雨事件为例，实现了由预报数据驱动的实时应急响应判别和启动。结果表明，使用所提出的方法启动一级应急响应的时间比政府发布的时间早9.5小时，从而显著增加了洪水管理人员的准备时间。此外，最优阈值选择结果表明，自然断点法是损失阈值划分的最优方法，综合评价指数（CEI）比K-means、Equal Interval和Quantile法高3.56–9.53%。这些结果为城市应急管理及相关研究提供了参考。 最近的研究探索了损失评估方法在城市洪涝灾害预测和风险评估中的应用。例如，Chen等人（2019）提出了一种利用类比原理计算损害曲线的方法，并建立了适合深圳不同土地利用类型的损害深度曲线。吴等（2021）基于最小变异系数和最大β分布概率的优化原则，建立了10种属性类型的水深损伤因子曲线。吕等人（2021）提出了一种在缺乏数据的地区计算损失率函数和评估损失的方法，并将该方法应用于郑州市洪涝灾害的动态预警。基于损失率函数的损失计算方法考虑了不同承载体的积水特征和经济价值，从而充分反映了洪涝灾害损失的严重程度。从上述文献中可以发现，这些研究主要集中在损失率函数的计算和改进上。据我们所知，将损失评估方法应用于应急响应的情况仍然很少。几乎没有对使用损失率函数来计算应急响应启动阈值进行过研究。因此，如何利用损失计算结果合理计算应急响应启动阈值是本研究的主要挑战之一。 本文提出了一种基于承载体损失的最优阈值选择方法和实时应急响应启动机制。在综合灾害模拟结果的基础上，提出了一种基于损失率函数的承载体损失计算方法。在此基础上，利用矩估计方法建立了损失阈值分割性能的综合评价模型，并介绍了一种基于自适应分割方案的损失函数拟合方法。最后，建立了基于最优阈值和损失函数的应急响应启动级别判别机制，实现了基于预测数据的城市洪水实时应急响应判别和启动。