基于GIS的漢中市氣象災害風險評估

楊 幸，王 平*，任賓賓,2

(1.云南師范大學 旅游與地理科學學院，云南 昆明 650500；2.呼倫貝爾學院 旅游管理與地理科學學院，內蒙古 呼倫貝爾 021008)

0 引言

近62年來，全球氣溫以0.12 ℃/10 a的速率快速上升，隨著全球變暖速率加快，暴雨、洪澇、干旱、低溫冷害等極端天氣事件頻繁發生，強度也越來越大，不僅對全球的自然生態系統及社會經濟系統產生了深遠的影響，而且已經嚴重威脅到人類的生存和社會的可持續發展[1-2]。我國是世界上受氣象災害影響最為嚴重的國家之一，加之城市化、老齡化、社會財富集聚和防災減災基礎薄弱，使各類氣象災害的承載體脆弱性趨于增大，如何積極有效地應對氣象災害成為了迫切需要解決的問題。

氣象災害的形成必須滿足2個條件：致災因子以及各因子所處的環境，即孕災環境。而氣象災害風險則由氣象災害發生的可能性以及發生后可能造成的損失組成，氣象災害風險評估的氣象因素主要包括孕災環境的敏感性、致災因子的危險性、承載體易損性以及防災減災能力[3]。目前，中國學者在氣象災害風險評估的理論與方法方面，由于起步較晚，研究模型還不夠完善，發展精細化和實用化成為氣象災害風險評估的主要趨勢，氣象災害風險評估應用領域也逐漸向大區域、大范圍發展。漢中市作為陜西省的農業大市，受地形和季風氣候的影響，氣溫和降水時空上分布很不均勻，由此引發的暴雨、洪澇、旱災及次生地質災害等屢見不鮮。本文通過研究漢中市氣象災害的空間分布特征并對其進行風險評估，為該區域采取因地制宜的災害風險管理提供依據，對于漢中市農業經濟發展具有十分重要的意義。

1 研究區概況

漢中市位于陜西省西南部，秦嶺之南，大巴山之北的漢江上游，東接安康地區，西連甘肅省隴南地區，南部和四川省達縣、綿陽兩地區為鄰，北部與寶雞、西安兩市接壤。地處東經105°29′～108°17′，北緯32°09′～33°53′，東西長261 km，南北寬192 km，總面積27246 km2，占全省總面積的13.8%，現轄10縣1區，人口368.9萬人。以平壩、丘陵和山地3種地貌為主，平均海拔1200 m。研究區地處暖溫帶和亞熱帶氣候的過渡帶，形成了夏無酷暑、冬無嚴寒的獨特氣候條件，年均氣溫14 ℃，年降水量800～1000 mm。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

本文中數據來源于中國氣象科學數據共享服務網和漢中市統計局2009年出版的統計年鑒，主要包括1971～2010年40 a各縣區逐日降水、氣溫數據，耕地面積、總人口和農業人口、GDP數據等；漢中市DEM數據，來源于國家空間云數據。

2.2 研究方法

本文以漢中市為例，分別研究其暴雨洪澇災害、干旱、連陰雨、低溫凍害風險指數，并根據專家打分法，綜合分析漢中市的風險指數、風險區劃。

2.2.1 風險指數

2.2.1.1 FDRI(暴雨洪澇災害風險指數)

FDRI=(Vewe)(Vhwh)(Vsws)(10-Vrwr)

(1)

式中，Ve、Vh、Vs、Vr依次表示敏感性、危險性、易損性、防災減災能力的量化值。we、wh、ws、wr分別表示各因子的權重。

2.2.1.2 DI(干旱災害風險指數)

DI=(Dheh)(Dses)(10-Drer)

(2)

式中，Dh、Ds、Dr分別表示危險性、易損性、防災減災能力的量化值。eh、es、er分別表示各因子的權重。

2.2.1.3 ARI(連陰雨災害風險指數)

ARI=(ARhrh)(ARere)(ARsrs)

(3)

式中，ARh、ARe、ARs分別表示危險性、敏感性、易損性各評價因子指數。rh、re、rs分別表示各因子的權重。

2.2.1.4 LTI(低溫凍害災害風險指數)

LTI=(LThth)(LTete)(LTsts)(10-LTrtr)

(4)

式中，LTh、LTe、LTs、LTr分別表示危險性、敏感性、易損性、防災減災能力各評價因子。th、te、ts、tr分別表示各因子的權重。

2.2.1.5 CMI(氣象災害綜合風險指數)

CMI=0.45×NFDRI+0.3×NDI+0.15×NARI+0.1×NLTI

(5)

式中，NFDRI表示暴雨洪澇災害風險指數歸一化值，NDI表示干旱災害風險指數歸一化值，NARI表示連陰雨災害風險指數歸一化值，NLTI表示低溫凍害災害風險指數歸一化值。

2.2.2 數據歸一化處理 對各氣象災害因子進行消除數量級差異處理。處理公式如下：

(6)

式中，Dab是b區第a個指標的歸一化值，Xab是b區第a個指標的值，mina和maxa分別是第a個指標中的最小值和最大值。

2.2.3 加權綜合評價法 加權綜合評價法是對各因子賦以權重，綜合表示某一指標的量化值。計算公式為：

(7)

式中，V是評價因子的值，Wi是指標i的權重，Di是指標i的歸一化值，n是評價指標的個數。權重Wi的值可表示各評價指標對所屬評價因子的影響程度。

2.2.4 百分位數法 百分位數是一種位置指標，常用于描述一組樣本值在某百分位置上的水平，多個百分位結合使用，可以更全面地描述資料的分布特征。計算公式如下：

(8)

(9)

(10)

3 漢中市氣象災害因子風險指數區劃

3.1 暴雨洪澇災害各因子風險指數區劃

漢中市地處北亞熱帶，四周環山，氣候濕潤多雨。其中，區中暴雨頻次較多，容易造成山體滑坡、泥石流等災害。因此研究漢中市氣象災害，暴雨因子是最主要的因子之一。暴雨洪澇災害風險指數主要從Ve、Vh、Vs、Vr四個因子進行分析，Ve是對漢中市的地形與水系因子對暴雨洪澇的影響程度進行分析；Vh是對暴雨過程中的頻次和強度因子進行分析；Vs是對漢中市的人口密度、人均GDP、耕地比重3個因子進行分析評價；Vr是考慮漢中市人均GDP和排水除澇面積2個因子進行分析評價。

3.1.1 孕災環境敏感性區劃 暴雨過程造成的損害大小與其所處的環境有關。如果暴雨降水區域越有利于暴雨降水聚集，那么暴雨所造成的損失就越大。相反，如果暴雨降水區域排水通暢且土壤吸水性強，那么暴雨災害的損失就相對較小。因此，暴雨孕災環境對暴雨的敏感程度影響著暴雨災害的影響力。其中，孕災環境敏感性包括地形和水系兩大因子。

(1)地形因子：地勢低、地形平坦的地區不利于泄洪，容易形成內澇。這里分別選取高程值和高程標準差表示地勢和地形。其各自賦值情況如表1所示。高程及高程標準差越大，對其賦值越小；地勢越低洼，高程標準差越小，越有利于雨水集聚，其內澇發生的可能性越大，對其賦值越大。

漢中市中部地區地勢低洼，地形高程普遍在400 m左右，地形相對平坦，不易于泄洪。漢中市區在暴雨發生時，由于排水系統不完善，很容易造成內澇災害。四周皆為山區，高程大，雨水很容易形成匯流，泥石流、滑坡等災害頻發。

表1 地形因子賦值

(2)水系因子：漢中市境內分布著漢江、嘉陵江兩大水系，其大小支流錯綜繁雜，水系密度相對較大。暴雨發生時，水系密度大、距離水系越近的地區，河流決堤形成洪災的可能性越大。因此選取河網密度和距離水體的遠近作為水系因子的2個指標。利用GIS水文分析工具及河網密度公式ΣL/S(其中L為河流長度，S為研究地區總面積)，對漢中市河網密度進行量化。河網密度越大、越集中，越容易發生洪澇災害。距離水體的遠近則用緩沖區表示。各級河流緩沖區賦值見表2；對河網密度和河流緩沖區分別取權重0.5，計算并繪制出水系影響指數分布圖。

表2 河流、水庫緩沖區等級和寬度劃分標準

對地形影響指數和水系影響指數各賦權重0.5，計算孕災環境敏感性指數，將漢中市孕災環境敏感指數分為5個等級，得到漢中市暴雨敏感性的空間分布情況。靠近漢江、嘉陵江兩大水系的地區，暴雨發生時，具有較大的洪澇災害風險。

3.1.2 致災因子危險性區劃 暴雨在空間上表現為暴雨強度和發生頻次，暴雨強度越大，頻次越高，其危險性越大。而漢中市暴雨頻發，暴雨造成的災難事故幾乎每年都有發生。因此選取暴雨過程強度和頻次作為漢中市暴雨洪災災害的致災因子。漢中市十縣一區共計11個站點。分別統計1971～2010年各站點1～10 d的暴雨過程降水量，并建立對應的降水量序列(表3)。分別計算第98、95、90、80、60分位數的降水量，利用不同百分位數將暴雨過程分為5個等級：60%～80%的降水量為1級；80%～90%的降水量為2級；90%～95%的降水量為3級；95%～98%的降水量為4級；大于98%分位的降水量為5級[4]。

漢中市1級暴雨強度頻次從南部向北部逐漸減弱，其中寧強縣、鎮巴縣、西鄉縣中部地區及漢中市區的暴雨頻次4.13～4.75次/10 a，南鄭縣和城固縣、西鄉縣東西部地區暴雨頻次3.67～4.10次/10 a，略陽縣、洋縣、佛坪、城固縣北部地區暴雨頻次3.05～3.35次/10 a，留壩縣和勉縣大部分地區暴雨頻次2.25～3.05次/10 a。漢中市2級暴雨強度頻次分布呈南多北少，東西部多中部少。其中鎮巴縣暴雨頻次達7.88～8.05次/10 a，寧強北部、南鄭縣及西鄉縣南部暴雨頻次達2.88～4.10次/10 a，其余各縣區暴雨頻次在1.50～2.88次/10 a。漢中市3級暴雨頻次以鎮巴縣、寧強縣居前2位，達5.98～8.25次/10 a，寧強縣北部及勉縣西南部暴雨頻次達3.03～4.30次/10 a，略陽縣、勉縣東部、南鄭縣、漢中市區及西鄉縣南部暴雨頻次達1.88～3.03次/10 a，其余各縣暴雨頻次0～1.88次/10 a。漢中市4級暴雨頻次分布呈東多西少，東南鎮巴縣暴雨頻次最大，達8.05～11.00次/10 a，西鄉縣南部、洋縣東部及佛坪暴雨頻次達2.05～3.48次/10 a，其余各縣區暴雨頻次0～2.05次/10 a。漢中市5級暴雨頻次分布呈西多東少、南多北少的趨勢。鎮巴縣暴雨頻次達9.52～13.75次/10 a，寧強縣暴雨頻次達3.28～5.92次/10 a，略陽縣、留壩縣暴雨頻次達1.82～3.28次/10 a，其余各縣區暴雨頻次0～1.82次/10 a(表4)。

表3 不同等級暴雨強度范圍

表4 不同等級暴雨頻次

對暴雨等級賦以權重，暴雨5、4、3、2、1級的賦值權重分別為5/15、4/15、3/15、2/15、1/15，計算其致災因子指數，利用自然斷點法將致災因子危險性分為5個等級，分級情況見表5。從東南和西南向中北部逐漸為高、次高、中等危、次低和低危險區。

表5 暴雨致災因子分級

3.1.3 承載體易損性區劃 承載體易損性主要考慮災情發生時，哪些因素容易引起災情的擴散。人口比較集中的低收入人群，以農村為主，農村地區以種植農作物作為主要的經濟來源，氣候變化容易造成經濟作物減產和農民的經濟損失。因此在這里主要選取漢中市人均GDP、人口密度、耕地比重(耕地面積/土地面積)3個因子進行易損性加權分析。

漢中市人均GDP南鄭縣最多，達2.0萬～13.3萬元/人；其次是漢中市區、略陽縣、留壩縣、勉縣、城固縣、寧強縣、洋縣、佛坪縣；最低的是西鄉縣和鎮巴縣，人均GDP為0.86萬～0.87萬元。

人口密度以漢中市區最高，為300～1000人/km2；其次是城固縣、洋縣等周邊地區；最低是留壩縣、南鄭縣和佛坪縣小于30人/km2。

耕地比重以漢中市區最大，達10.8%～28%；其次是勉縣、南鄭縣等周邊地區；留壩縣和佛坪縣最小，為1.4%～1.5%。

根據漢中市實際情況，對人口密度、人均GDP和耕地比重分別賦權重0.4、0.2、0.4，計算其承載體易損性指數，利用自然斷點法分為5個等級(表6)。以漢中市區和南鄭縣為中心，向外易損性遞減。

3.1.4 防災減災能力區劃 防災減災能力主要反映了受災地區應對災害的能力。這里通過對漢中市人均GDP和排水除澇面積比重進行加權分析，得出漢中市暴雨洪澇災害防災減災區劃。

從人均GDP來看，南鄭縣最多，達2.0萬～13.3萬元/人；其次是漢中市區、略陽縣、留壩縣、勉縣、城固縣、寧強縣、洋縣、佛坪縣；最低是西鄉縣和鎮巴縣，人均GDP為0.86萬～0.87萬元。

從排水除澇面積比重來看，漢中市比重最大，達9.16%～28.04%；其次是南鎮縣、城固縣等中部地區；比重最低是略陽縣、留壩縣，比重達0.43%～0.5.0%。

根據漢中市實際情況，將人均GDP和排水除澇比重分別賦權重0.5、0.5，計算承載體防災減災能力指數，利用自然斷點法分為5個等級(表7)。防災減災能力以漢中市區和南鄭縣為中心，向外依次遞減。

表6 暴雨易損性因子分級

表7 暴雨防災減災能力分級

3.2 干旱災害各因子風險指數區劃

干旱災害的風險區劃主要從Vh、Vs、Vr三個方面進行綜合分析。Vh主要考慮不同等級干旱的加權影響；Vs主要考慮漢中市的人口密度和耕地比重；Vr主要考慮漢中市的人均GDP、有效灌溉面積比重和水系指數3個因子。

3.2.1 致災因子危險性 漢中市降雨主要集中在夏秋季，雨水比較集中。個別月份降雨相對較少甚至無降水，容易發生旱情。加之漢中市農作物以水稻為主，對水資源較為依賴。因此統計漢中市冬季、春季、初夏、盛夏、早秋、晚秋等農事季節的降水量(表3)，并分為輕旱、中旱、重旱、特旱或極度干旱4個等級，并統計不同干旱等級頻次(表8)。利用反距離權重插值法和歸一化處理，得到不同等級干旱頻次的空間分布。

漢中市輕旱主要集中的中部地區，以勉縣等市區周邊縣頻次最大，達10.3～12.5次/10 a；其次是寧強縣等山區地區；頻次最低是留壩縣，為5.5～7.1次/10 a。

漢中市中度干旱分布呈東南、西北向中部逐漸較小。其中，寧強縣、佛坪縣中旱頻次最大，達5.3～6.0次/10 a；其次是勉縣、城固縣，頻次4.5～4.7次/10 a；再次是略陽縣、南鄭縣、西鄉縣、洋縣，頻次4.1～4.4次/10 a；頻次最小是留壩縣、鎮巴縣，為3.3～4.0次/10 a。

漢中市嚴重干旱分布，以洋縣和城固縣部分地區為中心，向東南和西北方向逐漸減小。洋縣、城固縣部分地區頻次最大，達2.7～3.5次/10 a；其次是留壩縣、城固縣和西鄉縣北部地區，頻次達2.2～2.6次/10 a；再次是漢中市區、南鄭縣、西鄉縣南部地區、佛坪縣，頻次達1.9～2.1次/10 a，勉縣和鎮巴縣為1.5～1.8次/10 a；頻次最小的是略陽縣和寧強縣，頻次0.8～1.4/10 a。

漢中市特旱頻次分布呈西多東少的整體趨勢。頻次最大為略陽縣、留壩縣、西鄉縣中部，達1.0～1.2次/10 a；其次是勉縣，頻次為0.8～0.9次/10 a；再次是市區周邊，頻次為0.4～0.5次/10 a；頻次最小為鎮巴縣和佛坪縣，為0～0.3次/10 a。

表8不同等級干旱頻次次/10 a

站名輕旱中旱重旱特旱漢中市7.503.501.500.50鎮巴縣5.503.501.250.00寧強縣9.256.000.750.50西鄉縣10.504.002.001.00南鄭縣12.504.252.000.50勉縣10.504.751.500.75城固縣11.504.752.750.50洋縣9.754.253.500.25略陽縣8.754.251.251.00佛坪縣9.255.752.000.25留壩縣9.253.252.501.25

分別賦以各因子不同的權重，輕旱、中旱、重旱、特旱分別賦權重0.6、1.2、1.8、2.4，計算得到漢中市干旱綜合致災因子危險性，利用自然斷點法分為5級(表9)。其中漢中市干旱致災因子危險性自北向南逐漸減弱。其中，北部地區為高危險性區，西北部地區為中等危險性區，西南至東北部地區為次低危險性區，東南部地區為低危險性區。

3.2.2 承載體易損性區劃 承載體易損性主要考慮漢中市的人口密度和耕地比重。依次賦以兩個因子權重0.5，計算其易損性，利用自然斷點法分為5個等級(表10)。易損性呈以漢中市區和南鄭縣為中心向東西兩邊遞減的趨勢。其中，中部地區為高易損性區，中、西部地區為中等易損性區，東南部地區為次低易損性區，南北部山區為低易損性區。

表9 干旱致災因子危險性分級

表10 干旱易損性分級

3.2.3 防災減災能力區劃 防災減災能力主要考慮漢中市的人均GDP、有效灌溉面積比重和水系指數3個因子。漢中市有效灌溉面積比重呈中部多，東西兩部少的趨勢。中部以南鄭縣和城固縣比重最大，達70%～100%；其次是漢中市區和洋縣，達54%～69%；再次是略陽縣、留壩縣和鎮巴縣，比重為29%～40%；比重最小的是寧強縣、勉縣、西鄉縣、佛坪縣，為0～28%。

分別賦以人均GDP、有效灌溉面積、水系指數權重分別為0.2、0.4、0.4，得到漢中市干旱災害防災減災能力指數，利用自然斷點法分為5級(表11)。其中，漢中市干旱災害防災減災能力呈以南鄭縣、漢中市區、城固縣為中心，向兩邊逐漸遞減的趨勢。其中，中部地區為高防災減災能力區，而高海拔山區為低防災減災能力區。

表11 干旱防災減災能力分級

3.3 連陰雨各因子風險指數區劃

3.3.1 致災因子危險性區劃 連陰雨主要表現為長時間持續降雨，幾天到十幾天不等，且降雨強度較小。選取1971～2010年漢中市11個縣區氣象站逐日降水資料[5]。連陰雨過程：>6 d且總降水量>40 mm。其中連續降水6～8 d為短期連陰雨；連續降水9～16 d為中期連陰雨；連續降水≥17 d為長期連陰雨[5]。各強度連陰雨頻次統計結果見表12。

表12各強度連陰雨頻次次/10 a

站點短連陰雨中連陰雨長連陰雨漢中市28.5015.501.25鎮巴縣27.2526.752.50寧強縣29.5027.003.00西鄉縣24.5019.252.00南鄭縣27.7520.752.25勉縣25.2516.001.50城固縣25.5019.001.75洋縣22.7516.751.50略陽縣21.5021.501.25佛坪縣25.7527.252.75留壩縣27.2521.502.25

利用GIS中的反距離權重內插法，得到各強度連陰雨頻次的空間分布特征。

漢中市短連陰雨頻次分布，以留壩縣、勉縣中心地區、城固縣中部地區頻次最大，達27.3～29.5次/10 a；其次是勉縣大部分地區、城固縣南北部地區、南鄭縣東部地區，頻次26.2～27.2次/10 a；再次是略陽縣、南鄭縣大部、洋縣，頻次25.2～26.1次/10 a；頻次最小為寧強縣和佛坪縣，達21.5～23.9次/10 a。

漢中市中連陰雨頻次分布呈南大北小、東強西弱的趨勢。其中，漢中市區、城固縣、西鄉縣頻次最大，達23.5～27.2次/10 a；其次是鎮巴縣和南鄭縣東部，頻次21.2～23.4次/10 a；再次是寧強縣、勉縣、洋縣，頻次20.1～23.4次/10 a；以略陽、留壩、佛坪的頻次最小，為15.5～18.2次/10 a。

漢中市長連陰雨與中連陰雨分布趨勢大體相同，以漢中市區、城固縣、西鄉縣頻次最大，達2.5～3.0次/10 a；其次是南鄭縣東部、西鄉縣大部、鎮巴縣，頻次2.2～2.4次/10 a；再次是勉縣大部及洋縣大部，頻次2.0～2.1次/10 a；寧強縣、略陽縣、留壩縣、佛坪縣頻次最小，為1.3～1.6次/10 a。

根據各強度連陰雨影響強度不同，分別賦以短連陰雨、中連陰雨、長連陰雨權重0.2、0.3、0.5，計算其風險指數，利用自然斷點法分為5個等級(表13)。其中，漢中市致災因子危險性大致呈南大北小、西強東弱的趨勢。其中漢中市中心地區為高危險性區，勉縣等西部地區為次高危險性區，洋縣等東部地區為中等危險性區，而山區為低危險性區。

表13 連陰雨致災因子危險性分級

3.3.2 孕災環境敏感性區劃 由于連陰雨也受地形和水系影響，容易發生內澇，因此連陰雨敏感性參考3.1漢中市暴雨洪澇災害孕災環境敏感性區劃。

3.3.3 承載體易損性區劃 承載體易損性考慮農業人口比重和耕地比重。其中，東部地區農業人口比重較大，但耕地比重較小；其次是漢中市區、南鄭縣、略陽縣農業人口比重較小，而耕地比重較大；留壩縣和寧強縣農業人口比重最小，耕地比重也最小。

將耕地比重和農業人口比重分別賦以權重0.7、0.3，加權綜合計算得出漢中市連陰雨易損性指數，利用自然斷點法將易損性分為5個等級(表14)。留壩縣為高易損性區，略陽縣、勉縣為次高易損性區，漢中中部平原為中等易損性區，漢中南部山區為低易損性區。

表14 連陰雨致災因子易損性分級

3.4 低溫凍害各因子風險指數區劃

漢中市低溫一般出現在初春及早秋季節。其中，春季低溫對農作物影響最大，此時正處在農作物開花授粉季節。一旦寒流侵襲，農作物被大量凍傷、授粉失敗等都會導致農作物減產，造成不可估計的經濟損失。不同類型的作物，其抵御凍害的能力不同。人口密度及經濟條件等因素等影響著人們對災害的應對能力。因此這里主要選取Vh、Ve、Vs、Vr等因子進行低溫災害分析。其中，Vh主要考慮春寒和秋寒各強度及頻次分布，Ve主要考慮高程和土地利用類型2個因子，Vs主要考慮人口密度和地均GDP，Vr主要考慮人均GDP和耕地比重。

3.4.1 致災因子危險性區劃 根據多年生產實踐，漢中市春季低溫是指3月下旬到4月下旬日平均氣溫低于10 ℃，持續≥3 d或者是日平均氣溫連續2 d低于7 ℃的不利天氣，算作一次春季低溫過程[6]。早秋低溫指8月中下旬日平均氣溫低于20 ℃且持續≥3 d的低溫冷害天氣過程，開始日期作為該年的“秋封”日。將低溫過程的持續時間分≤5 d(較重)、6～8 d(重)、≥9 d(嚴重)3個等級[6]。統計11個站點各強度低溫的頻次分布(表15)。

表15 漢中市春季低溫和秋季低溫各強度發生頻次

分別計算較重春寒、重春寒、嚴重春寒發生頻次，得到各頻次分布圖。然后對各強度春寒分別賦以0.2、0.3、0.5的權重，利用加權綜合分析法得到春寒危險性區劃。

留壩縣和佛坪縣等北部山區為春寒高危險區，鎮巴縣等南部山區為次高到中等危險性區，略陽縣為次低危險區，其余各縣區為低危險區。

分別計算較重秋寒、重秋寒、嚴重秋寒發生頻次，得到各頻次分布圖。然后對各強度秋寒分別賦以0.2、0.3、0.5的權重，利用加權綜合分析法得到秋寒危險性區劃。其變化趨勢同春寒基本相同。

利用加權綜合分析法，對春寒危險性和秋寒危險性均賦權重0.5，計算得到漢中低溫凍寒危險性區劃，利用自然斷點法分為5級(表16)。其中，總體趨勢與春寒和秋寒趨勢基本一致，留壩縣和佛坪縣等北部山區為春寒高危險區，鎮巴縣等南部山區為次高到中等危險性區，略陽縣為次低危險區，其余各縣區為低危險區。

表16 低溫致災因子危險性分級

3.4.2 孕災環境敏感性區劃 孕災環境敏感性主要考慮高程和土地利用類型2個因子。高程因子主要反映在溫度變化對農作物的影響上，海拔差異越大，對農作物影響差異越大；土地利用方式可以反映孕災環境的敏感性，同樣在低溫的影響下，農業用地比城市用地更加敏感，更容易遭受低溫災害。

對漢中市DEM數據歸一化處理后進行分級顯示，分為5級，并重新進行賦值。根據高程值越大，對農作物影響越大，對其賦值也越大。

漢中盆地，海拔400 m左右，對其賦值最低，為0～0.2；而留壩縣、佛坪縣等高山地區，海拔在1000 m左右，對其賦值最大，為0.8～1.0。

利用GIS或ENVI軟件中監督分類，對漢中市進行土地利用分類，分為耕地、草地、林地、建筑用地、河流5類，并運用GIS中重分類對各類型進行賦值。耕地容易受低溫影響，因此賦值最大，為0.85～0.94。

對漢中市高程歸一化和土地利用分別賦權重0.4、0.6，計算得到漢中市低溫災害敏感性區劃，利用自然斷點法分為5級(表17)。其中，勉縣、南鄭縣、漢中市區等中部平原地區為低敏感區。留壩縣、佛坪縣等部分山區，由于海拔較高，容易受低溫凍害影響，為高敏感性區。

表17 低溫敏感性分級

3.4.3 承載體易損性區劃 承載體易損性主要考慮人口密度和地均GDP。地均GDP與人均GDP相似，指單位面積產值，單位：萬元/km2。

地均GDP以漢中市區最大，達342.31萬～1996.58萬元/km2；其次是南鄭縣、勉縣、城固縣，達153.56萬～342.30萬元/km2；留壩縣和佛坪縣地均GDP最小，25.29萬～29.34萬元/km2。

將漢中市人口密度和地均GDP分別賦權重0.6、0.4，計算低溫災害易損性指數，利用自然斷點法分為5個等級(表18)。其中，漢中市區為高易損性區，留壩縣為次高易損性區，勉縣、南鄭縣、城固縣為中等易損性區，略陽縣、洋縣為次低易損性區，西鄉縣、鎮巴縣等山區縣為低易損性區。

表18 低溫易損性分級

3.4.4 防災減災能力區劃 防災減災能力主要考慮人均GDP和耕地比重。分別賦以權重0.5，計算得到漢中市低溫災害防災減災能力指數，利用自然斷點法分為5級(表19)。其中，南鄭縣為高防災減災能力區，漢中市區為中等防災減災能力區，略陽縣、勉縣、城固縣為次低防災減災能力區，寧強縣、留壩縣等山區縣為低防災減災能力區。

表19 低溫防災減災能力分級

4 氣象災害風險評估

4.1 暴雨洪澇災害

綜合考慮Ve、Vh、Vs、Vr各因子指數，利用公式(1)計算其風險指數。賦以權重分別為0.4、0.4、0.1、0.1，計算其風險指數，并將其依次分5個等級(圖1)。

其中，高風險區面積為3104 km2，約占漢中市總面積的11.4%；次高風險區總面積為325 km2，約占漢中市總面積的1.2%；中等風險區面積為726 km2，約占漢中市總面積的2.7%；次低風險區總面積為15863 km2，占58.2%；其余為低風險區，約占漢中市總面積的26.5%。其中，高風險區及次高風險區位于山區，其降雨強度大且頻次多，山區災害的敏感性、危險性大，山區人們的經濟來源比較單一，主要依靠農業，因此山區自身的防災減災能力較市區縣偏低。南部山區成為漢中市暴雨災害的高發地區。而次低及低風險區位于平原地區，其區內經濟相對發達，人均收入高于山區，防災減災能力強，災害影響較小。

圖1 漢中市暴雨洪澇災害風險區劃

4.2 干旱災害

綜合考慮Vh、Vs、Vr三個因子，利用公式(2)，計算漢中市干旱災害風險指數，分別賦以各因子權重0.6、0.2、0.2。并將其風險指數分為5個等級，得到漢中市干旱災害風險區劃圖(圖2)。

其中，高風險區面積17563 km2，約占漢中市總面積的64.5%，集中在中部地區。該區地勢平坦，耕地面積比重較大，且均為農業大縣，以種植水稻等喜水作物為主。因此對干旱災害最為敏感，一旦發生干旱，對經濟作物的影響最為顯著。因此，圖2中高風險區的各縣區為干旱治理的重點區域。次高風險區面積4562 km2，約占漢中市總面積的17%，主要集中在東、西部山區。中等、次低、低風險區總面積共占18.5%，集中在東南部地區，該地區降雨較多，干旱災害不易發生。

圖2 漢中市干旱災害風險區劃

4.3 連陰雨災害

主要選取Vh、Ve、Vs三個因子進行綜合分析。Vh主要考慮連陰雨強度和頻次2個因子，Ve主要考慮水系指數和地形因子，Vs主要考慮農業人口比重和耕地比重2個因子[7]。

利用公式(3)計算漢中市連陰雨災害風險指數，分別賦以各因子權重0.5、0.3、0.2，并將連陰雨風險指數分為5個等級，得到漢中市連陰雨災害風險區劃圖(圖3)。其中，高風險區面積5048 km2，占漢中市總面積的18.5%，主要集中在中部平原地區。平原地區耕地比重較大，因此連陰雨對農作物的影響較為突出。次高風險區面積13056 km2，約占總面積的48%，且集中在中、東部地區。中、東部主要為山區及部分平原地形，其主要受災人群為農民，農作物減產，入不敷出；加之農民群體自身御災能力較低，因此，其災害風險相對較大。中等、次低及低風險區，共占漢中市總面積的33.5%，且集中在西部及北部山區。由于該地區人口密度較小，災害造成的損失也相對較小。

4.4 低溫災害

漢中市低溫災害風險評估，綜合考慮低溫致災因子危險性、低溫孕災環境敏感性、低溫災害承載體易損性以及防災減災能力4個方面，利用公式(4)計算漢中市低溫災害風險指數，分別賦以各因子權重0.5、0.3、0.1、0.1，并將其風險指數分為5個等級，得到漢中市低溫災害風險區劃圖(圖4)。

其中，高風險區面積為6523 km2，占全市總面積的24%，主要集中在東南部山區。其主要由于山區春季回溫晚，加之受寒流影響，農作物受低溫凍害較為嚴重。中等風險區面積14589 km2，占全市總面積的53.5%，且主要集中在中、西部平原地區。次低及低風險區占全市總面積的22.5%，且主要集中在北部山區。由于北部山區人口稀少，耕地面積小，災害影響也相對較小。因此，有必要加強對東南部地區的春秋氣溫檢測，及時預報，提醒農業區農民對于低溫災害的防御。

圖3 漢中市連陰雨災害風險區劃圖

圖4 漢中市低溫災害風險區劃圖

5 漢中市綜合氣象災害風險評估

根據各氣象災害對漢中市總成的影響不同確定權值。暴雨洪澇災害、干旱災害、連陰雨災害、低溫災害分別取權重0.45、0.30、0.15、0.10，利用公式(5)計算氣象災害綜合風險指數，并分為5級(圖5)，高風險區總面積為6235 km2，占全市總面積的23%，主要集中在海拔較高的山區，其海拔較漢中盆地高，溫差大，冬季溫度低，霜期長，農作物容易遭受低溫凍害。漢中地區降雨充沛，雨季來臨時，降雨過程持續時間長，山區土壤含水量極易飽和，山洪、泥石流等頻發，加之山區交通不便，暴雨洪澇發生時不易及時撤離，對人民群眾的生命財產安全造成極大的損失。山區農民以種植農作物為主，當嚴重災害發生時，容易造成經濟作物減產乃至絕收。因此漢中山區受其地形、氣候、降水等諸多因素影響，是氣象災害發生的高風險區。次低及低風險區，總面積約占全市的70%，主要集中在中部地區的漢中市區及其周邊區縣，其地勢平緩，遠離山區，其主要受干旱、高溫及暴雨的影響。其干旱、高溫一般在極端天氣條件下容易發生，發生頻率較低。暴雨發生時，由于城市排水系統不足，容易在市區、縣區內造成城市內澇，影響市民出行安全。因此，漢中中部地區是氣象災害發生的低風險區。

圖5 漢中市綜合氣象災害風險區劃

6 結論

(1)漢中市處于亞熱帶季風帶，夏季降水多，降雨過程強烈，11.4%的區域為暴雨災害高風險區。其中，留壩縣、佛坪縣等都是高山地區，暴雨發生時，容易形成山洪；而漢中市區、勉縣、南鄭縣等地處漢中盆地，地勢低洼，容易形成城市內澇。加之漢中市是農業大市，許多群眾開荒造田，破壞山區植被，也為山洪、泥石流等災害提供了條件。因此暴雨災害對漢中市的影響最為顯著，佛坪縣、鎮巴縣歷史上都發生過由于暴雨而形成的較大的泥石流、滑坡等災害。

(2)干旱災害，漢中市水資源豐富，干旱災害鮮為發生。但是，由于全球變暖，極端氣候頻發，干旱災害對漢中市的影響也不容忽視，其中全市64.5%的區域為干旱災害高風險區。漢中中部盆地，耕地比重相對于山區大得多，因此農作物需水量也相對較高。干旱發生時，中部農耕地因為缺水導致農作物減產，農民遭受不小的經濟損失。因此中部地區為高風險區，而山區由于水汽充沛，干旱影響較小，為低風險區。漢中地處北亞熱帶地區，其降水相對充沛，干旱災害的發生幾率較小，但其災害影響不容忽視。漢中市水田較多，一旦干旱發生，對農作物的影響以及對人們造成的經濟損失極其嚴重。

(3)漢中市連陰雨的周期相對較長，每年會有1～2次9～16 d的連陰雨過程。連陰雨對人類的影響主要體現在2個方面：第一，長期連陰雨容易造成城市內澇以及山區土質松軟，使得滑坡、泥石流頻發；第二，連陰雨會降低土壤含氧量，影響作物根莖有氧呼吸，嚴重時會導致農作物根莖腐爛、植物死亡，造成農作物大量減產，造成巨大經濟損失。

(4)漢中市低溫災害高風險區主要集中在東南山區，低風險區集中在北部山區。漢中市低溫災害常發生在初春或早秋，異常低溫會造成農作物凍死凍傷，導致減產或絕收。在早秋，低溫、連陰雨同時發生，對農作物的影響更大。

(5)確定了漢中市綜合氣象災害風險區，可以為漢中市政府預防氣象災害提供正確的理論依據以及明確的防御方向，并且可以采取科學合理的防御措施，合理優化資源，防御不同種類的氣象災害，具有很強的指導意義。漢中市經濟發展主要依托第一產業——農業、旅游業，農業和旅游業受天氣影響較大，因此氣象災害的研究具有較高的經濟效益。

(6)利用GIS方法，對漢中市的暴雨災害、干旱災害、連陰雨災害以及低溫災害等災害的風險指數進行綜合分析，結果表明：暴雨及連陰雨災害對漢中市的影響極為顯著。因此，加強老城區改造，提高城區排水系統性能以及促進山區移民搬遷工程都能有效地減少氣象災害對人們造成的危害。