河北省海冰災害風險評估和區劃研究

袁本坤，郭可彩，商杰，黎舸，鐘山

(國家海洋局北海預報中心 山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室 青島 266061)

?

河北省海冰災害風險評估和區劃研究

袁本坤，郭可彩，商杰，黎舸，鐘山

(國家海洋局北海預報中心 山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室 青島 266061)

開展海冰災害風險評估和區劃，有助于指導結冰海區沿岸各級政府制定和優化海冰防災減災決策，以最大限度地減輕海冰災害造成的損失。本研究選取冰厚、密集度及冰期和各類承災體密度、規模等作為評估指標，將河北省沿海縣級行政區所轄海域作為基本評估單元，利用權重分析等方法，對河北省的海冰災害風險進行綜合評估。在此基礎上，結合海冰防災減災的實際需求對河北省的海冰災害風險進行空間區域的等級劃分，并繪制風險等級分布圖。所得結果較為真實地揭示了海冰災害風險在河北省所轄海域的分布狀況，可為河北省的海冰災害風險管理等提供依據。

河北省；海冰災害；致災因子；權重分析；風險評估和區劃；冰情；承災體

河北省所轄海域每年冬季都有不同程度的結冰現象[1]。海冰對海上交通運輸、海洋(岸)工程設施、海水養殖以及漁業生產等均有不同程度的影響[2]，并會造成損失。其中，僅2009—2010年冬季，河北省因海冰造成的直接經濟損失就高達1.55億元[3]。因此，海冰災害是河北省的主要海洋災害之一。多年來，河北省及沿海地區各級政府高度重視海冰防災減災工作，采取各種措施預防和減輕海冰災害造成的損失，并取得一定成效。但是，由于缺乏科學有效的海冰災害風險評估和區劃成果作為依據，不僅影響了防災減災效果，也不同程度地造成了災害應對成本的增加和行政資源的浪費。因此，要使海冰防災減災工作科學、有效，必須對海冰災害風險進行評估和區劃。

包括海冰災害在內的自然災害風險評估目前尚無成熟的技術方法[4]。本研究從河北省所轄海域歷年冰情監測資料和承災體(即涉海經濟社會活動，下同)實際狀況出發，通過建立海冰災害致災因子指標體系，利用權重分析等方法，對河北省所轄海域的海冰災害風險進行綜合評估和區劃，得到較為符合河北省海冰防災減災實際需求的評估和區劃結果。

1 資料來源與時限

本研究所用資料包括冰情和承災體兩大類。冰情資料主要為國家海洋局北海分局歷年對河北省所轄海域進行的海冰監測數據；承災體資料則由河北省各級海洋主管部門提供，資料截止時間為2011年末。

2 評估和區劃方法

2.1 評估指標和評估單元選取

根據渤海海冰災害特點[5]，結合海冰災害孕災環境[6]和致災原因[7]分析，其致災因子基本為冰情和承災體。因此，河北省海冰災害風險評估指標主要選取冰情和承災體兩類因子。冰情因子確定為冰厚、冰期和密集度；承災體則確定為交通運輸、海水養殖、海洋(岸)工程和有人居住島嶼。

基本評估單元確定為縣級行政區所轄海域。河北省沿海地區所轄縣級行政區(自北向南)依次為秦皇島市的山海關區、海港區、北戴河區、撫寧縣、昌黎縣，唐山市的樂亭縣、唐海縣、灤南縣、豐南區和滄州市的黃驊市、海興縣等共計11個縣(縣級市、區)。由于個別行政區的評估指標值難以獲取，將縣級評估單元作了適當調整。(自北向南)依次為秦皇島市區(包括山海關區、海港區、北戴河區)、撫寧縣、昌黎縣；唐山市樂亭縣、曹妃甸區(包括唐海縣、灤南縣、豐南區)和滄州市渤海新區(包括黃驊市、海興縣)。考慮到河北省沿海大型港口的年均吞吐量均在億噸以上且港口地位普遍較高，將大型港口作為獨立單元進行評估，(自北向南)依次為秦皇島港、唐山港京唐港區、唐山港曹妃甸港區和黃驊港等共4個基本評估單元。

2.2 致災因子評估指標體系

(1)冰情致災因子:選取各評估單元多年平均嚴重冰期、海冰厚度和密集度作為冰情致災因子[8]，并分別劃分為5個等級，以確定其在海冰災害風險中的影響大小，建立冰情致災因子評估指標體系(表1)。若同一評估單元出現不同等級的冰情致災因子，則選取其影響等級最高者。

表1 冰情致災因子評估指標體系

(2)承災體致災因子:將各評估單元承災體分為交通運輸、海水養殖、海洋(岸)工程(包括核電廠等)以及有人居住島嶼等4大類，并將其作為評估指標，然后對各類承災體按其規模大小確定其風險影響等級，每個指標按4個等級劃分(表2)。若同一評估單元出現不同承災體，則選取其風險影響等級最高者。

表2 承災體評估指標體系

備注：①單位長度岸線港口吞吐量是指評估單元內港口年吞吐量與海岸線長度之比；②海水養殖面積比例是指評估單元內海水養殖面積占其海域總面積的百分比.

將表1給出的冰情致災因子影響等級和表2給出的承災體風險影響因子影響等級作為評估指標，分別確定兩類因子不同等級評估指標的自重權數和系數，計算出各自的等級權數，形成海冰災害風險綜合評估體系，見表3。

表3 海冰災害風險綜合評估體系

注：等級權數=自重權數×系數.

2.3 風險評估值確定

各評估單元的海冰災害風險評估值(R)，根據其冰情致災因子和承災體綜合影響兩類指標，按表3給出的不同代碼進行組合并且相乘，其乘積(綜合權數值)即為海冰災害風險評估值(R)，即：

R=Ci×Dj(i=1，2，3，4，5；j=1，2，3，4)

(1)

式中：R為評估海區的海冰災害風險評估值；Ci為不同級別的冰情致災因子等級權數；Dj為不同級別承災體的等級權數。

根據冰情與承災體指標值，按表1至表3以及式(1)計算出的各個評估單元的海冰災害風險綜合評估值(R)見表4和表5。

表4 各評估單元海冰災害風險綜合評估值(縣級行政區)

備注：①秦皇島市區包括山海關區、海港區和北戴河區；②曹妃甸區包括灤南縣、唐海縣及豐南區；③渤海新區包括黃驊市和海興縣.

表5 各評估單元海冰災害風險綜合評估值(大型港口)

2.4 風險等級劃分

目前，我國尚無劃分自然災害風險等級的國家標準。根據國內外最新研究成果，結合河北省海冰災害風險管理工作現狀，本文將海冰災害風險按照高風險(Ⅰ級)、較高風險(Ⅱ級)、較低風險(Ⅲ級)和低風險(Ⅳ級)4個等級進行劃分。具體劃分標準見表6。

表6 海冰災害風險等級劃分標準

3 結果與分析

3.1 海冰災害風險等級劃分

將表4和表5所列各個評估單元的風險評估值，按表6給出的劃分標準確定各個評估單元的海冰災害風險等級，結果見表7和表8。

表7 各評估單元風險等級(縣級行政區)

表8 各評估單元風險等級(大型港口)

3.2 風險等級調整

由于各個評估單元的承災體屬性以及海冰防災減災需求不同，其最終風險等級應結合典型歷史災害狀況和防災減災的具體要求綜合確定。考慮到渤海新區附近海域冰厚，密集度高，且有嚴重堆積現象，對經濟社會活動影響相對較重，因此在縣級評估單元中將渤海新區的風險等級Ⅱ級上調為Ⅰ級；由于黃驊港海域海冰密集度較高，港口航道兩側修建有大型防浪堤，航道內的浮冰不易向外海漂移，易出現海冰堆積現象，冰情對來往船只的影響明顯。同時，黃驊港不僅是河北省沿海的區域性重要港口，也是我國的主要能源輸出港之一，因此將黃驊港的風險等級Ⅲ級上調為Ⅱ級。

3.3 風險等級分布及分析

根據調整后的最終風險等級可知河北省海冰災害風險等級分布情況。河北省海冰災害風險等級最高的評估單元分別是渤海新區和秦皇島港。渤海新區主要受冰情指標較高影響，秦皇島港則主要與承災體指標較高有關。

4 結論與討論

(1)通過建立冰情和承災體致災因子指標體系，利用權重分析等方法對海冰災害風險進行綜合評估，并據此對海冰災害風險進行等級劃分，較為科學、合理與可行[9]。

(2) 所得到的區劃結果比較真實地揭示了海冰災害在河北省所轄海域的分布狀況，可以滿足河北省當前海冰防災減災的實際需要，也可為河北省海洋經濟建設布局、海洋資源開發、利用及規劃等提供依據。

(3)應當指出，將評估單元確定為縣級行政區所轄海域，雖然為各類指標值尤其是承災體指標值的獲取提供了便利，但容易出現因各自所轄海域面積和海岸線差別較大而導致的評估結果偏離實際。這種不足應當結合海冰防災減災以及典型海冰災害案例分析等予以適當調整。

[1] 王相玉，袁本坤，商杰，等.渤黃海海冰災害與防御對策[J].海岸工程，2011，30(4)：46-55.

[2] 白珊，劉欽政，李海，等.渤海的海冰[J].海洋預報，1999，16(3)：1-9.

[3] 孫劭，蘇潔，史培軍.2010年渤海海冰災害特征分析[J].自然災害學報，2011，20(6)：87-93.

[4] 高慶華，馬宗晉，張成業，等.自然災害評估[M].北京：氣象出版社，2007：205-207.

[5] 張方儉，費立淑.我國的海冰災害及其防御[J].海洋通報，1994，13(5):75-83.

[6] 丁德文等.工程海冰學概論[M].北京：海洋出版社，1999：210-213.

[7] 李志軍.渤海海冰災害和人類活動之間的關系[J].海洋預報，2010，27(1):8-12.

[8] 袁本坤，郭可彩，王相玉，等.我國單因子海冰災害指標體系及海冰災害等級劃分方法初步探討[J].海洋預報，2013，30(1):65-70.

[9] 袁本坤，曹叢華，江崇波，等.基于致災因子指標體系的海冰災害風險評估和區劃方法[J].防災科技學院學報，2015，17(2):8-12.

Study On the Risk Assessment and Zoning of Sea Ice Disaster in Hebei Province

YUAN Benkun，GUO Kecai，SHANG Jie，LI Ge，ZHONG Shan

(North China Sea Marine Forecast Center of State Oceanic Administration, Shandong Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Environment and Disaster Prevention and Mitigation, Qingdao 266061, China)

The risk assessment and zoning of sea ice disaster are helpful to guide the governments to formulate and optimize the decision-making of sea ice disaster prevention and reduction at the frozen sea area ，and to mitigate the loss caused by sea ice disaster to the greatest extent.In this paper，the thickness，concentration and period of sea ice and the all kinds of concentration，scale of all kind of disaster-bearing bodies are selected as assessment index，and the jurisdiction of the sea under Hebei Province coastal county-level administrative region are selected as the basic assessment units，the risk of sea ice disaster in Hebei Province is assessed comprehensively by method of weight analysis.On this basis，the risk of sea ice disaster in Hebei Province is zoned by the actual requirements on disaster prevention and mitigation of sea ice，and the distribution of risk grades is plotted.The results reveal the distribution of risk of sea ice disaster and could provide basis for the risk management of sea ice in Hebei Province.

Hebei Province，Sea ice disaster，Weight analysis，Ice condition，Disaster-bearing body

海洋公益性行業科研專項(201105016).

袁本坤，研究員，研究方向為海冰監測預報及海冰防災減災技術，電子信箱：yuanbenkun@163.com

P694

A

1005-9857(2016)01-0117-04