[發明專利]基于耦合模型集成模擬的洪水對社會經濟影響的評估方法

有效

• 申請號: 201911078355.1
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN111027175B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 王立誠;顧西輝;劉劍宇;孔冬冬
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

本發明公開了一種評估洪水的社會經濟影響的方法。本發明以陸面水文模型為基礎，在全球氣候模式預估的未來不同溫升情景下模擬的氣候條件基礎上，通過開展不同產匯流機制和蒸發機制下洪水過程模擬的數值實驗，建立全球氣候模式?陸面水文模型耦合模型，模擬全球的洪水過程。本發明方法提高了全球洪水過程模擬的時空分辨率，為全球洪水風險精細化評價和管理提供了可能，而且方法在考慮洪水模擬過程中的不同產匯流機制和蒸發機制的同時，充分考慮了不同社會經濟發展路徑下不同地區社會經濟發展狀況，據此評估的洪水風險在不同區域不同時間段對社會經濟的影響也更加科學、合理。

技術領域

本發明涉及大氣科學技術領域，尤其涉及基于耦合模型集成模擬的洪水對社會經濟影響的評估方法。

背景技術

洪澇災害具有顯著的影響范圍廣、突發性強、歷史久遠、發生頻繁、危害性大和季節性強的特點。隨著洪澇災害綜合防御能力的顯著提高，我國洪澇災害死亡人口呈顯著下降的趨勢。但隨著人口的增多和社會經濟的發展，單位面積經濟承載量和基礎設施、物質財富等的暴露度在持續增加，導致暴雨洪澇災害的經濟損失居高不下。

洪澇災害風險評估是當前的熱點研究問題，尤其是在全球變暖背景下，未來洪澇風險將如何變化更是關注的焦點。全球變暖引起水文循環加劇，而洪水影響因素眾多，響應規律區域差異明顯，洪水對于變暖的響應結果并非高度可信。在多過程多模式的耦合方面，全球尺度洪水過程模擬影響因素繁多，物理過程多樣，洪水風險評估涉及到氣候模擬、水文模擬、社會經濟模擬等多個方面，尚需發展跨學科多過程多模型耦合的洪水模擬與評估框架。

數值模式的發展為研究未來氣候變化及其引起的極端氣候事件提供了手段。尤其是隨著計算機的發展，全球氣候模式的分辨率也有了較大的提高，用于IPCC第五次評估報告(AR5)的全球20多個氣候模式組、50多套參與第五次氣候模式比較計劃(CMIP5)氣候模式結果為研究未來極端氣候事件變化及其引起的災害風險提供了基礎。以往使用的方法中，研究氣候變化背景下的洪水風險主要基于全球氣候模式或者單個陸面水文模型。全球氣候模式輸出結果分辨率低，而且沒有考慮匯流機制。單個陸面水文模型無法有效評估不同的產匯流機制和模擬結果的不確定性。此外，以往的研究在洪水風險評估中主要關注洪水本身的變化，忽視了社會經濟的發展的影響。因此，耦合全球氣候模式、陸面水文模型以及社會經濟發展路徑模式，對洪水風險進行全面綜合評估，提高洪水風險評估的準確性和可靠性，以期完成科學技術的向社會經濟方向的成果轉化。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的上述不足，提出一種基于耦合氣候模式、陸面水文模型以及社會經濟模式評估未來社會經濟發展狀況的方法。

本發明的基于耦合模型集成模擬的洪水對社會經濟影響的評估方法，包括以下步驟：

步驟S1：數據采集；采集實測全球氣象數據、水文數據、土地利用數據和地形地貌數據；

步驟S2：未來不同溫升情景設計；根據《IPCC溫升1.5度特別報告》，分別挑選出溫升1℃、1.5℃和2℃的時期；利用CMIP5全球氣候模式對未來氣候變化的模擬結果，得到不同溫室氣體排放的濃度路徑下(RCPs)模擬全球氣象數據；以此為基準，生成不同升溫時期按照不同溫室氣體排放濃度下的全球氣候模式；

步驟S3：陸面水文模型建立；考慮不同的產匯流機制和蒸發機制下洪水過程，將步驟S2生成的所述全球氣候模式進行耦合，得到全球氣候模式-陸面水文模型耦合模型，根據實測全球氣象數據和水文數據對全球氣候模式-陸面水文模型耦合模型進行模型參數率定和模型驗證；

步驟S4：陸面水文模型初始場設置；將步驟S2中得到的模擬的全球氣象數據，進行降尺度分析，以及雙線性插值，處理為與陸面水文模型空間尺度一致的全球氣象數據；