基于三維洪水演進模擬的潰堤洪水保險研究
本文選題:洪水保險 + 巨災債券 ; 參考:《天津大學》2013年博士論文
【摘要】:洪水災害是人類社會面臨的主要自然災害之一,全世界洪水災害造成的損失占各種自然災害總損失比例高達40%。我國是世界上洪水災害最為頻發(fā)的國家之一,每年由于洪澇災害造成的經(jīng)濟損失不斷攀升,嚴重影響了經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。洪水保險作為一項重要的行之有效的洪災風險管理手段,潰堤洪水保險定價系統(tǒng)研究對于防洪減災具有十分重要的理論與現(xiàn)實意義。因此,如何實現(xiàn)對潰堤洪水保險的定價,以及如何實現(xiàn)對潰堤洪水巨災債券的定價,成為亟待解決的問題。本文基于洪水三維演進數(shù)值模擬手段,在缺乏歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)的條件下開展堤防洪水風險管理研究,旨在為缺乏堤防洪水歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)情況下的堤防洪水保險定價及巨災債券定價提供科學依據(jù),取得的主要成果如下:(1)通過對潰堤災害特征的分析,對填方渠道進行了風險識別;通過渠堤風險率與渠道等級之間的關系,建立了渠堤潰決的閾值模型。以某長距離調(diào)水工程填方渠道為例進行了風險識別與潰堤閾值研究,結(jié)合專家經(jīng)驗法計算潰堤概率并應用所構(gòu)建的潰堤閾值模型,實現(xiàn)了渠道安全的定性評估與風險率定量計算之間的銜接,為渠道的安全運行提供了依據(jù)。(2)基于VOF(Volume of Fluid)法建立了水氣兩相流的三維堤壩潰決洪水演進湍流模型,通過堤壩潰決洪水三維演進計算獲得堤防洪水災害損失計算所需的基本水力學要數(shù),為堤防洪水災害損失、堤防洪水保險定價和洪水巨災債券定價研究提供基礎數(shù)據(jù)。(3)對我國開展洪水保險的時機、方式、體制、模式等方面進行研究,建立了基于三維洪水演進數(shù)值模擬的洪水保險的期望效用模型;洪災損失期望值計算方法;洪水風險附加費率采用CAPM(Capital Asset Pricing Model)模型確定。所建立模型實用性強,基于三維洪水演進模擬,解決了在缺乏堤防洪水歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)情況下的堤防洪水保險定價問題,為我國潰堤洪水保險定價提出了一種新的研究思路。(4)在對比分析了風險定價中常用的LFC模型、Wang兩因素模型和Christ ofides模型等三種典型的巨災債券定價模型的基礎上,建立基于現(xiàn)金流量折現(xiàn)法DCF(Discounted Cash Flow)的巨災債券定價模型,并將其應用于堤防洪水巨災債券定價中。在缺乏堤防洪水歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)的情況下,為我國堤防洪水風險管理研究提出了一種新思路。
[Abstract]:Flood disaster is one of the main natural disasters faced by human society. The loss caused by flood disaster in the world is as high as 40 percent of the total loss caused by all kinds of natural disasters.China is one of the countries with the most frequent floods in the world. The economic losses caused by flood disasters are rising every year, which seriously affects the economic development and social stability.As an important and effective means of flood risk management, the study on pricing system of embankment flood insurance is of great theoretical and practical significance for flood prevention and mitigation.Therefore, how to realize the pricing of embankment flood insurance and how to realize the pricing of catastrophe bond are the urgent problems to be solved.In this paper, based on the numerical simulation method of 3D flood routing, the flood risk management of embankment is studied under the condition of lack of historical statistical data.The aim is to provide scientific basis for flood insurance pricing and catastrophe bond pricing in the absence of historical statistical data of embankment flood. The main results obtained are as follows: 1) through the analysis of the characteristics of embankment break disaster, the risk identification of embankment channel is carried out.Based on the relationship between the risk rate and the channel grade, the threshold model for the breakout of the canal embankment is established.Risk identification and embankment break threshold are studied by taking a long distance water diversion project as an example. The probability of breakage is calculated with expert experience method and the model is applied.The connection between the qualitative assessment of channel safety and the quantitative calculation of risk rate is realized, which provides the basis for the safe operation of the channel. Based on the VOF(Volume of fluid method, a three-dimension turbulent model of water and gas two-phase flow is established.The basic hydraulics needed to calculate the loss of flood disaster in dike is obtained by the calculation of 3D routing of burst flood, which is the loss of flood disaster of embankment.Research on flood insurance pricing and pricing of flood catastrophe bonds provides basic data for the study of the timing, mode, system and model of flood insurance in China.The expected utility model of flood insurance based on 3D numerical simulation of flood routing, the expected value calculation method of flood loss, and the CAPM(Capital Asset Pricing Model model are used to determine the additional rate of flood risk.The model is practical and based on 3D flood routing simulation, the pricing problem of embankment flood insurance is solved in the absence of historical statistical data of embankment flood.This paper puts forward a new research idea for the pricing of breakwater flood insurance in China. On the basis of comparing and analyzing three typical catastrophe bond pricing models, such as LFC model and Christ ofides model, which are commonly used in risk pricing, this paper puts forward a new research idea.A catastrophe bond pricing model based on the discounted cash flow method (DCF(Discounted Cash flow) is established and applied to the pricing of flood catastrophe bonds.In the absence of historical statistical data of embankment flood, a new way of thinking is put forward for the study of flood risk management of levees in China.
【學位授予單位】:天津大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TV122.4;F842.64
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,本文編號:1757369
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