岱岳區(qū)洪澇風險評價及區(qū)劃分析

鄒俊麗,王 文,崔兆韻

1.南京信息工程大學公共管理學院,江蘇南京 210044

2.南京信息工程大學氣象災害教育部重點實驗室,江蘇南京 210044

3.泰安農(nóng)業(yè)氣象試驗站,山東泰安 271000

洪澇是一種典型的氣象災害，指由于大雨、暴雨引起河流泛濫、山洪爆發(fā)淹沒農(nóng)田，毀壞農(nóng)業(yè)設(shè)施或因雨量過于集中，農(nóng)田積水造成的洪災和澇災。主要危害農(nóng)作物生長，造成作物減產(chǎn)或絕收，破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展，還會危及人的生命財產(chǎn)安全[1-3]。災害風險往往是天、地、人綜合作用的結(jié)果[4-5],氣象災害風險既具有自然屬性，也具有社會屬性，無論自然變異還是人類活動都可能導致氣象災害發(fā)生[6-9]。氣象災害風險區(qū)劃是災害研究領(lǐng)域的一個重要方面，其研究取得了豐碩的成果[10-13]。本文主要依托村鎮(zhèn)調(diào)查資料，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基礎(chǔ)，進行縣一級的洪澇災害風險區(qū)劃,旨在為當?shù)睾闈碁暮Ψ烙峁┛茖W的指導依據(jù)，更好地為該區(qū)域的防災減災事業(yè)服務。

1 岳區(qū)概況

泰安市岱岳區(qū)地處山東省中部，北依省會泉城濟南，南臨孔子故里曲阜?？偯娣e1750 km2，總?cè)丝谶_97萬人。該區(qū)屬于溫帶大陸性半濕潤季風氣候，四季分明，寒暑適宜，光溫同步，雨熱同季；春季干燥多風，夏季炎熱多雨，秋季晴和氣爽，冬季寒冷少雪。全年平均日照2536.2 h，氣溫年平均值13.0℃，年平均降水量688.3 mm。

岱岳區(qū)轄山口鎮(zhèn)、祝陽鎮(zhèn)、范鎮(zhèn)、角峪鎮(zhèn)、徂徠鎮(zhèn)、滿莊鎮(zhèn)、夏張鎮(zhèn)、道朗鎮(zhèn)、黃前鎮(zhèn)、大汶口鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)、房村鎮(zhèn)、良莊鎮(zhèn)、下港鄉(xiāng)、化馬灣鄉(xiāng)15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，粥店、天平兩個街道辦事處。

2 資料來源

氣象原始數(shù)據(jù)采用岱岳區(qū)氣象局1981～2010年30 a和10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域氣象站2006～2010年5 a觀測值，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)月降水量數(shù)據(jù)、日最高溫度、最低溫度數(shù)據(jù)以30年氣象資料為基礎(chǔ)，通過插值和年代外推法加以應用；災害調(diào)查資料系各鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象信息員深入農(nóng)戶走訪調(diào)查所得。研究中所選用的其他分析指標如耕地比例、人口密度、人均GDP等數(shù)據(jù)來自2009年岱岳區(qū)統(tǒng)計年鑒。本研究僅基于岱岳區(qū)進行分析，而岱岳區(qū)氣象站處于泰山區(qū)中心位置，考慮到災害風險區(qū)劃的完整性，所以將岱岳區(qū)氣象站資料賦予泰山區(qū)。

3 研究方法

3.1 災害風險評估原理

一般而言,自然災害風險是危險性、暴露性和脆弱性綜合作用的結(jié)果,防災減災能力對于自然災害風險度的作用較大，因此，在災害風險評價過程中，危險性、暴露性、脆弱性、防災減災能力四個因子缺一不可，每個因子又是由一系列子因子組成。表達式為：災害風險=f（危險性、暴露性、脆弱性、防災減災能力）。

危險性是指造成氣象災害的自然變異因素和程度；暴露性是指可能受到危險因素威脅的所有人和財產(chǎn),如人員、牲畜、房屋和農(nóng)作物等；脆弱性指在給定危險地區(qū)存在的所有可能受到致災因子威脅的對象由于潛在的危險因素而造成的危害或損失程度；防災減災能力是指各種用于防御和減輕氣象災害的各種管理措施和對策，包括管理能力、減災投入等[14]。

3.2 分析方法

3.2.1 因子標準化 研究中，由于所選因子的量綱不同，所以，要將因子進行標準化。本研究根據(jù)具體情況，采用極大值標準化和極差標準化方法。表示式為:

式中，Xij為第i個因子的第j項指標；X，ij為去量綱后的第i個因子的第j項指標；Xmin、Xmax為該指標的最小值和最大值。

3.2.2 加權(quán)綜合評價法 加權(quán)綜合評價法綜合考慮了各個因子對總體對象的影響程度，是把各個具體的指標的優(yōu)劣綜合起來，用一個數(shù)值化指標加以集中，表示整個評價對象的優(yōu)劣。表達式為：

其中，Cvj為評價因子的總值，Qvij是對于因子j的指標i（Qij≥0），Wci是指標i的權(quán)重值（0≤Wci≤1），通過層次分析法（AHP）計算得出，m是評價指標個數(shù)。

對于綜合風險指數(shù)，表達式為：

其中，Cv為綜合風險指數(shù)，Cvj是為危險性、暴露性和脆弱性風險因子，Cvk是防災減災能力。

3.2.3 層次分析法 層次分析法是對一些較為復雜、較為模糊的問題做出決策的簡易方法，他特別適用于那些難于完全定量分析的問題，通過將復雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，就可以得出不同方案重要性程度的權(quán)重，為最佳方案的選擇提供依據(jù)。

3.2.4 氣象資料插值方法 本研究根據(jù)實際情況，分別采用線性回歸方法、趨勢面擬合方法。

4 岱岳區(qū)洪澇災害風險評價與區(qū)劃

4.1 岱岳區(qū)洪澇災害風險評價與區(qū)劃因子選擇與權(quán)重確定

洪澇災害風險區(qū)劃危險性、暴露性、脆弱性、防災減災能力四個指標選取及權(quán)重值見圖1所示，其權(quán)重值通過層次分析法（AHP）確定。

圖1 岱岳區(qū)洪澇災害風險評價指標系統(tǒng)及權(quán)重值Fig.1 Risk evaluation index system and weighted value of flood disaster of Daiyue District

危險性主要取決于氣象要素及地理環(huán)境。洪澇頻率越高，其危險性也越大，而海拔高度越高，其危險性反而越小。由水庫個數(shù)替代河網(wǎng)密度，其個數(shù)越多的地區(qū)，對洪水的調(diào)蓄能力越強，危險性也就越小。暴露性主要是受災體，人口密度、房屋密度越大的地方，其暴露性也大，而地均GDP越高的地方，暴露性反而小。脆弱性為承載體中一些人文、自然要素受致災因子的影像程度，干旱災害對農(nóng)業(yè)影響較大，所以農(nóng)業(yè)指標比例越大的，其脆弱性也越大。防災減災能力主要為災害恢復能力，人均收入越高，恢復能力越強，旱澇保收面積則可以減輕其防災減災投入，路網(wǎng)密度決定減災過程中的強度。

4.2 岱岳區(qū)洪澇災害危險性因子評價與區(qū)劃

岱岳區(qū)洪澇災害危險性指數(shù)計算結(jié)果如表1，危險性等級劃分標準見表2（等級劃分標準采用相似聚類法進行自動分級）。

表1 岱岳區(qū)洪澇災害危險性指數(shù)值Table 1 Risk index value of flood disaster in Daiyue District

表2 岱岳區(qū)危險性等級劃分標準Table 2 Risk grading standards of Daiyue District

山東省泰安市岱岳區(qū)洪澇災害危險性區(qū)劃見圖2。

由圖2可知，岱岳區(qū)洪澇災害輕危險性分布在黃前鎮(zhèn)、山口鎮(zhèn)、良莊鎮(zhèn)、滿莊鎮(zhèn)；低危險性分布在泰山區(qū)、夏張鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)、房村鎮(zhèn)、范鎮(zhèn)；中危險性分布在下港鄉(xiāng)、祝陽鎮(zhèn)、角峪鄉(xiāng)、化馬灣鄉(xiāng)、道朗鎮(zhèn)、粥店街道、大汶口鎮(zhèn)；天平街道、徂徠鎮(zhèn)為洪澇災害高危險區(qū)。

4.3 岱岳區(qū)洪澇災害暴露性因子評價與區(qū)劃

岱岳區(qū)洪澇災害暴露性指數(shù)計算結(jié)果如表3，暴露性等級劃分標準見表4。

表3 岱岳區(qū)洪澇災害暴露性指數(shù)值Table 3 Exposure index value of flood disaster in Daiyue District

表4 岱岳區(qū)暴露性等級劃分標準Table 4 Exposure grading standard of Daiyue District

山東省泰安市岱岳區(qū)洪澇災害暴露性區(qū)劃結(jié)果見圖3。

圖3 岱岳區(qū)洪澇災害暴露性風險區(qū)劃圖Fig.3 Risk division diagram of exposure of flood disaster in Daiyue District

由圖3可知，岱岳區(qū)洪澇災害暴露性，黃前鎮(zhèn)、化馬灣鄉(xiāng)、大汶口鎮(zhèn)為輕風險區(qū)；道朗鎮(zhèn)、天平街道、徂徠鎮(zhèn)、角峪鄉(xiāng)、下港鄉(xiāng)為低風險區(qū)；中風險區(qū)為粥店街道、滿莊鎮(zhèn)、夏張鎮(zhèn)、良莊鎮(zhèn)、祝陽鎮(zhèn)；高風險分布在泰山區(qū)、山口鎮(zhèn)、范鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)、房村鎮(zhèn)。綜合而言，岱岳區(qū)洪澇災害暴露性輕、低風險區(qū)分布范圍小，較零散，而中、高風險區(qū)分布比較集中，且范圍大。

4.4 岱岳區(qū)洪澇災害脆弱性因子評價與區(qū)劃

岱岳區(qū)洪澇災害脆弱性指數(shù)計算結(jié)果如表5，脆弱性等級劃分標準見表6。

表5 岱岳區(qū)洪澇災害脆弱性指數(shù)值Table 5 Vulnerability value of flood disaster in Daiyue District

表6 岱岳區(qū)脆弱性等級劃分標準Table 6 Vulnerability grading standards of Daiyue District

山東省泰安市岱岳區(qū)洪澇災害脆弱性區(qū)劃結(jié)果見圖4。

圖4 岱岳區(qū)洪澇災害脆弱性風險區(qū)劃圖Fig.4 Risk division diagram of vulnerability of flood disaster in Daiyue District

如圖4所示，岱岳區(qū)洪澇災害脆弱性風險，輕風險區(qū)僅有粥店街道和天平街道；低風險區(qū)從西部的夏張鎮(zhèn)沿邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)至東部的祝陽鎮(zhèn)，呈帶狀分布；中風險分布在道朗鎮(zhèn)、滿莊鎮(zhèn)、徂徠鎮(zhèn)、黃前鎮(zhèn)、下港鄉(xiāng)；高風險區(qū)分布在泰山區(qū)中心及山口鎮(zhèn)?？傮w而言，洪澇災害脆弱性風險，輕、低風險分布范圍較大，中、高風險較分散，中部風險高于周邊風險。

4.5 岱岳區(qū)洪澇災害防災減災能力評價與區(qū)劃

岱岳區(qū)洪澇災害防災減災能力計算結(jié)果如表7，危險性等級劃分標準見表8。

表7 岱岳區(qū)洪澇災害防災減災能力指數(shù)值Table 7 Disaster prevention and reduction value of flood disaster in Daiyue District

表8 岱岳區(qū)防災減災等級劃分標準Table 8 Disaster prevention and reduction grading standards of Daiyue District

山東省泰安市岱岳區(qū)洪澇災害防災減災能力區(qū)劃結(jié)果見圖5。

圖5 岱岳區(qū)洪澇災害防災減災能力風險區(qū)劃圖Fig.5 Risk division diagram of disaster prevention and reduction of flood disaster in Daiyue District

由圖5可知，岱岳區(qū)洪澇防災減災能力，總體而言，以泰山區(qū)中心、岱岳區(qū)南部較強，東部下港等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)及西部道朗等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)防災減災能力較弱。

4.6 岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險評價與區(qū)劃

岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險指數(shù)為危險性、暴露性、脆弱性、防災減災能力的綜合，其表達式為：

其中，UDRI、DH、DE、DV、DC分別為洪澇災害的綜合風險指數(shù)、危險性、暴露性、脆弱性和防災減災能力。

岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險指數(shù)值見表9，災害風險等級劃分標準見表10。

表9 岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險指數(shù)值Table 9 Comprehensive risk index value of flood disaster in Daiyue District

表10 岱岳區(qū)綜合風險等級劃分標準Table 10 Comprehensive risk grading standards of Daiyue District

山東省泰安市岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險區(qū)劃結(jié)果見圖6。

圖6 岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險指數(shù)風險區(qū)劃圖Fig.6 Risk rivision diagram of integrated risk index of flood disaster in Daiyue District

由圖6可知，岱岳區(qū)洪澇災害綜合風險，輕風險分布在天平街道、大汶口鎮(zhèn)、徂徠鎮(zhèn)；低風險區(qū)分布在黃前鎮(zhèn)、泰山區(qū)、夏張鎮(zhèn)等9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)；中風險區(qū)位于下港鄉(xiāng)、道朗鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)、房村鎮(zhèn)；高風險區(qū)分布在山口鎮(zhèn)、粥店街道。綜合而言，洪澇災害輕、低風險分布范圍大，主要集中于中部、東南部，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)洪澇災害多為低、中度危險性、低度脆弱性，且防災減災能力較強。中、高度風險區(qū)分布較零散，范圍小，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)洪澇災害多為中危險性、中脆弱性，防災減災能力較弱。

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