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“全球變化及應對”重點專項研究揭示氣候變化情景下洪水導致交通基礎設施大規模失效的機理及影響

2020年04月13日 17:06:46字號:T|T

    在“全球變化及應對”重點專項的支持下,“全球變化人口與經濟系統風險形成機制及評估研究”項目楊賽霓教授團隊在氣候變化對交通基礎設施影響評估方面的研究取得新進展。

    該研究通過復雜系統、災害系統和交通工程研究方法的緊密結合,將公路網絡這一典型關鍵基礎設施系統作為自然災害的承災體對象,創建了一套能夠動態定量估算大空間尺度上洪水災害導致公路網失效的模型以及路網系統狀態快速估算的分析模型。通過對中國和美國路網遭受洪水影響的模擬結果發現:(1)由于洪水可以通過河道從一個地區傳播到另一個地區,對公路的局部破壞和造成的交通癱瘓更易由于網絡的特點傳播到更廣的范圍;這種打擊表現出很強的隨機性,由此造成的損失比洪水的局部打擊更明顯;(2)洪水對公路網絡破壞的過程表現出突然的非連續相變,這表明在公路系統的臨界點附近,洪水強度的微小增大可能會導致整個公路網絡發生大規模的癱瘓,從而造成整個公路系統的崩潰。中國和美國的路網受洪水災害事件的對比實驗顯示:失效模型的仿真結果與實際洪水案例損失一致性高,且快速分析模型計算結果與公路網失效模型的仿真結果一致性較高。

    該研究解決了以往模型研究中動態量化評估困難和對于系統突變刻畫困難的關鍵問題,找到了災害管理對災害過程的非連續突變點的識別途徑。研究成果有利于及時和準確地預估大尺度洪水對公路網的破壞風險,為有效減少損失、提升基礎設施系統抗災韌性開辟了新思路,也為加強氣候變化領域國際合作、制定共同對抗全球氣候變化戰略提供了有力的方法支撐。

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