2001—2020年山東省自然災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 安全與環境工程學院，山東青島 266500

在全球氣候變暖的背景下，超越歷史常態的極端自然災害事件發生率正在增加，嚴重威脅人類的生命與健康[1]。進行自然災害災情特征規律分析是開展救災減災工作的基礎。近年來國內外眾多學者開展了大量關于災害風險評估和災害特征的分析研究。目前大多數研究集中于單災種風險評估領域，如張桂香等[1-3]關于洪澇災害的風險研究，李娜等[4-6]關于干旱風險評估的研究，郭凌曜等[7-8]關于風雹的特征分析，陳楷俊等[9-11]關于臺風的風險評估研究。本研究利用2001—2020年山東省年度災情數據以及統計部門發布的社會經濟統計數據，綜合分析了山東省自然災害時空分布特點及規律，對全省開展防災減災工作、進行災情預警監測、降低災害風險具有一定的理論和現實意義。

1 數據

1.1 數據來源

本研究災害災情分析所需數據主要是查閱《山東統計年鑒》（2001—2020年）和相關資料，統計的數據內容主要包括山東省2001—2020年的主要自然災害發生時間、頻次和所造成的災害損失等。

1.2 數據預處理

為了揭示山東省自然災害多年平均災情的時空分布規律，依據選取的分析指標，對山東省2001—2020年年度綜合災情數據、分災種災情數據和各災種發生次數進行統計分析，得到2011—2020年全省自然災害災情平均損失統計表、分災種多年平均損失統計表和各災種多年平均發生次數統計表，作為災情評價和災情指數構建的基礎數據[12-13]。

2 主要災害總體情況

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

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

圖1 各災種主要災情指標占比

3 山東省自然災害的時間分布特征

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，災害發生總頻次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害總頻次變化趨勢

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

圖2 山東省主要自然災害年際分布特征

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

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

2001—2020年，臺風除了在2013—2016年有波動下降外，其他時段一直處于緩慢增長的態勢，但在2017—2020年臺風災害頻次為166次，進入臺風多發期，臺風帶來暴雨、洪水和大風組合，易造成高潮水位、交通、通信、供電設備設施損壞，一旦發生會導致嚴重的后果。2018年山東壽光特大暴雨正是受臺風“溫比亞”影響，對農作物房屋等造成巨大損失。低溫冷凍災害2001—2004和2009—2012年為災害多發期，分別發生了60和86次。雪災是發生頻次最少的災害，在2009—2012年發生了89次，為發生次數最高的時間段。近幾年雪災呈現下降趨勢，但雪災一旦發生會給交通會造成嚴重困擾，阻礙經濟發展。

3.2 月度變化特征

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

表1 山東省各主要自然災害的月、季分布狀況

4 山東省自然災害的空間分布特征

將2001—2020年山東省6種主要自然災害發生的頻次作為統計分析指標，應用Mapinfo軟件得到空間分布圖（圖4）?？梢钥闯?，3個災害頻發區為德州市、濱州市和煙臺市，約占所有自然災害頻次的31%。山東省自然災害空間分布特點表現為：魯北、魯西北平原地區發生較多，魯南地區較少。

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

5 結論

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

（2）山東省6種主要自然災害呈現出顯著的季節性的發生規律。旱災月集中期為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；低溫冷凍災害主要發生在春季和冬季；雪災頻發期多集中在冬季、早春和晚秋；風雹災害發生較為集中的季節是夏季；臺風發生較為集中的月份為8月，發生頻次最多的季節是夏季。

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

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