2001—2020年山東省自然災(zāi)害的時空分布特征分析

張延松，奚 雅，蔡 莉，孫穎君，王伯文

山東科技大學(xué) 安全與環(huán)境工程學(xué)院，山東青島 266500

在全球氣候變暖的背景下，超越歷史常態(tài)的極端自然災(zāi)害事件發(fā)生率正在增加，嚴(yán)重威脅人類的生命與健康[1]。進行自然災(zāi)害災(zāi)情特征規(guī)律分析是開展救災(zāi)減災(zāi)工作的基礎(chǔ)。近年來國內(nèi)外眾多學(xué)者開展了大量關(guān)于災(zāi)害風(fēng)險評估和災(zāi)害特征的分析研究。目前大多數(shù)研究集中于單災(zāi)種風(fēng)險評估領(lǐng)域，如張桂香等[1-3]關(guān)于洪澇災(zāi)害的風(fēng)險研究，李娜等[4-6]關(guān)于干旱風(fēng)險評估的研究，郭凌曜等[7-8]關(guān)于風(fēng)雹的特征分析，陳楷俊等[9-11]關(guān)于臺風(fēng)的風(fēng)險評估研究。本研究利用2001—2020年山東省年度災(zāi)情數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計部門發(fā)布的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，綜合分析了山東省自然災(zāi)害時空分布特點及規(guī)律，對全省開展防災(zāi)減災(zāi)工作、進行災(zāi)情預(yù)警監(jiān)測、降低災(zāi)害風(fēng)險具有一定的理論和現(xiàn)實意義。

1 數(shù)據(jù)

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究災(zāi)害災(zāi)情分析所需數(shù)據(jù)主要是查閱《山東統(tǒng)計年鑒》（2001—2020年）和相關(guān)資料，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括山東省2001—2020年的主要自然災(zāi)害發(fā)生時間、頻次和所造成的災(zāi)害損失等。

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了揭示山東省自然災(zāi)害多年平均災(zāi)情的時空分布規(guī)律，依據(jù)選取的分析指標(biāo)，對山東省2001—2020年年度綜合災(zāi)情數(shù)據(jù)、分災(zāi)種災(zāi)情數(shù)據(jù)和各災(zāi)種發(fā)生次數(shù)進行統(tǒng)計分析，得到2011—2020年全省自然災(zāi)害災(zāi)情平均損失統(tǒng)計表、分災(zāi)種多年平均損失統(tǒng)計表和各災(zāi)種多年平均發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計表，作為災(zāi)情評價和災(zāi)情指數(shù)構(gòu)建的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[12-13]。

2 主要災(zāi)害總體情況

從災(zāi)害發(fā)生頻次來看，2001—2020年風(fēng)雹、暴雨洪澇、干旱是發(fā)生頻率最多的災(zāi)害類型，近20年共發(fā)生次數(shù)分別為2 124、1 768、672次，平均每年發(fā)生次數(shù)分別為106.2、88.4、33.6次。風(fēng)雹災(zāi)害總體呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，洪澇近些年來增長勢頭漸強，雖然干旱災(zāi)害有下降的趨勢，但總體發(fā)生次數(shù)較多。

從災(zāi)害損失來看，洪澇、風(fēng)雹、干旱是對山東省造成較嚴(yán)重的災(zāi)害類型（圖1）。洪澇災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟損失占總損失的31.55%，農(nóng)作物受災(zāi)面積和倒損房屋分別占總損失的25.72%、30.9%。風(fēng)雹災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟損失、農(nóng)作物受災(zāi)面積和倒損失房屋占比分別為27.11%、15.41%和57.78%。干旱災(zāi)害對農(nóng)作物的影響較大，農(nóng)作物受災(zāi)面積占比最大為44.25%，直接經(jīng)濟損失占比為15.87%。

圖1 各災(zāi)種主要災(zāi)情指標(biāo)占比

3 山東省自然災(zāi)害的時間分布特征

3.1 年度變化特征

按照2001—2004、2005—2008、2009—2012、2013—2016和2017—2020年的時間序列進行分段，從圖2中可以看出，災(zāi)害發(fā)生總頻次2009—2012年最多，為1 678次；2001—2004年最少，為828次；2005—2008年為1 045次，2013—2016年為952次，2017—2020年為957次。2001—2012年災(zāi)害總頻次呈上升趨勢，2013—2020年波動呈下降趨勢（圖3）。

圖3 山東省不同時間段災(zāi)害總頻次變化趨勢

從圖2可以看出，頻次最多的災(zāi)害類型為風(fēng)雹，呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，且波動幅度也越來越大，到2012年有下降的趨勢但發(fā)生次數(shù)仍然很多，2013—2016年最少，為344次；2009—2012年最多，為618次；2017—2020年又出現(xiàn)上升趨勢，發(fā)生次數(shù)為407次，建議各個部門做好對風(fēng)雹災(zāi)害的防護工作。

圖2 山東省主要自然災(zāi)害年際分布特征

暴雨洪澇在2009—2012年和2013—2016年發(fā)生次數(shù)較多，各發(fā)生了574和412次，而2001—2004和2017—2020年各發(fā)生了201和273次，為暴雨洪澇的少發(fā)期。

干旱在5個時間段各發(fā)生了169、155、202、88和58次。除了在2009—2012年間干旱災(zāi)害總頻次出現(xiàn)上升外，其余期間呈現(xiàn)下降的趨勢。

2001—2020年，臺風(fēng)除了在2013—2016年有波動下降外，其他時段一直處于緩慢增長的態(tài)勢，但在2017—2020年臺風(fēng)災(zāi)害頻次為166次，進入臺風(fēng)多發(fā)期，臺風(fēng)帶來暴雨、洪水和大風(fēng)組合，易造成高潮水位、交通、通信、供電設(shè)備設(shè)施損壞，一旦發(fā)生會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。2018年山東壽光特大暴雨正是受臺風(fēng)“溫比亞”影響，對農(nóng)作物房屋等造成巨大損失。低溫冷凍災(zāi)害2001—2004和2009—2012年為災(zāi)害多發(fā)期，分別發(fā)生了60和86次。雪災(zāi)是發(fā)生頻次最少的災(zāi)害，在2009—2012年發(fā)生了89次，為發(fā)生次數(shù)最高的時間段。近幾年雪災(zāi)呈現(xiàn)下降趨勢，但雪災(zāi)一旦發(fā)生會給交通會造成嚴(yán)重困擾，阻礙經(jīng)濟發(fā)展。

3.2 月度變化特征

由表1可以看出，旱災(zāi)月集中期為5月，季集中期為春季，平均每年發(fā)生干旱災(zāi)害33.65次，其中僅春季就年均發(fā)生21.85次，春旱在山東省境內(nèi)造成巨大的農(nóng)業(yè)損失。暴雨洪澇災(zāi)害的發(fā)生時間比較集中，主要在8月，季集中期為夏季。山東省大部分暴雨洪澇災(zāi)害發(fā)生在夏、秋兩季，夏、秋兩季共發(fā)生暴雨洪澇災(zāi)害1 617次，占全年總頻次的91.4%。雹災(zāi)害集中發(fā)生在夏季，主要發(fā)生在6月，該月發(fā)生的風(fēng)雹總頻次為647次，占總頻次的30.4%，其次是7月，占19.7%。低溫冷凍災(zāi)害主要發(fā)生在春季和冬季，占總頻次的97.9%，主要表現(xiàn)為冬、春多。雪災(zāi)主要發(fā)生在2月，季集中期為冬季，占總頻次的48.9%。臺風(fēng)月集中期為8月，夏季是臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生頻次最多的季節(jié)，共發(fā)生臺風(fēng)372次，占全年臺風(fēng)災(zāi)害總頻次的92.8%，春季、秋季和冬季發(fā)生較少或不發(fā)生。

表1 山東省各主要自然災(zāi)害的月、季分布狀況

4 山東省自然災(zāi)害的空間分布特征

將2001—2020年山東省6種主要自然災(zāi)害發(fā)生的頻次作為統(tǒng)計分析指標(biāo)，應(yīng)用Mapinfo軟件得到空間分布圖（圖4）?？梢钥闯觯?個災(zāi)害頻發(fā)區(qū)為德州市、濱州市和煙臺市，約占所有自然災(zāi)害頻次的31%。山東省自然災(zāi)害空間分布特點表現(xiàn)為：魯北、魯西北平原地區(qū)發(fā)生較多，魯南地區(qū)較少。

暴雨洪澇主要發(fā)生在魯北、魯西北和魯西南內(nèi)陸地區(qū)，威海市和青島市發(fā)生較少。濱州、菏澤和德州市發(fā)生頻次占總頻次的31.53%，為洪澇災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)。山丘地區(qū)山洪暴發(fā)，河道陡降，易出現(xiàn)局部區(qū)域的山洪災(zāi)害，可能伴隨地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。風(fēng)雹災(zāi)害大多分布在魯北的濱州市和魯西北的德州市以及魯東北地區(qū)的煙臺市，空間分布范圍廣、影響區(qū)域多、格局呈現(xiàn)為片狀和塊狀分布，淄博市、臨沂市、泰安市、濰坊市以片狀呈現(xiàn)為雹災(zāi)次強帶，威海市、棗莊市以塊狀呈現(xiàn)為雹災(zāi)弱帶。干旱災(zāi)害主要發(fā)生區(qū)在魯西北平原、魯中山區(qū)地帶和魯南地區(qū)，具體為德州、濱州、淄博、臨沂。臺風(fēng)災(zāi)害主要發(fā)生在沿海地區(qū)的威海、煙臺和青島以及內(nèi)陸地區(qū)的濱州、淄博和東營。低溫冷凍災(zāi)害具有連片分布的特點，受寒潮災(zāi)害入侵山東省的通道的原因，主要發(fā)生區(qū)域在魯中、東北部，煙臺市是受寒潮災(zāi)害影響最大的低溫冷凍頻發(fā)區(qū)。雪災(zāi)主要集中在煙臺、菏澤、濰坊，其余地區(qū)發(fā)生頻次較少。

5 結(jié)論

（1）2001—2020年山東省發(fā)生不同程度的風(fēng)雹2 124次，總體趨勢表現(xiàn)為緩慢增長；暴雨洪澇災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)為1 768次，近些年呈現(xiàn)逐漸增強的增長形勢；干旱災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)為672次，雖然干旱災(zāi)害有下降的趨勢，但是總體發(fā)生次數(shù)較多；低溫冷凍災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)為238次，每年平均發(fā)生的次數(shù)為11.9次，總體波動幅度較大；臺風(fēng)災(zāi)害共發(fā)生的次數(shù)為401次，雪災(zāi)發(fā)生的次數(shù)為176次。

（2）山東省6種主要自然災(zāi)害呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)性的發(fā)生規(guī)律。旱災(zāi)月集中期為5月，季集中期為春季；暴雨洪澇主要集中在8月，季集中期為夏季；低溫冷凍災(zāi)害主要發(fā)生在春季和冬季；雪災(zāi)頻發(fā)期多集中在冬季、早春和晚秋；風(fēng)雹災(zāi)害發(fā)生較為集中的季節(jié)是夏季；臺風(fēng)發(fā)生較為集中的月份為8月，發(fā)生頻次最多的季節(jié)是夏季。

（3）在空間上，山東省包括自然災(zāi)害頻發(fā)區(qū)3個以及自然災(zāi)害少發(fā)區(qū)3個，德州、濱州和煙臺為3個自然災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，日照、威海和棗莊為3個自然災(zāi)害少發(fā)區(qū)。

為降低災(zāi)害損失和風(fēng)險，結(jié)合山東省自然災(zāi)害災(zāi)情時空分布特征，提出如下防災(zāi)減災(zāi)建議：一是加強災(zāi)害風(fēng)險評估和監(jiān)測預(yù)警體系的建設(shè)，努力實現(xiàn)災(zāi)害風(fēng)險隱患早發(fā)現(xiàn)、早識別、早處置；二是促進自然災(zāi)害綜合風(fēng)險調(diào)查工作，掌握自然災(zāi)害風(fēng)險底數(shù)，完善風(fēng)險防控機制；三是加強綜合預(yù)防災(zāi)害的工程、非工程建設(shè)，使災(zāi)害防御能力在全社會普及；四是推進排水系統(tǒng)分流改造工作，改進搶險救援技術(shù)，增強城市防澇排澇能力。