基于GIS的廣西暴雨洪澇災害的時空特征與脆弱性評價

廖春貴+熊小菊+胡寶清

摘 要：該文在搜集整理2015年廣西壯族自治區暴雨洪澇災情數據的基礎上，采用災情數據的數理統計方法，從時空角度對洪澇暴雨災害的特征進行分析，并對其暴雨洪澇災害的脆弱性進行評價。結果表明：2015年廣西共發生14場暴雨洪澇災害，災害月際分布不均，夏季最為集中，發生災害的次數桂東>桂北>桂中>桂南>桂西；南寧市的暴雨洪澇災害脆弱性和農作物脆弱性最高，河池市的人口脆弱性最高，桂林市的經濟脆弱性最高；暴雨洪澇災害脆弱性在空間分布上以中部區域為中心，分別向西、向南降低。

關鍵詞：暴雨洪澇災害；時空特征；脆弱性評價；廣西

中圖分類號 P531 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）05-0029-05

Abstract：Records for rainstorm-floods in Guangxi in 2015 were analyzed for disaster temporal-spatial distribution and vulnerability assessment of flood disaster. The results show that a total of 14 storm floods in Guangxi in 2015，disasters on international distribution，the summer is most concentrated，the amount of disaster was east>north>central>south>west；the vulnerability assessment and crop vulnerability of flood disaster is the most in Nanning，population vulnerability of flood disaster is the most in Hechi，economic vulnerability of flood disaster is the most in Guilin.

Key word：Flood disaster；Spatial and temporal characteristics；Vulnerability assessment；Guangxi

在氣候變暖、海平面上升的環境下，我國自然災害發生的頻率和強度及影響范圍不斷上升[1]。自然災害引起的直接經濟損失、受災人口、農作物受災面積也出現不斷增加的趨勢[2]。暴雨洪澇災害是由長期暴雨或降水而造成大量積水和徑流淹沒低洼地區造成的人口、經濟財產損失的自然災害[3]，我國的暴雨洪澇災害大部分是由暴雨引發的，其發生頻率高、影響范圍大、造成經濟損失高[4]。我國每年因暴雨洪澇災害影響的農田面積平均在70萬hm2，每年造成的經濟損失在100億元以上[5]。

2015年中國有20多個省（區）發生暴雨洪澇災害，受災人口約2 000萬人，死亡人數108人、失蹤20人以上；暴雨洪澇災害造成的緊急轉移安置人口約100萬人，農作物受災面積1 700萬hm2，暴雨洪水造成4.4萬間房屋倒塌。暴雨洪澇災害給我國的社會經濟發展、人民生命健康帶來嚴重的威脅。而處在我國南部沿海地區的廣西壯族自治區降水豐富、暴雨量大，每年因暴雨引發的山洪、泥石流等災害也給人民的生命財產造成了巨大威脅。據統計，2015年廣西洪澇災害造成約300萬人受災，因災死亡28人，南寧、百色、梧州等地區緊急轉移安置約15萬人；暴雨洪澇災害造成16.7萬hm2農作物受災，其中成災有8.7萬hm2；有7 000多間房屋倒塌。暴雨洪澇災害造成直接經濟損失高達2.2億元，其中農業損失1.3億元，家庭財產損失3 000多萬元。

因此，需要對廣西的洪澇災害進行研究分析，分析其時空特征，找出重災區在哪里，哪個時段比較容易發暴雨洪澇災害，切實為廣西減災防災工作提供科學的參考依據。目前，國內外對洪澇災害時空格局特征開展了大量的研究。如陳香等根據福建省氣象災害年鑒提供的數據資料，對福建省的暴雨洪澇災害時空格局進行研究分析，提出了具有針對福建沿海地區的防災減災對策[6-7]；楊佩國等利用EM-DAT中的災害記錄數據資料，對亞太地區近20年洪澇災害的時空特分析[8]；廖永豐等對我國21世紀初發生的的自然災情，進行空間分析[9]；還有學者對廣西暴雨洪澇的時空分布特征及成因、風險評估與區劃、防御對策等進行相關研究[10-16]。Barredo運用歐洲1970—2005年間的暴雨洪澇災害數據進行研究，發現洪澇災害出現加重的現象，暴雨洪澇災害的加重主要是人口的脆弱性增加造成的[17]；而SREX報告也指出干旱、暴雨等能否構成災害，很大程度上由脆弱性和暴露度水平決定，脆弱性和暴露度是決定災害風險的關鍵因素。國內學者對暴雨洪澇災害的脆弱性進行了相關研究[18-23]，如尹占娥等利用GIS技術對上海浦東區暴雨澇災害的脆弱性進行分析[18]；王艷君等對我國暴雨洪澇災害脆弱性的時空特征進行分析[19]；金有杰等根據人口、GDP等數據，利用空間化技術對暴雨洪澇災害的脆弱性進行探討[20]。分析脆弱性的時空特征和脆弱性的評價是災害風險評估、管理的重要內容之一，災害脆弱性的分析研究能夠為災害的預報預警、防災減災工作提供依據。本文采用災情數據的數理統計方法，搜集梳理了2015年廣西壯族自治區暴雨洪澇災害的災情數據資料，包括受災人口、災害發生的次數以及造成的農作物受災面積等，從時間和空間角度對暴雨洪澇災害的特征進行分析，進而對其暴雨洪澇災害的脆弱性分析評價，切實為廣西壯族自治區的經濟社會發展和實施防災減災規劃工作提供科學依據和理論參考。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況 廣西壯族自治區位于北緯20°54′～26°24′，東經104°26′～112°04′，屬中亞熱帶季風氣候區和南亞熱帶季風氣候區，氣候溫暖、降水豐富。各地級市年平均氣溫16.0～23.0℃，各地級市年降水量均在1 070～

2 000mm，降水時空分布不均，東部沿海地區多，西部地區少，各地級市多年平均水面蒸發量在600～1 200mm，降水量在年內和年際之間的時空分布差異大。廣西地貌類型復雜多樣，地勢西北高東南低，區內有紅水河、南流江、西江等流域，河網密度大，受東南季風的影響，每年暴雨出現的次數較多，而且降水歷時較短暴雨量大，區內的河流水位變幅大，喀斯特地區范圍廣排水不暢，遇到暴雨容易引發洪澇災害。

1.2 資料與方法

1.2.1 資料來源 根據暴雨洪澇災害的時空特征與脆弱性評價的基本要素分析和研究目的，應用廣西地情網、廣西氣象局網站的2015年各類暴雨洪澇災害統計資料，以及廣西壯族自治區民政廳發布的《災情快報》中各縣的受災次數、受災人口、直接經濟損失和農作物受災面積等數據資料。

1.2.2 暴雨洪澇災害的脆弱性指標及評價方法 在脆弱性指標的選取上，用受災人口作為人口脆弱性指數VP；農作物受災面積來表示農作物脆弱性指數VC；各縣（市、區）的直接經濟損失為經濟脆弱性指數VE。依據人口脆弱性指數VP、農作物脆弱性指數VC和經濟脆弱性指數VE的等級數構建暴雨洪澇災害脆弱度指數（V），V=（VP等級數+VC等級數+VE等級數）/3。根據廣西暴雨洪澇災害的實際情況將脆弱性指數分級如表1所示。

2015年廣西發生的暴雨洪澇災害與常年相比，4月中旬就出現了，來的比較早。由圖1可知，2015年廣西暴雨洪澇災害發生主要集中在5月、6月和9月，其中5月份發生的次數最多為4次；5月和6月發生的暴雨洪澇災次占全年災次的一半。由圖2可知，2015年廣西暴雨洪澇災害事件中，有7次造成的損失比較大，經濟損失慘重。5月18—20日這次暴雨洪澇災害，造成的直接經濟損失最高達9 500萬元；受災人口最多的是發生在7月22—31日這次暴雨洪澇災害，其受災人口高達101.87萬人；6月13—15日這次暴雨洪澇災害造成的農作物受災面積最大高達4.9萬hm2，占全年農作物受災面積的29.4%。廣西暴雨洪澇災害年內分布不均，夏季最為集中。

直接經濟損失對比

2.2 空間分布特征 強降水是引發暴雨洪澇災害的主要原因之一，廣西降水的空間分布受到不同的地形地貌等條件的影響。從地勢上看廣西西北高東南低，受到地形的影響，全區降水分布差異明顯，西北喀斯特石灰巖地區排水不暢，暴雨洪澇災害頻繁發生。利用廣西氣象局網站2015年各類暴雨洪澇災害統計資料，以及廣西壯族自治區民政廳發布的《災情快報》中各縣的受災次數、受災人口、直接經濟損失和農作物受災面積的數據資料，分析暴雨洪澇災害災次的空間分布。由圖3可知，廣西暴雨洪澇災害發生的次數在空間分布上總體表現由東北部地區向西南部地區減小，其中發生災害的次數中桂東>桂北>桂中>桂南>桂西。桂東地區在2015年共發生28次，發生的暴雨洪澇災害最多，占總數的27.2%；桂西地區發生的暴雨洪澇災害次數最少，僅有13次。由圖4可知，廣西各地級市發生暴雨洪澇災害的災次在空間分布上差異較大，河池、南寧以及百色的災次位居前3位，發生的暴雨洪澇災次分別為16次、12次和12次；崇左的暴雨洪澇災次最少，僅1次。

3.3 農作物脆弱性特征 以各縣（市、區）的農作物受災面積為農作物脆弱性指數，2015年廣西14個地級市的平均農作物脆弱性指數為6 000hm2。桂中地區的農作物脆弱性最高，在空間分布上表現為中部東部地區向西南部地區逐漸遞減的。南寧市的農作物受災面積最大，達到19 301hm2；其次為賀州、柳州，分別達到16 000hm2和15 700hm2；玉林是農作物受災面積最少的地區，農作物受災面積僅為2 884hm2。

3.4 暴雨洪澇災害脆弱性評價 脆弱性是決定災害風險及其影響的關鍵因素之一。災害經濟損失的增長主要是受災人口和經濟資產暴露度的增加。在暴露度同樣的環境下，災害不利影響的程度和類型取決于脆弱性。本文在脆弱性指標的選取上，用受災人口的來表示人口脆弱性指數；農作物受災面積來表示農作物脆弱性指數；各縣（市、區）的直接經濟損失作為經濟脆弱性的指數。依據人口脆弱性指數VP、農作物脆弱性指數VC和經濟脆弱性指數VE的等級數構建暴雨洪澇災害脆弱度指數（V），V=（VP等級數+VC等級數+VE等級數）/3，最后以地級市為基本制圖單元編制出暴雨洪澇脆弱性評價圖。由圖8可知，南寧、賀州、河池的暴雨洪澇災害脆弱性位居前3位，暴雨洪澇災害脆弱性分別為5.33、4.67和5.0；其次為欽州、柳州，欽州、柳州的暴雨洪澇災害脆弱性為4.33和4.0；崇左市的脆弱性最小，僅為1.33。2015年廣西暴雨洪澇災害脆弱性在空間分布上以中部區域為中心，分別向西、向南降低。

4 結論與討論

本次研究采用2015年廣西地情網、廣西氣象局網站的各類暴雨洪澇災害統計資料，以及廣西壯族自治區民政廳發布的《災情快報》中各縣的受災次數、受災人口、直接經濟損失和農作物受災面積等資料，對廣西暴雨洪澇災害的時空格局和脆弱性進行分析，主要結論如下：

（1）基于災情數據的數理統計方法，重建了廣西2015年4—11月14場暴雨洪澇的時空特征，客觀的反映2015年廣西暴雨洪澇災害的分布規律，暴雨洪澇災害區域涉及14個地級市，其中較大范圍的有11場。暴雨洪澇災害月際分配不均，夏季最為集中，暴雨洪澇主要發生在5—9月，5月和6月發生的災次占全年災次的一半。7月22—31日這次暴雨洪澇災害的受災人口最多，高達101.87萬人。

（2）暴雨洪澇災害發生的次數在空間分布差異大，總體表現為由桂中桂東地區向桂西地區減小的，暴雨洪澇災害的次數中桂東>桂北>桂中>桂南>桂西，其中河池、南寧和百色的暴雨洪澇災害災次位居前3位。

（3）暴雨洪澇災害脆弱性在空間分布上以中部區域為中心，分別向西、向南降低；人口脆弱性由中北部地區向西南部地區減小；經濟脆弱性由桂東北地區向桂西南地區減小；桂中地區的農作物脆弱性最高，在空間分布上表現由中東地區向西南部地區減小。南寧市的暴雨洪澇災害脆弱性和農作物脆弱性最高，河池市的人口脆弱性最高，桂林市的經濟脆弱性最高。

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（責編：張宏民）