右江流域洪水災害生態風險評價

劉培培

[摘 要]本文從自然災害危險度角度，選取洪澇災害對右江流域進行生態風險評估，運用Arcgis軟件進行地理空間分析，選取洪澇災害發生強度、頻率、范圍等指標來評估右江流域生態風險大小。

[關鍵詞]降雨量；地形；水系；生態風險評價

[中圖分類號]TV87 [文獻標識碼]A

生態風險評價（ Ecological Risk Assessment，ERA） 即調查生態系統及其組分的風險源，預測風險出現的概率及其可能出現的負面效果，并據此提出相應的舒緩措施。區域生態風險評價是整個生態風險研究的重要組成部分，而流域是一類復雜的自然地理區域，它是以地表水和地下水為主要紐帶，密切連接特定區域水循環、土地覆被、生態系統等自然支撐系統的綜合生態地域系統。近年來我國經濟高速增長，高能耗、資源型、勞動密集型的經濟發展方式致使環境事故多發，人們開始關注生態環境健康問題。生態風險評價作為風險管理的科學依據和技術支持，得到迅速發展并成為研究熱點。

1 區域概況

右江，珠江水系西江支流郁江中游河段的名稱。郁江水系發源于云南省廣南縣底好鄉聽弄村，流入廣西百色市百色鎮與澄碧河匯合稱右江。右江流經田陽、田東、平果、隆安等縣，在南寧宋村與左江匯合始稱郁江。上游為“剝隘河”段，下游為郁江段。右江段，全長707公里。流域面積38612平方公里，年平均徑流量172億立方米。百色市境內流域面積為3713平方公里，占總流域面積的9.62%。市境流長118公里（澄碧河口至羅村口稱鵝江，長72公里）。在田陽縣境內，河道長75.1公里，流域面積2237.65平方公里。在田東縣境內，干流長244公里，集雨面積812.1平方公里。在平果縣境內，縣境內長46公里，河寬200米左右，較窄120多米，年徑流量60.78億立方米。在隆安縣境內，累年平均最大流量3474立方米每秒，平均最小流量70.9立方米每秒，年平均流量452.4立方米每秒；年最大徑流量243億立方米（1968年），最小徑流量73.9億立方米（1963年），多年平均徑流量142億立方米；多年平均輸沙量509萬噸。南寧市境內，右江多年平均天然徑流量145億立方米（下顏站）。

2 理論與方法

本研究從自然災害危險度角度，選取洪澇災害對右江流域進行生態風險評估，選取洪澇災害發生強度、頻率、范圍等指標來評估流域生態風險大小。

2.1 指標內涵

流域洪水災害是一種突發性強、發生頻率高、危害嚴重的災害。洪水災害是指由于大氣降水的異常運動所引起的，會給人類正常生產、生活帶來巨大禍患和損失。洪水災害包括兩個方面的含義：一是洪水的發生，二是災害的形成。右江流域由于地處低緯度地區，暴雨天氣系統主要以熱帶氣旋為主，鋒面、輻合帶及高空槽、西南低壓等天氣系統為輔，洪水類型屬暴雨洪水型。洪水災害風險的形成受不同因子的影響，有形成洪水的致災因子和承受災害的承災因子。根據洪水災害本身的自然屬性，選取降雨量、地形、水系，這三個因子作為洪水災害的致災因子。

由于不同風險源發生概率、強度等與具體風險源的形成機理和作用過程有關，不同類型的風險源危險度的量化方法亦不相同。因此，在進行風險源危險度評估時應根據具體風險源的特點進行選擇。本研究中根據不同風險源的危害程度進行賦值。洪澇災害等主要根據歷史記錄、圖片等資料記載，統計其發生頻率和范圍計算獲得。由于不同風險源量化單元不同，為進行統一表征，需要將這些數據“投影”到網格上，最終以網格數據結構為基礎，實現各種代數和邏輯運算。

2.2 降雨量對洪水災害風險的影響

降雨量對洪水災害的影響與降水的多少有關，降水量以年度降水量來表征，但是洪災的形成不僅僅與降水量的多少有關，還與降水變率有關，即降水的逐年變化的量。降水變率較大，則逐年降水量不穩定，易發生洪澇，降水變率較小，則不易產生洪災。本研究采用相對降水變率來計算降水變率，以x表示幾年內降水的多年平均值，X1，X2，X3，... Xi表示某年的降水量，則相對降水變率是降水距平百分率絕對值的和除以年數的商即相對變率，公式為：

田陽縣多年平均降雨量1600mm，多年平均降水變率17.8%；田東縣多年平均降雨量1167mm，多年平均降水變率18.5；平果縣多年平均降雨量1359mm，多年平均降水變率18.2%；隆安縣多年平均降雨量1200mm，多年平均降水變率20.4%；南寧市多年平均降雨量1304.2mm，多年平均降水變率19.7%。利用 ArcGIS 的 Data Management 工具集中的 Add XY Coordinates 工具，把氣象臺站的數據定位到研究區的矢量圖內，得到降雨數據和降水變率的數據在矢量圖中地理位置，利用 ArcGIS 中的反距離權重插值法（Inverse Distance Weighted，IDW）對多年平均降雨量和多年平均降水變率數據進行空間插值，得到右江流域多年平均降雨量分布。

2.3 地形對洪水災害風險的影響

地形與洪水災害風險關系密切，地形高程越低，變化程度越小，越容易發生洪水，洪水災害的風險性也越高。采用分辨率為 30 米的 GDEM 數據來分析右江流域的坡度情況，得到右江流域坡度等級。坡度等級越低，表示地形越平坦，越容易發生洪水；坡度等級越高，表示地形越陡峭，洪水對此的影響性越小。

2.4 水系對洪水災害風險性的影響

右江水系的分布在一定程度上決定了本區域遭遇洪水侵襲的難易程度，運用 ArcGIS 中的分析工具集 Analysis Tools 中的緩沖區分析工具 Buffer，分別對不同級別的河流做不同距離的緩沖區分析，得到右江流域河網緩沖區圖。

2.5 流域洪水災害綜合評價

根據降雨量、地形、水系對右江流域洪澇災害風險性的影響，運用層次分析法 AHP，經專家決策，得到降雨量對洪水災害的風險影響的權重為 0.4，地形的權重為 0.2，水系的權重為0.4，然后采用疊加分析法計算右江流域綜合洪水災害風險值。

流域洪水災害的高風險地區在河流干流的西北方向，即田陽中部、田東南部地區和隆安段，其主要原因是該地區降水變率較大，容易發生洪澇災害；相對而言平果地區，遠離河流干流，降水變率較低，是流域洪水災害的低風險地區。

3 研究不足與發展趨向

隨著地理信息系統、遙感等信息技術的快速發展，生態風險評價的概念模型與評估方法不斷完善，風險源已由化學污染物逐步向非化學污染物，如土地利用、生物入侵等復合風險源演化，評價范圍也由小尺度區域向流域、景觀等大尺度范圍擴張。流域生態風險評價是以湖泊、河流及其流域為整體單元對其自然生態環境及社會經濟發展進行的綜合評價，較傳統的以行政區為單元的研究思路更有利于流域生態環境的綜合保護與管理。但基于資料、技術和工具的局限以及流域生態系統復雜多樣的特點，流域生態風險評價至今尚未形成統一的評價體系。目前，一些流域生態風險評價沒有真正上升到流域尺度，不能提供全面的評價信息和確定相應的管理標準，生態風險評價在流域尺度上的定量研究還有待于進一步探索和發展。

[參考文獻]

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