達(dá)日地區(qū)暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估及區(qū)劃

中圖分類號：P426.616 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0115-（

達(dá)日縣是青海省果洛州下轄縣，位于青海省東南部，平均海拔在 4200m 以上，是“三江源”自然生態(tài)保護(hù)治理地區(qū)之一，屬高寒半濕潤氣候，無明顯四季之分，無絕對無霜期，冷季風(fēng)大雪多，氣候寒冷。達(dá)日縣獨(dú)特的地理氣候條件使該地區(qū)具有強(qiáng)降水多發(fā)且時空分布不均勻的特點(diǎn)，這也導(dǎo)致達(dá)日地區(qū)環(huán)境脆弱，暴雨災(zāi)害易發(fā)、頻發(fā)，對當(dāng)?shù)厝嗣裨斐奢^大生命威脅和經(jīng)濟(jì)損失，制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展[1-3]。郭航等[4針對大通地區(qū)進(jìn)行暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及區(qū)劃；傅永超等5基于GIS，綜合運(yùn)用各項(xiàng)指標(biāo)對海北州祁連縣發(fā)生的暴雨洪澇災(zāi)害進(jìn)行系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)評估。在此背景下，對達(dá)日地區(qū)暴雨災(zāi)害開展暴雨致災(zāi)因子危險(xiǎn)性特征分析，通過暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估，探索暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)，查明重點(diǎn)區(qū)域抗災(zāi)能力，客觀認(rèn)識氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)水平，提升氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)預(yù)警和管理能力，為科學(xué)預(yù)判災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)變化趨勢和特點(diǎn)，以及相關(guān)部門有效開展氣象災(zāi)害防治工作和應(yīng)急管理工作提供科學(xué)決策依據(jù)。

1資料與方法

1.1資料

選取1978—2020年達(dá)日國家基準(zhǔn)氣候站降水量資料，其中包含年降水量、暴雨與大暴雨日數(shù)，1、3、5、10d累計(jì)降水量及重現(xiàn)期，單站暴雨過程氣象因子、致災(zāi)危險(xiǎn)性評估、孕災(zāi)環(huán)境評估及人口分析評估等。

1.2 暴雨致災(zāi)因子的評估方法

1.2.1致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評估方法

通過統(tǒng)計(jì)達(dá)日多年平均月降水量，1978一2020年歷年暴雨、大暴雨日數(shù)、不同日數(shù)（1、3、5、10d）累計(jì)最大降水量、不同歷時 （1、3、6、12、24h ）累計(jì)最大降水量等因子分析降水基本特征；為開展風(fēng)險(xiǎn)評估，對不同日數(shù)、不同歷時的最大降水量進(jìn)行重現(xiàn)期計(jì)算，在48個分布函數(shù)中選取通過擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的最優(yōu)函數(shù)，分別確定5、10、20、50、100年重現(xiàn)期下1、3、5、10d累計(jì)最大降水量和1、3、6、12、24h累計(jì)最大降水量。

達(dá)日地區(qū)暴雨過程特征，主要通過統(tǒng)計(jì)分析暴雨過程累計(jì)降水量，最大日降水量，平均日降水量，過程持續(xù)天數(shù)，1、3、6、12、24h最大降水量等過程特征值實(shí)現(xiàn)。結(jié)合歷年暴雨災(zāi)情，篩選確定過程累計(jì)降水量、持續(xù)天數(shù)、3h最大降水量、6h最大降水量、12h最大降水量為致災(zāi)因子，對5個特征量進(jìn)行歸一化處理，采用信息熵賦權(quán)法確定各個特征量權(quán)重，暴雨過程強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算公式為：

IR=A×I3pre+B×I6pre+C×I12pre+D×Iap+E×It

暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性包括暴雨強(qiáng)度和孕災(zāi)環(huán)境2個方面，致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù) ID 由下式計(jì)算：

ID=（I+Ie_Θ）×IS

式（②中， Ie 為孕災(zāi)環(huán)境影響系數(shù)，反映地形、河網(wǎng)水系對暴雨致災(zāi)作用，考慮孕災(zāi)環(huán)境影響，暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性評估結(jié)果更接近實(shí)際情況；采用自然斷點(diǎn)法對達(dá)日縣進(jìn)行區(qū)域劃分，即為暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性區(qū)劃結(jié)果。 IS 為雨澇指數(shù)，可反映當(dāng)?shù)夭煌燃壪碌谋┯赀^程頻次、過程雨強(qiáng)等暴雨災(zāi)害特征，按百分位數(shù)法將縣域內(nèi)所有暴雨過程的強(qiáng)度指數(shù)由小到大劃分為極端、明顯偏強(qiáng)、偏強(qiáng)、略偏強(qiáng)、一般5個等級，統(tǒng)計(jì)單站各強(qiáng)度等級過程的發(fā)生頻率，加權(quán)相加后即為各站雨澇指數(shù)[6-9]

1.2.2承災(zāi)體評估方法

致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性僅反映暴雨可能產(chǎn)生的危害大小，而實(shí)際造成危害的程度還與承災(zāi)體暴露度和脆弱性有關(guān)。同等強(qiáng)度的暴雨，發(fā)生在人口和經(jīng)濟(jì)暴露度高、脆弱性高的地區(qū)造成的損失往往要比發(fā)生在人口和經(jīng)濟(jì)暴露度低、脆弱性低的地區(qū)大得多，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)地偏大。

以各鄉(xiāng)鎮(zhèn)常住人口密度作為人口暴露度指標(biāo)，以因暴雨災(zāi)害造成的死亡人口和受災(zāi)人口占區(qū)域總?cè)丝诒壤鳛槿丝诖嗳跣灾笜?biāo)，為消除各指標(biāo)量綱差異，對指標(biāo)歸一化處理。

1.2.3暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估和區(qū)劃方法

根據(jù)暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)形成原理及評價(jià)指標(biāo)體系，建立風(fēng)險(xiǎn)評估模型：

MDRI=（ΠTI×we）（EI×wh）（ΨVI×ws）

式（3）中， MDRI 為暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，表示暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度，值越大，暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度越大； TI_Φ? EI、VI分別表示暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性、人口暴露度、人口脆弱性指數(shù)。 we，wh，ws 分別表示致災(zāi)危險(xiǎn)性、人口暴露度和脆弱性指數(shù)的權(quán)重，權(quán)重大小依據(jù)專家打分法確定。由于缺少鄉(xiāng)鎮(zhèn)級暴雨過程災(zāi)情，本次不考慮人口脆弱性，僅將致災(zāi)危險(xiǎn)性和承災(zāi)體暴露度進(jìn)行加權(quán)求積，得到風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果。依據(jù)對人口的暴雨災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，采用自然斷點(diǎn)分級法，將風(fēng)險(xiǎn)等級劃分為I～V 級共5個等級，分別對應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)高、較高、中等、較低、低，并繪制風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。

2致災(zāi)因子的特征分析

2.1 降水量

1978—2020年達(dá)日地區(qū)年降水量在413.1（2002年）～698.7mm（1981 年），年平均降水量 567.6mm_? 統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，降水量總體呈增加趨勢，增長率為 13.1mm/10 年。3—10月為達(dá)日降水集中期，累計(jì)降水量 548.3mm ，占全年降水量的 96.6% ；各月降水量為 16.3～113.0mm ，平均 68.5mm ，以7月降水最多，3月最少。

2.2 暴雨日數(shù)與大暴雨日數(shù)

1978一2020年達(dá)日地區(qū)無大暴雨事件，年暴雨日數(shù)在1＼～3d之間，平均每年 0.8d ，長期變化呈略微上升趨勢。達(dá)日地區(qū)暴雨主要出現(xiàn)在5一8月，平均暴雨日數(shù)最多的年份為1984、1985、1996年，日數(shù)達(dá)3d;從各月多年平均情況上看，4一10月各月暴雨日數(shù)在0.0～0.3d ，多年平均為0.1d，呈單峰分布，以7月最多、8月次之。

2.3不同日數(shù)累計(jì)最大降水量及其重現(xiàn)期

1978—2020年達(dá)日地區(qū)最大日降水量為 45.0mm 出現(xiàn)在1985年；3d累計(jì)最大降水量為 77.3mm ，出現(xiàn)在2014年；5d累計(jì)最大降水量為 107.1mm ，出現(xiàn)在2014年；10d累計(jì)最大降水量為 141.4mm ，出現(xiàn)在1981年。從長期變化看，1、10d累計(jì)最大降水量分別以0.3、0.1mm/10 年的趨勢逐年減少，3、5d累計(jì)最大降水量分別以 0.4，1.4mm/10 年的趨勢逐步增加，隨著全球氣候變暖，達(dá)日地區(qū)極端性降水愈加頻繁，而持續(xù)性降水趨于逐年減少。由此計(jì)算得到達(dá)日地區(qū)不同重現(xiàn)期不同日數(shù)最大降水量（表1）。

2.4單站暴雨過程

1978—2020年達(dá)日地區(qū)共發(fā)生31次暴雨過程，年均暴雨過程為0.7次；1985年暴雨過程最多，為3次；1979、1980、1981、1990、1991、1994、1995、2005、2006、2017、2008、2014、2015、2017、2018、2019年最少，均為1次；達(dá)日地區(qū)年暴雨過程以0.04次/10年的趨勢不斷地增加。暴雨過程發(fā)生頻次的月際變化明顯，峰值在7月，為12次，占全年 38.7% ；8月為9次，占 29.0% 6月為5次，5月為3次，9月為2次；其余月份無暴雨過程發(fā)生。

達(dá)日地區(qū)暴雨過程持續(xù)時間最長為3d，發(fā)生在1981年9月5—7日、1996年8月26—28日、2014年8月4-6日，該過程累計(jì)降水量分別為 54.9mm，50.7mm 和 77.3mm ；持續(xù)2d的有9次；持續(xù)1d的有19次，占總數(shù)的 61.3%_? 達(dá)日地區(qū)日均降水量超過 50mm 的暴雨過程有6次， 30～50mm 的有11次， 30mm 以下的有14次；日平均降水量最大為1985年8月16日的 45.0mm ○

3致災(zāi)危險(xiǎn)性的分析與評估

3.1 雨澇指數(shù)

達(dá)日地區(qū)雨澇指數(shù)高值區(qū)主要位于東部和東南部，表明暴雨過程發(fā)生頻次相對高、強(qiáng)度強(qiáng)；雨澇指數(shù)較高值區(qū)主要位于南部和東北部，表明暴雨過程發(fā)生頻次相對較高、強(qiáng)度較強(qiáng)；雨澇指數(shù)較低值區(qū)主要位于北部、中部和西南部，表明暴雨頻次和強(qiáng)度低于其他地區(qū)；雨澇指數(shù)低值區(qū)主要位于西北部，表明暴雨頻次和強(qiáng)度低（圖1）。

3.2 孕災(zāi)環(huán)境

孕災(zāi)環(huán)境主要考慮地形、水系和水網(wǎng)密度影響。達(dá)日縣西北部、北部和西南部的極少地區(qū)孕災(zāi)環(huán)境影響系數(shù)高，系數(shù)較高值區(qū)主要位于西北部，孕災(zāi)環(huán)境加重暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性；暴雨孕災(zāi)環(huán)境影響系數(shù)較低值區(qū)主要位于北部、中部、南部和東部，系數(shù)低值區(qū)主要位于西部，這些地區(qū)的孕災(zāi)環(huán)境對致災(zāi)危險(xiǎn)性起消減作用（圖2）。

3.3 暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)區(qū)劃

綜合雨澇指數(shù)和孕災(zāi)環(huán)境影響指數(shù)，評估達(dá)日地區(qū)暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性，按危險(xiǎn)性由高到低依次劃分為高、較高、較低、低4個等級，高致災(zāi)危險(xiǎn)性區(qū)主要位于東部，較高致災(zāi)危險(xiǎn)性區(qū)主要位于南部和東北部，較低致災(zāi)危險(xiǎn)性區(qū)主要位于北部，西部和西北部主要為低致災(zāi)危險(xiǎn)性區(qū)（圖3）。

4結(jié)論

（1）1978—2020年達(dá)日地區(qū)年降水量為413.1＼～698.7mm。統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，平均降水量 567.6mm ，年降水量總體呈增加趨勢，增長率為 13.1mm/10 年。3—10月為降水集中期，累計(jì)降水量占全年 96.6% ○

（2）1978一2020年達(dá)日地區(qū)無大暴雨事件，年暴雨日數(shù)在1＼～3d，年平均0.8d，整體呈略微上升趨勢。達(dá)日地區(qū)暴雨主要出現(xiàn)在5一8月，暴雨日數(shù)最多年份達(dá)3d；從各月多年平均情況看，4一10月各月暴雨日數(shù)在0.0＼～0.3d之間，多年平均為 0.1d ，呈單峰分布，以7月最多、8月次之。

（3）1、10d累計(jì)最大降水量分別以 0.3.0.lmm/10 年的趨勢逐年減少，3、5d累計(jì)最大降水量分別以0.4、1.4mm/10 年的大小呈逐步增加趨勢，隨著全球氣候變暖，達(dá)日地區(qū)極端性降水愈發(fā)頻發(fā)，而持續(xù)性降水呈逐年減少趨勢。

（4）1978—2020年達(dá)日地區(qū)共發(fā)生31次暴雨過程，年均暴雨過程0.7次，整體以0.04次/10年的趨勢不斷地增加。暴雨過程發(fā)生頻次的月際變化明顯，峰值在7月，占全年 38.7% ；達(dá)日地區(qū)暴雨過程持續(xù)時間最長為 3d （5達(dá)日地區(qū)暴雨致災(zāi)危險(xiǎn)性高的地區(qū)主要位于東部，較高危險(xiǎn)性區(qū)主要位于南部和東北部，較低危險(xiǎn)性區(qū)主要位于北部，西部和西北部主要為低危險(xiǎn)性區(qū)。

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