第1章绪论
　　1.1 研究背景与意义
　　当前，世界正经历百年未遇之大变局，中国正处于中华民族伟大复兴进程的关键时刻。2013年 9月和 10月，国家主席习近平分别提出“丝绸之路经济带”及“21世纪海上丝绸之路”的合作倡议，即“一带一路”倡议 [1]。“一带一路”倡议是新时代党中央、习近平总书记统筹国际国内形势做出的重大决策，事关“两个一百年目标”和中国梦的实现 [2，3]。共建“一带一路”倡议是构建人类命运共同体的生动实践。截至 2023年 7月，全球超过四分之三的国家和 30多个国际组织签署了合作文件。该区域主要处在环太平洋和北半球中纬度两大自然灾害带中，共建“一带一路”国家与地区地质构造复杂、地震活动频繁、地形高差大、侵蚀营力活跃、工程地质条件差，加之受季风气候控制、降水集中且强度高，地震、地质、气象、海洋等自然灾害极为发育，分布广泛，危害严重，这些灾害制约了共建“一带一路”国家与地区区域基础设施建设、资源开发和社会经济发展 [4，5]。据国际灾害数据库统计，共建“一带一路”国家与地区的发展中国家灾害损失是全球平均值的 2倍以上，因灾人员死亡率远高于全球平均水平，南亚、东南亚和非洲国家甚至是全球平均水平的 10倍，是全球自然灾害损失*严重的地区。当前自然灾害呈现大规模、大范围、高发、群发，且复合、链生效应显著，风险持续增大等特点[6-8]。此外，突如其来的新冠疫情使未来发展的不确定性和不稳定因素进一步增加，风险挑战前所未有。风险防控与防灾减灾成为共建“一带一路”的大多数国家必须共同面对的重大民生与发展问题。
　　实际上，自 20世纪中叶以来，全球气候变化导致的气象水文灾害（如暴雨、干旱、高温、洪水等）频繁发生，已经严重影响人类社会经济发展[7-13]。世界气象组织（ WMO）公布的《 2021年全球气候状况》指出： 2015～2021年是有记录以来*热的七个年份；未来十年，后果更严重的极端天气现象可能会更早出现[14]。实际上，大量研究已经证实气象水文灾害的时空变化及其风险已经凸显。随着气象水文灾害的影响范围扩大和人口、经济总量的增长，各类承灾体的暴露度、集中度、脆弱性不断增大，多灾种集聚和灾害链特征日益突出，灾害风险的系统性、复杂性持续加剧。根据 2021年 9月世界气象组织（ WMO）发布的《天气、气候和水极端事件造成的死亡人数和经济损失图集（ 1970～2019年）》，过去 50年全球报告的与天气、气候和水相关的灾害事件超过 1.1万起，死亡人数超过 200万，经济损失达 3.64万亿美元。此外，这些灾害占所有灾害的 50%，死亡人数占 45%，经济损失占 74%。其中，超过 91%的相关死亡发生在发展中国家。排名前十的灾害中导致人员伤亡*多的依次是干旱、风暴、洪水和极端气温 [15]。另据慕尼黑再保险公司统计数据显示， 2020年全球自然灾害造成了 2100亿美元的损失，其中气象水文灾害占比*大、增长趋势*明显。持续加剧的气象水文灾害风险已成为全球社会经济可持续发展面临的重大挑战 [16]。世界经济论坛（ WEF）2022年初发布的《全球风险报告》也指出：在近五年的全球风险报告中，极端天气事件在发生可能性和影响程度上已经远远超过其他风险因素，成为影响人类社会*主要的风险因素 [17]。因此，开展区域气象水文灾害研究，评估其风险刻不容缓。
　　中巴经济走廊（ CPEC）是“一带一路”建设确定的六大经济走廊之一，北接“丝绸之路经济带”、南连“ 21世纪海上丝绸之路”，在推进和深化中巴两国在能源、安全、经济等领域的合作实现发展战略的有效对接方面起到了至关重要的作用。2015年，中巴关系由战略合作伙伴关系提升为全天候战略合作伙伴关系。其中，以中巴经济走廊建设为中心，以瓜达尔港、交通基础设施、能源、产业合作为重点，形成“1+4”合作布局，并初步制定了中巴经济走廊的远景规划 [18]。 2017年 12月，《中巴经济走廊远景规划（ 2017—2030年）》正式发布，把中国“一带一路”倡议和巴基斯坦“愿景 2025”进行对接，重点向着互联互通、能源、经贸及产业园区等领域发展。作为“一带一路”建设规划的战略枢纽和先行先试区，中巴经济走廊位于东亚、南亚、中亚和中东的交会区域，该区域穿越青藏高原西缘，通过喜马拉雅、喀喇昆仑和兴都库什三大山系的交会区，地质构造活跃、地形高低悬殊、气候分异明显，气象、水文、地质等自然灾害较为频繁。其中，对社会经济发展影响较大的自然灾害主要有地震、高温热浪、干旱、暴雨洪水等。据英国维里斯科枫园（ Verisk Maplecroft）风险管理公司*新评估：巴基斯坦在全球*易受自然灾害影响国家中位列第七，约 70%的人口（ 1.36亿）受自然灾害影响，其中近 1000万人口受洪灾威胁[19]。政府间气候变化专门委员会（ IPCC）*新发布的第六次评估报告（ AR6）警告称，极端气候条件正在威胁南亚的粮食安全，干旱和洪水不断升级，使印度和巴基斯坦成为*容易受到气候变化影响的国家[20]。目前，随着双边关系的提升，中巴经济走廊建设已经迈入“快车道”并取得了阶段性成果，公路、铁路、油气和光缆通道等多方位建设齐头并进，在建项目、人口密度和单位面积国内生产总值（ GDP）不断增加。然而，对中巴经济走廊的风险担忧也随之而来。实际上，中巴经济走廊面临的风险是全方位的，既包括宏观层面的政治、安全风险，也包括在建项目操作层面的运营、管理、商业法律风险等。而在全球变化背景下，气候因素的叠加将使该区域风险急剧增加。
　　2022年，巴基斯坦多省份遭遇多轮暴雨侵袭，引发严重洪涝灾害（图 1-1）。根据 2022年 10月 8日巴基斯坦国家灾害管理局（ NDMA）发布的数据，自 6月中旬至今，巴基斯坦因季风降雨已造成约 1696人丧生、12867人受伤，约 3300万人受影响[21]。鉴于此，揭示该区域气象水文灾害的时空演变特征及风险，对有效应对特别是适应未来气候变化，具有十分重要的科学意义，同时也对国家“一带一路”倡议的顺利实施具有十分重要的现实意义。
　　图 1-1 巴基斯坦 2022年洪灾（来源：法新社）
　　1.2 气象水文灾害研究进展
　　气象水文灾害是指因大气圈的气象要素、天气过程或水圈的水文要素及水文过程的异常变化给人类生产生活造成危害的自然灾害。狭义的气象水文灾害是指由气象水文要素直接造成人员伤亡与社会财产损失的原生灾害，如暴雨灾害、洪水灾害、高温灾害、低温雨雪冰冻灾害等。广义的气象水文灾害除了气象水文原生灾害外还包括由气象水文原生灾害引发的次生灾害和衍生灾害，如雪崩、滑坡、泥石流、城市内涝、农业干旱、森林和草原火灾等 [22]。
　　过去针对气象水文灾害的研究主要集中于灾害的自然因素分析，如气象水文灾害时空分布特征、形成机理、趋势预测等 [23-26]，对风险评估研究相对较少。伴随着灾害研究和保险业的迅猛发展，国外灾害风险评估研究逐渐起步，早期研究主要针对工程项目，突出灾害发生的可能性研究 [27]；到 20世纪后半叶，随着研究的深入，越来越多地与社会经济条件分析紧密结合，自然灾害风险评估也由定性的评估逐渐转入定量或半定量的评估[28-31]。而国内该项研究起步较晚，在 20世纪 90年代参与“国际减灾十年”活动以来，自然灾害风险评估才得到了应有的重视，在地震、地矿、气象、农林、水利等领域展开，并开始不断涌现出研究成果[32-37]。然而，国内外以往的研究在自然灾害风险形成机理、评估方法及技术手段等方面仍未达成完全的共识 [38]。有关气象水文灾害的风险评估仍处于萌芽阶段。气象水文灾害的防灾减灾、重大基础设施的规划和建设等亟须风险评估和区划成果作为科技支撑。
　　由孕灾环境、承灾体、致灾因子等要素组成的自然灾害系统，是一个相互作用的有机整体，揭示的是人类社会与自然的相互关系，承灾体可以影响孕灾环境，孕灾环境通过致灾因子影响承灾体，三者不仅存在因果关联，在时间、空间上也相互关联，密不可分 [39，40]。而关于自然灾害风险机理的表达， 1989年 Maskrey[41]提出自然灾害风险是危险性与易损性之代数和； 1991年联合国提出自然灾害风险是危险性与易损性之乘积，此观点的认同度较高，并有广泛的运用 [42]。Smith[43]认为灾害风险等于灾害发生概率与易损度的乘积； Okada等[44]认为自然灾害风险由危险性、暴露性和脆弱性这三个因素相互作用形成；张继权等 [45]则认为：自然灾害风险度=危险性×暴露性 ×脆弱性×防灾减灾能力，该观点也被引入近年的多种灾害风险评估。李大卫等 [46]对其理论进行了更深一步的解读，认为致灾因子的危险性不仅与致灾因子的强度频率有关，也与孕灾环境的稳定性相关，人类社会（承灾体）影响孕灾环境，而致灾因子通过孕灾环境影响承灾体，影响程度的大小由承灾体自身的脆弱性决定，孕灾环境是其二者联系的桥梁，并认为这是一个相互关联、相互影响的过程。此外，还有一些研究认为，并不需要对风险评估的内涵做明确界定和划分，而是直接研究自然灾害的影响因子，并以此来构建综合风险评估的机理表达式 [47]。
　　从科学层面，目前国际上已经对气象水文灾害问题开展了一系列评估，如政府间气候变化专门委员会（ IPCC）的《管理极端事件和灾害风险、推进气候变化适应》特别报告（ SREX）[48]和联合国减少灾害风险办公室（ UNDRR）[49]。其中，特别报告（ SREX）突出了极端气候事件在气候变化研究中的重要地位，提出了基于极端气候事件危险性、暴露度和脆弱性的灾害风险评估框架。特别报告（SREX）评估了天气和气候事件的暴露度和脆弱性如何决定灾害（灾害风险）的影响及其发生的可能性，认为极端事件影响的严重性不仅取决于极端事件本身，还取决于承载体的暴露度和脆弱性，两者是灾害风险的主要决定因素（图 1-2）。同时，该报告评估了自然气候变化和人为气候变化对导致灾害的极端气候及其他天气和气候事件的影响，以及对人类社会和自然生态系统的暴露度和脆弱性的影响。此外，报告还研究了发展在暴露度和脆弱性变化趋势中的作用、对灾害风险的潜在影响，以及灾害与发展之间的相互作用，并指出管理灾害风险和适应气候变化主要是减少暴露度和脆弱性及提高对各种潜在极端气候不利影响的应变能力。
　　图 1-2 SREX报告核心概念示意图
　　从政策层面，风险和风险管理作为深入认识灾害的途径和有效防控灾害的手段，实际上很早就引起了国内外防灾减灾领域的普遍关注，尤其是 20世纪 90年代以来，气象水文灾害风险评估在防灾减灾中的作用和地位日益凸显。在 2010年底的联合国坎昆气候变化大会上，各国政府在以应对气象水文灾害、加强风险管理为核心的适应气候变化问题上达成共识，把气象水文灾害脆弱性评估、建立灾害性事件早期预警系统和加强风险评估作为*要任务。近年来，风险评估理论日趋成熟，但灾害风险评估却相对滞后，在全球变化背景下自然灾害风险逐年增大，防灾减灾、重大基础设施规划建设等亟须风险评估和区划成果。
　　灾害风险是致灾因子、暴露度和脆弱性的集合，致灾因子的严重程度、暴露度和脆弱性都会产生影响，当不利影响造成大范围破坏并引起区域或社会的运行出现严重失常的时候，这些影响被视为“灾害”。亚洲开发银行发布的《亚太地区与气候相关的灾害》报告利用灾害风险模型模拟了人口暴露度、人群脆弱性、灾害（与气候变化有关）风险三者之间的关系，模拟结果表明：灾害风险与人口暴露度之间存在显著的相关关系，人口脆弱性也是灾害风险的重要影响因素 [50]。其中，暴露度是指人类及与其有关的环境、资源、社会和经济等处于危险的昀大范围。对于暴露度的理解，不同学者持有不同观点。部分学者认为，暴露度是脆弱性不可分割的三大要素之一，研究认为脆弱性应该从暴露度、敏感性和适应能力三个要素入手；还有学者认为，暴露度与风险有关，与致灾因子危险性、脆弱性并列，都是组成评估灾害风险的要素之一 [51-53]。
　　目前，针

目录
前言
第1章绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2气象水文灾害研究进展 3
1.3中巴经济走廊气象水文灾害风险评估框架 9
1.3.1 中巴经济走廊气象水文灾害分布特征调查 10
1.3.2 中巴经济走廊气象水文灾害事件识别 10
1.3.3 中巴经济走廊气象水文灾害风险评估 10
参考文献 11
第2章中巴经济走廊概况 16
2.1自然地理特征 16
2.2行政区划概况 21
2.3气象水文特征 23
2.4土地覆盖特征 30
2.5社会经济概况 33
2.6自然灾害特征 37
参考文献 39
第3章中巴经济走廊暴雨灾害 43
3.1数据与方法 45
3.1.1 数据 45
3.1.2 暴雨事件识别 48
3.1.3 风险评估框架 49
3.1.4 指标体系构建 50
3.1.5 指标权重计算 51
3.1.6 风险等级划分 53
3.2暴雨灾害时空变化 54
3.2.1 暴雨事件特征 54
3.2.2 暴雨灾害损失 55
3.3暴雨灾害风险评估 57
3.3.1 暴雨灾害危险性 57
3.3.2 暴雨灾害暴露度 58
3.3.3 暴雨灾害脆弱性 59
3.3.4 暴雨灾害风险评估与区划 59
参考文献 63
第4章中巴经济走廊高温灾害 68
4.1数据与方法 69
4.1.1 数据 69
4.1.2 极端高温阈值 70
4.1.3 高温事件识别 70
4.1.4 风险评估框架 72
4.1.5 风险等级划分 73
4.2极端高温事件时空变化 73
4.2.1 时间变化 73
4.2.2 空间变化 74
4.3高温灾害风险评估 76
4.3.1 高温灾害危险性 76
4.3.2 高温灾害暴露度 77
4.3.3 高温灾害脆弱性 79
4.3.4 高温灾害风险评估与区划 79
4.3.5 高温灾害风险预估 81
参考文献 84
第5章中巴经济走廊低温灾害 90
5.1数据与方法 91
5.1.1 数据 91
5.1.2 极端低温阈值 92
5.1.3 低温事件识别 92
5.1.4 风险评估框架 94
5.1.5 风险等级划分 95
5.2极端低温事件时空变化 95
5.2.1 时间变化 95
5.2.2 空间变化 96
5.3低温灾害风险评估 99
5.3.1 低温灾害危险性 99
5.3.2 低温灾害暴露度 101
5.3.3 低温灾害脆弱性 102
5.3.4 低温灾害风险评估与区划 102
5.3.5 低温灾害风险预估 104
参考文献 106
第6章中巴经济走廊干旱灾害 110
6.1数据与方法 113
6.1.1 数据 113
6.1.2 干旱事件识别 114
6.1.3 风险评估框架 116
6.1.4 风险等级划分 117
6.2干旱灾害时空变化 117
6.3干旱灾害风险评估 122
6.3.1 干旱灾害危险性 122
6.3.2 干旱灾害暴露度 122
6.3.3 干旱灾害脆弱性 124
6.3.4 干旱灾害风险评估与区划 125
参考文献 128
第7章中巴经济走廊洪水灾害 133
7.1数据与方法 135
7.1.1 数据 135
7.1.2 洪水淹没模型构建 136
7.1.3 风险评估框架 142
7.1.4 指标权重计算 143
7.2洪水灾害时空变化 147
7.2.1 损失时空变化 147
7.2.2 洪水重现期 151
7.2.3 洪水演进模拟 151
7.3洪水灾害风险评估 158
7.3.1 洪水灾害危险性 158
7.3.2 洪水灾害脆弱性 161
7.3.3 洪水灾害风险评估与区划 162
7.3.4 洪水灾害风险预估 164
参考文献 166
第8章中巴经济走廊气象水文灾害综合风险评估 172
8.1数据与方法 173
8.1.1 数据 173
8.1.2 风险评估框架 174
8.1.3 指标体系构建 175
8.1.4 综合风险等级划分 177
8.2气象水文灾害时空变化 179
8.3气象水文灾害综合风险评估 180
8.3.1 致灾因子危险性 180
8.3.2 承灾体脆弱性 181
8.3.3 综合风险评估 181
参考文献 184
第9章中巴经济走廊气象水文灾害防御对策和建议 187
参考文献 191
附录 1缩略词 194
附录 2算法函数 197