基于GIS技術(shù)的會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

李平蘭+楊雯+蔡自勇

摘要 利用會(huì)東縣及周邊縣的歷史氣象資料，綜合會(huì)東縣自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與防災(zāi)減災(zāi)具體情況，對(duì)會(huì)東縣的暴雨洪澇災(zāi)害致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承載體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力等因子建立相關(guān)指標(biāo)，利用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)與GIS自然斷點(diǎn)法，得到會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。結(jié)果表明，暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)呈東—西向分布，最高和次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)基本集中在會(huì)東縣的西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)；此外，堵格鎮(zhèn)、鐵柳鎮(zhèn)、大崇鎮(zhèn)和鉛鋅鎮(zhèn)的西部地區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也較高；中部、東南部地勢(shì)較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和東部地區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均較低；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)介于高、低值之間。

關(guān)鍵詞 暴雨洪澇；風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃；GIS；四川會(huì)東

中圖分類號(hào) P426.616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）02-0231-03

Risk Zoning of Rainstorm and Flood Disaster Based on GIS in Huidong County

LI Ping-lan 1 YANG Wen 2 CAI Zi-yong 1

（1 Huidong Meteorological Bureau in Sichuan Province，Huidong Sichuan 615200； 2 Ziyang Meteorological Bureau）

Abstract Based on the historical meteorological data in Huidong County and surrounding counties，combined with the natural，social，economic，disaster prevention and mitigation conditions，the relative index had been established for the risk of disasters-causing factors，the sensitivity of disaster-pregnant enviroment，the vulnerability of disaster body and the ability of disaster prevention and reduction.Then the risk zoning map of rainstorm and flood disaster had been got by using weighting comprehensive evaluation and GIS Natural Breaks. The results showed that the level of rainstorm and flood disaster risk was east-west distribution.The highest and second highest risk areas were mostly concentrated in the western townships of Huidong County. Moreover，there was a higher disaster risk level in the west of Duge Town，Tieliu Town，Dachong Town and Qianxin Town；there was a lower disaster risk level in the east and the townships with higher elevations in the central and south-east.The rainstorm and flood disaster risk level of other townships was between high and low values.

Key words rainstorm and flood；risk zoning；GIS；Huidong Sichuan

氣象災(zāi)害造成的損失占所有自然災(zāi)害總損失的70% 以上，避免或減輕氣象災(zāi)害造成的影響和損失是我國(guó)自然災(zāi)害研究的重要任務(wù)，因而迫切需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與區(qū)劃[1]。風(fēng)險(xiǎn)分析日益成為災(zāi)害預(yù)測(cè)、損失評(píng)估和減災(zāi)決策的重要組成部分，對(duì)資源的開發(fā)與利用、災(zāi)害的防御與治理、減災(zāi)規(guī)劃與措施的制定等具有重要意義。

會(huì)東縣地處四川省涼山彝族自治州南端，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨熱同季，雨量充沛，暴雨發(fā)生頻繁，其特殊的地形地貌條件極易誘發(fā)小流域洪澇及滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。暴雨洪澇災(zāi)害作為會(huì)東發(fā)生頻率較高、危害最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅著國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全[2-3]。

本文以會(huì)東縣為研究對(duì)象，利用會(huì)東縣及周邊縣的歷史氣象資料，結(jié)合GIS空間分析和自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)估方法，建立暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)指標(biāo)，通過加權(quán)綜合評(píng)價(jià)和GIS自然斷點(diǎn)法繪制會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，以期提高氣象服務(wù)水平以及防災(zāi)減災(zāi)能力。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)資料

1.1.1 氣象資料。本文利用1961—2014年會(huì)東縣及其周邊地區(qū)（包括會(huì)理縣、米易縣、鹽邊縣、寧南縣、武定縣、祿勸縣、東川區(qū)、會(huì)澤縣和巧家縣等）10個(gè)站點(diǎn)的逐日降水等數(shù)據(jù)。

1.1.2 災(zāi)情資料。1984—2010年會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)情普查數(shù)據(jù)，包括受災(zāi)面積、受災(zāi)人口、直接經(jīng)濟(jì)損失等。

1.1.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料。選用以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單位的會(huì)東縣行政區(qū)農(nóng)村人口、農(nóng)村居民人均純收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、土地面積、農(nóng)作物播種面積、耕地面積、化肥施用量、旱澇保收面積、森林覆蓋率等數(shù)據(jù)。

1.1.4 基礎(chǔ)地理信息資料。會(huì)東縣1∶50 000 GIS數(shù)據(jù)中的DEM和水系數(shù)據(jù)。endprint

1.2 研究方法

結(jié)合GIS空間分析和自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)估方法[4]，建立暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)指標(biāo)[5]，通過加權(quán)綜合評(píng)價(jià)和GIS自然斷點(diǎn)法繪制會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，對(duì)會(huì)東縣氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)[6]。

暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)由致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)抗災(zāi)能力4個(gè)因子共同決定。暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)值越大，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)越高；反之，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)值越小，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)越低[7]。

2 暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析及區(qū)劃

2.1 致災(zāi)因子危險(xiǎn)性

暴雨頻次和暴雨過程決定了暴雨洪澇災(zāi)害致災(zāi)因子危險(xiǎn)性，以連續(xù)降水日數(shù)劃分為1個(gè)過程，且降水過程中至少有1 d降水量≥50 mm，累加過程降水量[8]。首先統(tǒng)計(jì)1961—2014年會(huì)東縣及其周邊10站1、2、3、……10 d（含10 d以上）暴雨過程降水量，以所有臺(tái)站的過程降水量作為1個(gè)序列，建立10個(gè)不同時(shí)間長(zhǎng)度的降水過程序列，通過計(jì)算60%、80%、90%、95%、98%降水量值初步確定臨界致災(zāi)雨量，將60%～80%、80%～90%、90%～95%、95%～98%、≥98%對(duì)應(yīng)的降水量分別劃分為1、2、3、4、5級(jí)，統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間長(zhǎng)度的各級(jí)暴雨強(qiáng)度次數(shù)[8]。將1、2、3、4、5級(jí)暴雨分別賦予1/15、2/15、3/15、4/15、5/15的權(quán)重并進(jìn)行歸一化處理，之后利用GIS自然斷點(diǎn)分級(jí)法將致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)劃分為低危險(xiǎn)區(qū)、次低危險(xiǎn)區(qū)、中等危險(xiǎn)區(qū)、次高危險(xiǎn)區(qū)、高危險(xiǎn)區(qū)5個(gè)等級(jí)（圖1）。

2.2 孕災(zāi)環(huán)境敏感性

根據(jù)會(huì)東縣暴雨洪澇的形成背景與機(jī)理，確定地形（高程和地形變化）和水系為暴雨洪澇災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境的影響因子[9-10]。根據(jù)會(huì)東縣具體的地形地貌特征，得出地形高程及高程標(biāo)準(zhǔn)差的組合賦值（表1）。地勢(shì)越低，地形變化越小，越不利于洪水的排泄，因而綜合地形因子的影響值越大，則易形成洪澇災(zāi)害[11]。同時(shí)，在會(huì)東縣1∶50 000 GIS數(shù)據(jù)中，采用100 m×100 m的網(wǎng)格計(jì)算河網(wǎng)密度并進(jìn)行規(guī)范化處理得到會(huì)東縣河網(wǎng)密度圖，河流分布越密集，則越容易遭受洪澇災(zāi)害。

通過綜合分析考慮并結(jié)合多方意見，對(duì)地形和水系分別賦予0.6、0.4的權(quán)重，利用GIS自然斷點(diǎn)分級(jí)法將孕災(zāi)環(huán)境敏感性指數(shù)劃分為低敏感區(qū)、次低敏感區(qū)、中敏感區(qū)、次高敏感區(qū)、高敏感區(qū)5個(gè)等級(jí)（圖2）。

2.3 承災(zāi)體易損性

人口密度、經(jīng)濟(jì)狀況、耕種方式等社會(huì)環(huán)境因素將直接影響暴雨洪澇災(zāi)害造成的損失，人口越密集、經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)則遭受的潛在災(zāi)害損失就越大[12-13]。根據(jù)會(huì)東縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料，選取農(nóng)村居民純收入、耕地面積、地均農(nóng)業(yè)GDP 3個(gè)因素作為易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于各因素對(duì)承災(zāi)體的易損性的影響程度不同，綜合分析并結(jié)合專家打分法，對(duì)受農(nóng)村居民純收入、耕地面積、地均農(nóng)業(yè)GDP分別賦予0.3、0.3、0.4的權(quán)重，利用GIS自然斷點(diǎn)分級(jí)法將綜合承災(zāi)體易損性指數(shù)劃分為低易損性區(qū)、次低易損性區(qū)、中等易損性區(qū)、次高易損性區(qū)、高易損性區(qū)5個(gè)等級(jí)（圖3）。

2.4 防災(zāi)抗災(zāi)能力

根據(jù)會(huì)東縣防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際情況，確定農(nóng)業(yè)人口密度、地方農(nóng)業(yè)支出、人均農(nóng)業(yè)GDP為防災(zāi)減災(zāi)因子并對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化，綜合分析后對(duì)農(nóng)業(yè)人口密度、地方農(nóng)業(yè)支出、人均農(nóng)業(yè)GDP 3個(gè)抗災(zāi)因素分別賦予0.2、0.3、0.5的權(quán)重，利用GIS自然斷點(diǎn)分級(jí)法將防災(zāi)減災(zāi)能力指數(shù)劃分為低抗災(zāi)能力區(qū)、次低抗災(zāi)能力區(qū)、中等抗災(zāi)能力區(qū)、次高抗災(zāi)能力區(qū)、高抗災(zāi)能力區(qū)5個(gè)等級(jí)（圖4）。

2.5 暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)

定量分析評(píng)價(jià)孕災(zāi)環(huán)境敏感性、致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力4個(gè)因子，得到會(huì)東縣暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃?rùn)?quán)重（圖5），根據(jù)暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)公式計(jì)算暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)[14-15]。

FDRI=（VEwe）（VHwh）（VSws）（10-VR）wr

式中，F(xiàn)DRI為暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，VE為孕災(zāi)環(huán)境的敏感性，VH為致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性，VS為承災(zāi)體的易損性，VR為防災(zāi)減災(zāi)能力，we、wh、ws、wr分別為各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重[16]。

綜合考慮氣候、國(guó)土、水利、農(nóng)業(yè)等多方面因素[17-18]，對(duì)災(zāi)害危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性及防災(zāi)減災(zāi)能力分別賦予權(quán)重0.4、0.4、0.1、0.1的權(quán)重，計(jì)算各地暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，利用GIS中自然斷點(diǎn)分級(jí)法將暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（圖6）。

3 結(jié)論

本文以會(huì)東縣為研究對(duì)象，利用會(huì)東縣和周邊縣的歷史氣象資料以及自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與防災(zāi)減災(zāi)資料，利用GIS技術(shù)，綜合分析評(píng)價(jià)致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)抗災(zāi)能力對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的影響，計(jì)算暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)并繪制會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，得到如下結(jié)論。

（1）從致災(zāi)因子危險(xiǎn)性來看，會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性呈明顯的東—西向分布特征，由東至西風(fēng)險(xiǎn)逐漸增強(qiáng)。低危險(xiǎn)區(qū)主要位于縣東部、東北部地區(qū)，包括大崇鎮(zhèn)、松坪鎮(zhèn)、野牛坪鎮(zhèn)、魯吉鎮(zhèn)東北部、溜姑鄉(xiāng)東部、滿銀溝鎮(zhèn)東部、老君灘鄉(xiāng)東南部以及淌塘鎮(zhèn)和烏東德鎮(zhèn)的東部邊緣地帶；次低危險(xiǎn)區(qū)位于江西街鄉(xiāng)東北部；魯吉鎮(zhèn)西部、鉛鋅鎮(zhèn)東部、滿銀溝鎮(zhèn)中部、老君灘鄉(xiāng)西部、淌塘鎮(zhèn)西部和烏東德鎮(zhèn)中部；鲹魚河鎮(zhèn)、小壩鄉(xiāng)和姜州鎮(zhèn)為暴雨洪澇災(zāi)害的高危險(xiǎn)區(qū)；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)介于中間。

（2）從孕災(zāi)環(huán)境敏感性來看，在流經(jīng)境內(nèi)的金沙江流域、縣境西部的鲹魚河、小壩河流域以及東北部的大橋河流域集中了會(huì)東暴雨洪澇災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境的高敏感區(qū)和次高敏感區(qū)；區(qū)境內(nèi)地勢(shì)較高的魯昆、魯南、大黑山脈所處大部分地區(qū)均為孕災(zāi)環(huán)境的低敏感區(qū)和次低敏感區(qū)。

（3）從承災(zāi)體易損性來看，高易損區(qū)主要分布在縣境的西北部地區(qū)，縣境南部、東部區(qū)域的易損性則較低。其中，鉛鋅鎮(zhèn)和鲹魚河鎮(zhèn)為暴雨洪澇災(zāi)害承災(zāi)體高易損區(qū)；此外，大崇鎮(zhèn)、堵格鎮(zhèn)、姜州鎮(zhèn)和烏東德鎮(zhèn)為承災(zāi)體的次高易損區(qū)；而江西街鄉(xiāng)、小壩鄉(xiāng)、拉馬鄉(xiāng)、野租鄉(xiāng)、鐵柳鎮(zhèn)、溜姑鄉(xiāng)、松坪鎮(zhèn)和野牛坪鄉(xiāng)為承災(zāi)體的最低易損區(qū)；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的易損情況介于高、低易損區(qū)之間。endprint

（4）從暴雨洪澇災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力來看，會(huì)東縣中北部和西部地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)能力較強(qiáng)，東部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的防災(zāi)減災(zāi)能力較差。鲹魚河鎮(zhèn)、拉馬鄉(xiāng)和鉛鋅鎮(zhèn)的防災(zāi)減災(zāi)能力最強(qiáng)；其次為小壩鄉(xiāng)、姜州鎮(zhèn)、鐵柳鎮(zhèn)和淌塘鎮(zhèn)；而位于東北部的大崇鎮(zhèn)、魯吉鎮(zhèn)和位于東南部的老君灘鄉(xiāng)防災(zāi)減災(zāi)能力最弱。

（5）會(huì)東縣暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)呈東—西向分布，最高和次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)基本集中在會(huì)東縣的西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而東部地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)則較低。其中西部地勢(shì)較低、河流較多的鲹魚河鎮(zhèn)、小壩鎮(zhèn)、姜州鎮(zhèn)和嘎吉鎮(zhèn)均為暴雨洪澇災(zāi)害的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；此外，堵格鎮(zhèn)、鐵柳鎮(zhèn)、大崇鎮(zhèn)和鉛鋅鎮(zhèn)的西部地區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也較高；而縣境內(nèi)中部、東南部地勢(shì)較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均較低，包括野租鄉(xiāng)、滿銀溝鎮(zhèn)、老君灘鄉(xiāng)、淌塘鎮(zhèn)、野牛坪鄉(xiāng)、松坪鎮(zhèn)和溜姑鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)介于高、低值之間。

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