李平蘭+楊雯+蔡自勇

摘要 利用會東縣及周邊縣的歷史氣象資料，綜合會東縣自然、社會、經(jīng)濟與防災減災具體情況，對會東縣的暴雨洪澇災害致災因子危險性、孕災環(huán)境敏感性、承載體易損性和防災減災能力等因子建立相關(guān)指標，利用加權(quán)綜合評價與GIS自然斷點法，得到會東縣暴雨洪澇災害風險區(qū)劃圖。結(jié)果表明，暴雨洪澇災害風險等級呈東—西向分布，最高和次高風險區(qū)基本集中在會東縣的西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)；此外，堵格鎮(zhèn)、鐵柳鎮(zhèn)、大崇鎮(zhèn)和鉛鋅鎮(zhèn)的西部地區(qū)災害風險等級也較高；中部、東南部地勢較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和東部地區(qū)災害風險等級均較低；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的暴雨洪澇災害風險等級介于高、低值之間。

關(guān)鍵詞 暴雨洪澇；風險區(qū)劃；GIS；四川會東

中圖分類號 P426.616 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）02-0231-03

Risk Zoning of Rainstorm and Flood Disaster Based on GIS in Huidong County

LI Ping-lan 1 YANG Wen 2 CAI Zi-yong 1

（1 Huidong Meteorological Bureau in Sichuan Province，Huidong Sichuan 615200； 2 Ziyang Meteorological Bureau）

Abstract Based on the historical meteorological data in Huidong County and surrounding counties，combined with the natural，social，economic，disaster prevention and mitigation conditions，the relative index had been established for the risk of disasters-causing factors，the sensitivity of disaster-pregnant enviroment，the vulnerability of disaster body and the ability of disaster prevention and reduction.Then the risk zoning map of rainstorm and flood disaster had been got by using weighting comprehensive evaluation and GIS Natural Breaks. The results showed that the level of rainstorm and flood disaster risk was east-west distribution.The highest and second highest risk areas were mostly concentrated in the western townships of Huidong County. Moreover，there was a higher disaster risk level in the west of Duge Town，Tieliu Town，Dachong Town and Qianxin Town；there was a lower disaster risk level in the east and the townships with higher elevations in the central and south-east.The rainstorm and flood disaster risk level of other townships was between high and low values.

Key words rainstorm and flood；risk zoning；GIS；Huidong Sichuan

氣象災害造成的損失占所有自然災害總損失的70% 以上，避免或減輕氣象災害造成的影響和損失是我國自然災害研究的重要任務，因而迫切需要進行風險評價與區(qū)劃[1]。風險分析日益成為災害預測、損失評估和減災決策的重要組成部分，對資源的開發(fā)與利用、災害的防御與治理、減災規(guī)劃與措施的制定等具有重要意義。

會東縣地處四川省涼山彝族自治州南端，屬中亞熱帶季風氣候區(qū)，雨熱同季，雨量充沛，暴雨發(fā)生頻繁，其特殊的地形地貌條件極易誘發(fā)小流域洪澇及滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。暴雨洪澇災害作為會東發(fā)生頻率較高、危害最嚴重的氣象災害之一，嚴重威脅著國民經(jīng)濟以及人民的生命財產(chǎn)安全[2-3]。

本文以會東縣為研究對象，利用會東縣及周邊縣的歷史氣象資料，結(jié)合GIS空間分析和自然災害風險指數(shù)評估方法，建立暴雨洪澇災害風險相關(guān)指標，通過加權(quán)綜合評價和GIS自然斷點法繪制會東縣暴雨洪澇災害風險區(qū)劃圖，以期提高氣象服務水平以及防災減災能力。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)資料

1.1.1 氣象資料。本文利用1961—2014年會東縣及其周邊地區(qū)（包括會理縣、米易縣、鹽邊縣、寧南縣、武定縣、祿勸縣、東川區(qū)、會澤縣和巧家縣等）10個站點的逐日降水等數(shù)據(jù)。

1.1.2 災情資料。1984—2010年會東縣暴雨洪澇災情普查數(shù)據(jù)，包括受災面積、受災人口、直接經(jīng)濟損失等。

1.1.3 社會經(jīng)濟資料。選用以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單位的會東縣行政區(qū)農(nóng)村人口、農(nóng)村居民人均純收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、土地面積、農(nóng)作物播種面積、耕地面積、化肥施用量、旱澇保收面積、森林覆蓋率等數(shù)據(jù)。

1.1.4 基礎(chǔ)地理信息資料。會東縣1∶50 000 GIS數(shù)據(jù)中的DEM和水系數(shù)據(jù)。endprint

1.2 研究方法

結(jié)合GIS空間分析和自然災害風險指數(shù)評估方法[4]，建立暴雨洪澇災害風險相關(guān)指標[5]，通過加權(quán)綜合評價和GIS自然斷點法繪制會東縣暴雨洪澇災害風險區(qū)劃圖，對會東縣氣象災害風險進行分析和評價[6]。

暴雨洪澇災害風險函數(shù)由致災因子危險性、孕災環(huán)境敏感性、承災體易損性和防災抗災能力4個因子共同決定。暴雨洪澇災害風險函數(shù)值越大，災害風險越高；反之，災害風險函數(shù)值越小，災害風險越低[7]。

2 暴雨洪澇災害風險分析及區(qū)劃

2.1 致災因子危險性

暴雨頻次和暴雨過程決定了暴雨洪澇災害致災因子危險性，以連續(xù)降水日數(shù)劃分為1個過程，且降水過程中至少有1 d降水量≥50 mm，累加過程降水量[8]。首先統(tǒng)計1961—2014年會東縣及其周邊10站1、2、3、……10 d（含10 d以上）暴雨過程降水量，以所有臺站的過程降水量作為1個序列，建立10個不同時間長度的降水過程序列，通過計算60%、80%、90%、95%、98%降水量值初步確定臨界致災雨量，將60%～80%、80%～90%、90%～95%、95%～98%、≥98%對應的降水量分別劃分為1、2、3、4、5級，統(tǒng)計不同時間長度的各級暴雨強度次數(shù)[8]。將1、2、3、4、5級暴雨分別賦予1/15、2/15、3/15、4/15、5/15的權(quán)重并進行歸一化處理，之后利用GIS自然斷點分級法將致災因子危險性指數(shù)劃分為低危險區(qū)、次低危險區(qū)、中等危險區(qū)、次高危險區(qū)、高危險區(qū)5個等級（圖1）。

2.2 孕災環(huán)境敏感性

根據(jù)會東縣暴雨洪澇的形成背景與機理，確定地形（高程和地形變化）和水系為暴雨洪澇災害孕災環(huán)境的影響因子[9-10]。根據(jù)會東縣具體的地形地貌特征，得出地形高程及高程標準差的組合賦值（表1）。地勢越低，地形變化越小，越不利于洪水的排泄，因而綜合地形因子的影響值越大，則易形成洪澇災害[11]。同時，在會東縣1∶50 000 GIS數(shù)據(jù)中，采用100 m×100 m的網(wǎng)格計算河網(wǎng)密度并進行規(guī)范化處理得到會東縣河網(wǎng)密度圖，河流分布越密集，則越容易遭受洪澇災害。

通過綜合分析考慮并結(jié)合多方意見，對地形和水系分別賦予0.6、0.4的權(quán)重，利用GIS自然斷點分級法將孕災環(huán)境敏感性指數(shù)劃分為低敏感區(qū)、次低敏感區(qū)、中敏感區(qū)、次高敏感區(qū)、高敏感區(qū)5個等級（圖2）。

2.3 承災體易損性

人口密度、經(jīng)濟狀況、耕種方式等社會環(huán)境因素將直接影響暴雨洪澇災害造成的損失，人口越密集、經(jīng)濟越發(fā)達則遭受的潛在災害損失就越大[12-13]。根據(jù)會東縣社會經(jīng)濟資料，選取農(nóng)村居民純收入、耕地面積、地均農(nóng)業(yè)GDP 3個因素作為易損性評價指標。由于各因素對承災體的易損性的影響程度不同，綜合分析并結(jié)合專家打分法，對受農(nóng)村居民純收入、耕地面積、地均農(nóng)業(yè)GDP分別賦予0.3、0.3、0.4的權(quán)重，利用GIS自然斷點分級法將綜合承災體易損性指數(shù)劃分為低易損性區(qū)、次低易損性區(qū)、中等易損性區(qū)、次高易損性區(qū)、高易損性區(qū)5個等級（圖3）。

2.4 防災抗災能力

根據(jù)會東縣防災減災的實際情況，確定農(nóng)業(yè)人口密度、地方農(nóng)業(yè)支出、人均農(nóng)業(yè)GDP為防災減災因子并對其進行規(guī)范化，綜合分析后對農(nóng)業(yè)人口密度、地方農(nóng)業(yè)支出、人均農(nóng)業(yè)GDP 3個抗災因素分別賦予0.2、0.3、0.5的權(quán)重，利用GIS自然斷點分級法將防災減災能力指數(shù)劃分為低抗災能力區(qū)、次低抗災能力區(qū)、中等抗災能力區(qū)、次高抗災能力區(qū)、高抗災能力區(qū)5個等級（圖4）。

2.5 暴雨洪澇災害風險

定量分析評價孕災環(huán)境敏感性、致災因子危險性、承災體易損性和防災減災能力4個因子，得到會東縣暴雨洪澇風險區(qū)劃權(quán)重（圖5），根據(jù)暴雨洪澇災害風險指數(shù)公式計算暴雨洪澇災害風險指數(shù)[14-15]。

FDRI=（VEwe）（VHwh）（VSws）（10-VR）wr

式中，F(xiàn)DRI為暴雨洪澇災害風險指數(shù)，VE為孕災環(huán)境的敏感性，VH為致災因子的危險性，VS為承災體的易損性，VR為防災減災能力，we、wh、ws、wr分別為各評價因子的權(quán)重[16]。

綜合考慮氣候、國土、水利、農(nóng)業(yè)等多方面因素[17-18]，對災害危險性、孕災環(huán)境敏感性、承災體易損性及防災減災能力分別賦予權(quán)重0.4、0.4、0.1、0.1的權(quán)重，計算各地暴雨洪澇災害風險指數(shù)，利用GIS中自然斷點分級法將暴雨洪澇風險指數(shù)劃分為低風險區(qū)、次低風險區(qū)、中等風險區(qū)、次高風險區(qū)、高風險區(qū)（圖6）。

3 結(jié)論

本文以會東縣為研究對象，利用會東縣和周邊縣的歷史氣象資料以及自然、社會、經(jīng)濟與防災減災資料，利用GIS技術(shù)，綜合分析評價致災因子危險性、孕災環(huán)境敏感性、承災體易損性和防災抗災能力對暴雨洪澇災害風險的影響，計算暴雨洪澇災害風險指數(shù)并繪制會東縣暴雨洪澇災害風險區(qū)劃圖，得到如下結(jié)論。

（1）從致災因子危險性來看，會東縣暴雨洪澇災害風險性呈明顯的東—西向分布特征，由東至西風險逐漸增強。低危險區(qū)主要位于縣東部、東北部地區(qū)，包括大崇鎮(zhèn)、松坪鎮(zhèn)、野牛坪鎮(zhèn)、魯吉鎮(zhèn)東北部、溜姑鄉(xiāng)東部、滿銀溝鎮(zhèn)東部、老君灘鄉(xiāng)東南部以及淌塘鎮(zhèn)和烏東德鎮(zhèn)的東部邊緣地帶；次低危險區(qū)位于江西街鄉(xiāng)東北部；魯吉鎮(zhèn)西部、鉛鋅鎮(zhèn)東部、滿銀溝鎮(zhèn)中部、老君灘鄉(xiāng)西部、淌塘鎮(zhèn)西部和烏東德鎮(zhèn)中部；鲹魚河鎮(zhèn)、小壩鄉(xiāng)和姜州鎮(zhèn)為暴雨洪澇災害的高危險區(qū)；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)介于中間。

（2）從孕災環(huán)境敏感性來看，在流經(jīng)境內(nèi)的金沙江流域、縣境西部的鲹魚河、小壩河流域以及東北部的大橋河流域集中了會東暴雨洪澇災害孕災環(huán)境的高敏感區(qū)和次高敏感區(qū)；區(qū)境內(nèi)地勢較高的魯昆、魯南、大黑山脈所處大部分地區(qū)均為孕災環(huán)境的低敏感區(qū)和次低敏感區(qū)。

（3）從承災體易損性來看，高易損區(qū)主要分布在縣境的西北部地區(qū)，縣境南部、東部區(qū)域的易損性則較低。其中，鉛鋅鎮(zhèn)和鲹魚河鎮(zhèn)為暴雨洪澇災害承災體高易損區(qū)；此外，大崇鎮(zhèn)、堵格鎮(zhèn)、姜州鎮(zhèn)和烏東德鎮(zhèn)為承災體的次高易損區(qū)；而江西街鄉(xiāng)、小壩鄉(xiāng)、拉馬鄉(xiāng)、野租鄉(xiāng)、鐵柳鎮(zhèn)、溜姑鄉(xiāng)、松坪鎮(zhèn)和野牛坪鄉(xiāng)為承災體的最低易損區(qū)；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的易損情況介于高、低易損區(qū)之間。endprint

（4）從暴雨洪澇災害防災減災能力來看，會東縣中北部和西部地區(qū)的防災減災能力較強，東部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的防災減災能力較差。鲹魚河鎮(zhèn)、拉馬鄉(xiāng)和鉛鋅鎮(zhèn)的防災減災能力最強；其次為小壩鄉(xiāng)、姜州鎮(zhèn)、鐵柳鎮(zhèn)和淌塘鎮(zhèn)；而位于東北部的大崇鎮(zhèn)、魯吉鎮(zhèn)和位于東南部的老君灘鄉(xiāng)防災減災能力最弱。

（5）會東縣暴雨洪澇災害風險等級呈東—西向分布，最高和次高風險區(qū)基本集中在會東縣的西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而東部地區(qū)風險等級則較低。其中西部地勢較低、河流較多的鲹魚河鎮(zhèn)、小壩鎮(zhèn)、姜州鎮(zhèn)和嘎吉鎮(zhèn)均為暴雨洪澇災害的高風險區(qū)；此外，堵格鎮(zhèn)、鐵柳鎮(zhèn)、大崇鎮(zhèn)和鉛鋅鎮(zhèn)的西部地區(qū)災害風險等級也較高；而縣境內(nèi)中部、東南部地勢較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)災害風險等級均較低，包括野租鄉(xiāng)、滿銀溝鎮(zhèn)、老君灘鄉(xiāng)、淌塘鎮(zhèn)、野牛坪鄉(xiāng)、松坪鎮(zhèn)和溜姑鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的暴雨洪澇災害風險等級介于高、低值之間。

4 參考文獻

[1] 章國材.氣象災害風險評估與區(qū)劃方法[M].北京：氣象出版社，2010：151-160.

[2] 哈斯塔木嘎，蔡云松，石力偉.基于GIS的暴雨山洪氣象災害風險評估[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（18）：240-241.

[3] 馬蘭艷.基于GIS的多尺度洪澇災害風險評估模型的設計與實現(xiàn)[D].北京：首都師范大學，2011.

[4] 黃懿，代春梅.基于GIS的樂山市暴雨洪澇災害風險區(qū)劃研究[J].高原山地氣象研究，2014，34（1）：62-67.

[5] 唐余學，廖向花，李晶.基于GIS的重慶市山洪災害區(qū)劃[J].氣象科技，2011，39（4）：423-428.

[6] 徐洪剛，肖丹，范雄，等.基于GIS的青神縣暴雨洪澇災害風險區(qū)劃[J].高原山地氣象研究，2011，31（4）：73-77.

[7] 郭婉蓉，趙德江.基于GIS的南部縣農(nóng)業(yè)氣象干旱災害風險區(qū)劃[J].農(nóng)技服務，2014，31（8）：115.

[8] 高展，許劍勇，王勝，等.黃山風景區(qū)暴雨山洪災害風險區(qū)劃研究[J].暴雨災害，2015，34（3）：281-285.

[9] 曹寧，張磊，馬寧，等.寧夏暴雨洪澇災害風險區(qū)劃[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息，2011（2）：93-95.

[10] 孫建霞. 基于GIS和RS技術(shù)的吉林省暴雨洪澇災害風險評價[D].長春：東北師范大學，2010.

[11] 李清華，孟潔，王云峰，等.基于GIS的太原市暴雨洪澇災害風險區(qū)劃[C]//第32屆中國氣象學會年會S14第五屆氣象服務發(fā)展論壇：氣象服務與信息化.北京：氣象服務發(fā)展論壇，2015.

[12] 莫建飛，陸甲，李艷蘭，等.基于GIS的廣西農(nóng)業(yè)暴雨洪澇災害風險評估[J].災害學，2012，27（1）：38-43.

[13] 李喜倉，白美蘭，楊晶，等.基于GIS技術(shù)的內(nèi)蒙古地區(qū)暴雨洪澇災害風險區(qū)劃及評估研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2012，26（7）：71-77.

[14] 張永紅，葛徽衍，徐軍昶.關(guān)中東部暴雨災害風險區(qū)劃研究[J].陜西氣象，2010（6）：9-13.

[15] 張京紅，田光輝，蔡大鑫，等.基于GIS技術(shù)的海南島暴雨洪澇災害風險區(qū)劃[J].熱帶作物學報，2010，31（6）：1014-1019.

[16] 黃懿，代春梅.基于GIS技術(shù)的樂山市暴雨洪澇災害風險區(qū)劃研究[J].高原山地氣象研究，2014，34（1）：62-67.

[17] 李香，趙志忠，張京紅，等.GIS技術(shù)支持下的海南島暴雨災害危險性評價[J].海南師范大學學報（自然科學版），2010，23（2）：193-197.

[18] 王清川，壽紹文，許敏，等.廊坊市暴雨洪澇災害風險評估與區(qū)劃[J].干旱氣象，2010，28（4）：475-482.endprint