基于GIS和AHP技術的延邊州洪水災害敏感性評價研究

郭仁萍 鄒嘉琪 王 倩 蓋雯怡 權赫春

(延邊大學工學院，吉林 延吉 133002)

近年來，洪水災害的頻發，給人類的生產和活動等帶來了巨大的危害。根據水利部發布的《中國水旱災害公報》統計，2016年全國因洪澇農作物受災達94.42萬hm2，造成直接經濟損失3 643.26億元，占全年GDP的0.49%[1]。本文通過GIS技術和層次分析法對延邊州洪水災害進行危險性評價研究。

1 研究區概況

延邊朝鮮族自治州地處吉林省東部長白山區，全州包括6個直轄市、2個縣。延邊州是河源地區,水系發達,河流眾多,有大小河流487條,總長1.09萬km。延邊州主要地形為山地占延邊總面積的54.8%，河谷平原占12.3%，丘陵占13.3%[2]。

2 研究方法

本研究采用的是GIS和層次分析法相結合的方法。層次分析法的顯著特點是靈活、簡潔以及系統性強[3]。利用GIS方法，結合層次分析法對各個因子的影響等級賦值，再加權和的方法計算出各因子對洪水災害的最終權重值，最后疊加各個因子柵格圖得出延邊州的洪水危險性劃分圖。

3 洪水災害危險性評價

3.1 洪水災害危險性分析

1)降水對洪水災害的影響。本文對2006年—2015年十年來延邊州各縣市平均降雨量進行收集(見表1)，利用GIS做出降雨量等級分布圖(見圖1)。降雨量多的地方洪水易發性大，危險性越高。降水量柵格圖可見，延邊州中部地區降雨量少，兩邊地區降雨量多。

2)高程對洪水災害的影響。高程對洪水災害的影響體現為高程低的地方，地勢趨于平緩，對洪災影響較大。利用GIS將高程重分類為五個等級得到高程等級分布圖(見圖2)。由最終得到的高程圖中得知危險性最低的等級為1 122 m～2 840 m；而危險性最高的高程區間為15 m～391 m，主要分布在沿河流域。

表1 延邊州各縣市降雨量

3)坡度對洪水災害的影響。坡度大的區域地貌形態復雜且起伏較大，遇到強降雨時易發生洪水災害。坡度越小，危險性越小；反之危險性越大。危險性最高的區間為35°～85°，主要分布在延邊州南部地區。

4)土地利用對洪水災害的影響。土地利用類型對洪水災害危險的影響主要為土地用途不同，影響度也不同。延邊州土地利用類型主要分為居民區、果園、森林、河流4種，分別賦值為1，2，3，4。得到土地利用等級分布圖(見圖3)。森林地區洪水災害的危險性最低，河流地區危險性最高。

5)河流對洪水災害的影響。選取延邊州內河流建立兩級緩沖區。具體的緩沖區等級及寬度的確定見表2。距離河流越近，洪災的影響性越大，根據各級緩沖區對洪水災害的影響度賦值，即一級緩沖區為5，二級緩沖區為3，非緩沖區為1，得到延邊州河流的影響因子圖(見圖4)。

表2 各級緩沖區寬度設計值

3.2 洪水災害危險性綜合評價

1)評價因子權重的確定。通過對延邊州洪水災害危險性評價各指標進行分析和比較，結合相關文獻及專家意見[4-6]，計算各因子權重值見表3。

表3 危險性因子判斷矩陣及權重

由表3中各項權重值可知，在洪水災害分析評價中，河流的權重最大，其次是降雨量，河流是誘發洪水的直接影響因素，對洪災的影響也最大。

2)基于GIS的洪水災害危險性評價。計算每個柵格單元的危險度H=河流×0.416 2+降雨量×0.261 8+高程×0.161 1+坡度×0.098 6+土地利用×0.063 4。將危險度等級劃分為低風險區、較低風險區、中等風險區、較高風險區、高風險區五類，并統計洪水災害危險性等級的面積見表4，并得到延邊州洪水災害危險性分布圖(見圖5)。

表4 洪水災害危險性等級面積統計

4 結語

本研究結果表明研究地區洪水災害危險性最高的區域多位于沿河流地區，高風險區面積較小，為6 187 km2，為全延邊州面積的15%，較低風險區面積最大，為14 440 km2，占總面積的34%，其中高風險區主要位于安圖縣和琿春市的琿春河以及敦化市牡丹江沿岸。安圖縣河流分布密集，河流分布多，極易發生洪水災害。結合洪水災害危險性分級圖可以看出，洪水災害多發生在河流沿線，能夠較好的反映延邊州洪水災害的實際情況。洪水災害的影響因素有很多，本文僅選用較為重要且較易獲取的五個影響因子的集中數據對研究區的洪水災害進行了綜合評價，但若要完全定性定量分析，仍需進一步研究考慮。