洪涝灾害伴随着人类的历史一直存在,已经成为人类生存与发展的重要威胁。洪涝灾害风险评价能让人们了解灾害可能带来的损失概率及分布,为相关防灾减灾政策制定提供理论依据。然而风险评价是一项复杂的系统工作,评价因子众多且过程复杂,个别定性评价因子还会遇到难以准确量化的问题,需要采用新的理论方法加以解决。巢湖流域历史上是洪涝灾害高发的地区,如今又是国务院批准设立皖江城市带的核心区域,急需对该流域的洪涝灾害分布进行研究,提出针对性的防灾救灾对策。本文从洪涝灾害风险评估过程入手,采取理论分析与计算机仿真相结合,利用ArcGIS、Matlab以及数据分析软件等,对巢湖流域洪涝灾害风险进行全方位的评价与管理。针对洪涝灾害风险评价过程中存在随机性和模糊性的情况,本研究引入了随机数学和模糊数学基础上发展起来的定性定量转换模型——云模型理论,利用其表达事物不确定性和快速解决定性定量数据转换问题的优势,对洪涝灾害风险评估环节进行改进和优化,建立了基于云模型理论的区域洪涝灾害风险评价综合评估模型。主要体现在以下三个方面:(1)洪涝灾害风险评价中定性定量转换方法常忽视定性概念自身不确定性,直接用“硬”边界划分评价区间,容易产生误差。本研究将一维云模型扩展至二维和多维空间,通过构建条件云、评语云和云推理规则,对地形危险性评价算法进行改进,将原有方法中定性概念的量化边界柔化,克服原方法刻画事物模糊性和随机性的不足,为洪涝灾害风险多要素评价提供了新的方法和途径。地形危险性分析研究表明,沿江和环湖区域的和县、无为以及巢湖市地处江湖的冲积平原,汛期受长江和巢湖洪水共同影响,危险性最高;合肥市、肥西县的东南部、舒城县东部以及庐江县位于低山丘陵与冲积平原之间的岗冲地,地形有一定起伏,危险性次之;肥东县、舒城县中部及肥西县大部分地区属低山丘陵地区,平均海拔在50m左右,地形起伏明显,危险性中等;舒城县西南部的大别山区以及巢湖市和含山县的部分山地,平均海拔在400m以上,地形变化较大,地形危险性相对较低。(2)局部区域历史降水通常会呈现准周期性规律,同时也具有一定的持续稳定性。本研究将云模型理论引入降水模拟预测研究,借助最大熵谱分析方法获取降水准周期,并用云模型方法生成历史云和趋势云并建立规律云降水预测模型,取得较好的预测效果,为洪涝灾害风险降水预测提供新的研究方法。研究表明,除肥西、无为和含山模拟值有一些误差外,其余市县依据规律云生成的降水模拟值与实际相一致,平均误差为14.43%,远优于BP神经网络模拟结果。从规律云生成结果分布看,流域南部和东南部的庐江、无为与和县的降水期望值较高,表明它们未来降水量可能值要高于其他市县。同时,无为、巢湖和肥西三县的熵较高,表明这些地区降水量的不确定性较大,汛期出现大的降水可能性相对较高。(3)层次分析法是洪涝灾害风险评价模型指标权重确立的主要方法,但无法体现客观世界的模糊性和随机性。本研究在层次分析法基础上,构建出一种基于云模型的洪涝灾害风险评价指标体系确立方法(Cloud-AHP),用云标度代替原有的数字标度,建立云判断矩阵进行分析,既合理包含客观世界的不确定性,又能快速有效地集结多位专家的决策判断,使洪涝灾害风险指标体系权重的确定更加客观准确。在洪涝灾害风险指数模型的框架下,汇总了国内外洪涝灾害风险评价文献中近50种风险评价指标,采用德尔菲法并结合巢湖流域实际情况选取了危险性、暴露性、脆弱性三个大类,降水、地形、水系、经济、人口、土地六个子类共21个评价指标,运用Cloud-AHP方法分别计算出每一层次的云判断矩阵和重要度云向量,进行一致性检验后得到每一项指标的权重,完成洪涝灾害风险系统的建模。利用GIS空间分析工具对巢湖流域洪涝灾害所有指标进行逐一分析并叠加后,得到巢湖流域洪灾风险分布图。从分布形状看,风险高值地区呈现较明显的左半包围态势,大致为英文字母“C”形状,也即围绕流域中心巢湖湖体的流域北部、西部和南部的地区风险相对较高,而巢湖以东的区域以及流域西南大别山区风险较低。具体说来,紧邻长江的无为县中部和南部以及庐江县南部是整个流域风险最高的区域,流域北部的肥西县南部和合肥市的包河区暴露性和脆弱性较高,也属于风险较高区域;舒城县中部和北部、庐江县北部、肥东县西部和肥西县的大部分地区处于中等偏上的风险水平;舒城县西南部以及巢湖和含山的部分山区灾害风险相对较低。最后,根据巢湖流域洪灾风险评价结果将流域12个县区划分成高、中、低三个风险等级,结合风险等级和实际情况提出管理策略。对于沿江的无为、庐江和北部的肥西、合肥包河区这些高风险区,建议发挥灾害风险区划作用,加强中小河流的整治与管理,促进大中水库的达标并发挥其调蓄洪水的能力,建立灾害监测与警报服务系统,加强洪涝灾害的预测和预警工作;对于西南部的舒城和中部的肥东县、巢湖市、蜀山区以及东部的和县等中等风险区,建议重点加强应急反应能力,健全洪水应急管理体制,加大洪涝灾害的宣传教育。而对于含山与合肥市的庐阳区和瑶海区等低风险区,应当重点提高城镇的防内涝能力,在兴建防洪设施的同时注重生态环境的保护,并且加强洪涝灾害的综合监测,预防次生和衍生灾害的发生。