基于GIS 的哈爾濱農業暴雨洪澇災害風險等級評估

□吳 娟

（綏化學院 黑龍江 綏化 152000）

由于對自然資源的不合理開發利用，山體滑坡、水土流失、資源枯竭等問題頻發。哈爾濱黑土資源豐富，處于溫帶季風氣候區，自然條件適宜農作物生長。但是季風氣候區降水集中于夏季，使得夏季容易出現暴雨洪澇等災害，應采取有效的措施開展災害防治工作，減少各類損失。

GIS 技術實現了對風險等級的預測，在此基礎上能夠及時進行防治，保障哈爾濱的農產品產量，避免問題加重。綜上，基于GIS 對哈爾濱暴雨洪澇災害風險等級評估進行分析具有重要意義。

1 研究區域概況及風險等級評估方法

1.1 區域概況

我國東北部的黑土面積大，土壤中富含多種營養物質，是我國重要的農產品生產基地。哈爾濱位于我國東北地區，處于溫帶季風氣候區，降水集中于夏季，通常可以達到1 000～1 500 mm；在適宜農作物生長的6—9 月，降水量保持在110 mm 左右，光照以及溫度皆處于最優狀態；玉米、水稻等作物的產量和質量都處于全國領先地位，在保障糧食供應方面具有重要作用。

然而東北地區平原較多，地勢平坦開闊，河流眾多，當出現大規模降水時，容易因排水不及時而引發洪澇災害，給周圍的居民和農田帶來極大損失。因此要采取有效的災害防治措施，降低風險，實現可持續性發展[1]。

1.2 基于GIS 的技術風險等級評估方法

GIS 技術可以將水系、水文、區域規劃、公路、地形地勢等因素進行綜合考量，現被廣泛應用于地區自然現象的變化監控中。

首先，借助衛星雷達等先進的技術手段，將降水、河流、風力、風向等自然因素納入監控中，并把收集到的信息轉化為數據存儲到計算機系統中。

其次，采用GIS 技術進行空間信息分析，形成數據網絡、柵格圖像、矢量緩沖區。

再次，在數據庫的基礎上建立疊加圖層，將地形地勢、降水量、河流、人口、經濟區劃等匯總到一張圖紙上，對比收集的實時數據與最低安全等級數據，即可判斷發生暴雨洪澇災害的可能性以及具體發生的區域，及時采取相應的應對措施。

GIS 技術風險預測手段將風險等級劃分為危險性、暴露性、脆弱性等幾個等級，使評估更加直觀化。暴露性是指災害帶來的人身財產傷亡基數；危險性是指導致災害發生的因素和對引發災害的因素之間存在的關聯性；脆弱性是指開展最大限度的防治工作后在較短時期內的恢復能力。就風險等級和成因開展防治工作，兼顧社會效益與經濟效益，保障社會的良性運行與協調可持續發展[2-3]。

2 中高風險地區等級評價及暴雨洪澇災害評價等級標準

2.1 中高風險地區等級評價

為兼顧經濟效益與社會效益，針對暴雨洪澇災害致害因子的不同特點開展防治工作。在進行風險等級評定工作之前，應開展信息收集、空間分析、災害風險等級計算。

中高風險地區的周圍通常是農業生產和公眾生活的密集區，一旦發生自然災害，會帶來巨大的經濟和社會損失。

首先，借助GIS 技術將各類變化納入監控中并轉化為數據，上傳至計算機終端，形成疊加圖層，顯示降水、人口、道路等圖標。

其次，對植被覆蓋率和水量變化等進行測算，得出WH、WE、WV 3 個不同的等級。其中，以松花江為代表的地區屬于WH 級，最高達到0.5，針對此處的脆弱性，應在其周圍多開挖蓄水區引流，以降低洪澇風險；針對暴露性，應成立救援隊，設立風險預警救濟金；針對危險性，可以借助種植不同季節性作物的方式，降低致害因子與風險之間的關聯性。應加強中高風險地區的風險評估預警防治工作，兼顧經濟效益與社會效益[4]。

2.2 暴雨洪澇災害評價等級標準

近年來，全球氣候變暖問題日益嚴峻，暴雨洪澇災害成為威脅糧食生產的主要原因。為有效降低風險的發生率，可采取GIS 技術對哈爾濱幾大農業生產區的暴雨洪澇災害進行監控。

GIS 數據監控系統借助衛星雷達等工具收集信息后，將信息傳至計算機系統中，生成疊加圖層并進行分析，建立暴雨洪澇災害判斷等級標準，對于主要的影響因素大致形成暴露性、危險性、脆弱性等評價等級。

判斷災害的權重系數由層次分析法計算得出，即計算降水、河流水文、人口位置等，在分類對比的基礎上得出矩陣系數再進行檢驗。如對松花江地區的災害風險等級進行評定，測算近年來夏季的平均降水量，得出6—9 月的降水量基本為110 mm 左右，人口集中于河流兩岸幾公里的平原地區是重要的農業生產基地，由于河流的排水系統不發達，周圍沒有水庫等進行蓄洪，一旦發生暴雨洪澇災害，危險等級最高。洪澇災害風險指數見表1。

表1 洪澇災害風險指數

3 暴雨洪澇災害分析

暴雨洪澇災害對農業的影響較大，其不僅會影響作物生長，甚至會導致作物絕收，全球氣候變暖是引發暴雨洪澇災害的主要原因之一。

為降低災害風險造成的破壞，應利用GIS 技術對暴雨洪澇災害的脆弱性開展有針對性的防治工作，在風險等級信息收集和等級計算的基礎上，測定具體的風險等級，就不同的致害因子開展相應的防治工作。如哈爾濱夏季降水量多且集中以及冬季結冰是引發夏汛和春汛的原因，因此在夏季要進行洪水引流，春季采取冰雪轉移和消融措施，還應根據標準明確自然環境的危險性，進行有針對性的防治[5-7]。

依據風險等級測算公式得出，哈爾濱在夏季和春季皆為高風險，夏汛和春汛由于缺乏有效的蓄洪排水區域而導致周圍地區公眾的日常生活和農業區的生產受到嚴重影響。當地春、夏季多種植玉米和水稻，為降低致害因子與風險之間的關聯性，應在河流周圍的低洼地區開鑿引水渠和蓄洪區，以調節水量。除此之外，還要成立救援隊，設立救濟基金，以便在災害發生的第一時間進行救援，彌補公眾以及社會的損失[8]。

4 結論及討論

農業發展可以為國家、社會、經濟穩定發展奠定堅實的物質基礎。隨著科學技術不斷進步，越來越多的農業問題得到了解決，我國農業實現了質的飛躍。哈爾濱是我國重要的農業和工業生產基地，經濟效益和社會效益較高。

近年來，暴雨洪澇災害等極端惡劣天氣頻發，借助GIS 技術對地區暴雨洪澇災害的風險等級評價，將地形、地勢、降水量、河流、人口、經濟區劃綜合生成疊加圖層進行分析，形成中、高風險地區并進行評價，根據層次分析法將評價等級標準分為暴露性、危險性、脆弱性，明確哈爾濱地區暴雨洪澇災害的危險性。對比收集的實時數據與最低安全等級數據，以便有關部門及時發現問題并有針對性地解決問題，防止風險擴大帶來的損失。

在實際使用過程中，GIS 技術也存在一定問題，有待進一步提升。第一，氣象變化受到多種因素的影響，在某些情況下可能存在多個因素混合的問題。因此，單一使用柵格數據圖層的風險評估方式難以全面掌握風險。第二，利用GIS 技術收集信息與生成圖層時，沒有對問題進行延伸分析，如河流、農業區的空間位置與暴雨洪澇的關系，救災工作是否到位等。