黑龙江省暴雨洪涝灾害风险区划

暴雨洪涝灾害是黑龙江省主要的自然灾害之一， 给当地经济特别是农业生产及生态环境带来很多不 利影响，尤其是在全球气候变暖的大背景下，极端降 水事件的发生频率增加，易灾暴雨也频繁发生，1998 年松嫩流域发生特大洪水，受灾农田 483 万 hm2 ，直
接和间接经济损失 600 亿 ～ 800 亿元； 2004 年 5 月， 东部和北部地区发生大暴雨，土壤偏涝面积达近 10a 来的最大值； 2005 年 6 月，暴雨致沙兰镇发生特大洪 灾，直接经济损失 2. 8 亿元； 2006 年 7 月，黑河发生大 暴雨，导致 农 业 直 接 经 济 损 失 1. 61 亿 元； 2008 年 7
把各个具体指标的作用大小综合起来，用一个数量化
指标加以集中，即
n
∑ Vj = （ Wi ·Dij ）
（ 2）
i =1
式中，Vj 是评价因子的总值，Wi 是指标 i 的 权
重，Dij是对于因子 j 的第 i 个指标的归一化值； n 是评
价指标个数。权重 Wi 可由各评价指标对所属评价因
子影响的重要程度、专家意见、当地实际情况三者结
灾害的风险区划是自然灾害风险管理的一个重 要方面［1］，准确合理的风险区划结果对防灾减灾以及 社会经济的可持续发展有着重要意义，而 GIS 的广泛 运用，使风险区划水平得到很大程度的提高。在此基 础上，国内很多专家学者针对不同区域，进行过暴雨洪 涝灾害风 险 区 划、风 险 评 估 的 研 究，并 取 得 了 多 项 成 果［2-9］，实现了暴雨灾害风险量化空间分析。但是，针 对黑龙江省的相关研究报道较少。本文拟将自然灾害 风险指数评估方法与 GIS 空间分析相结合，综合考虑 致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性 3 个评价指标［10-17］，构建暴雨洪涝灾害各评价因子和综 合风险评估模型，实现黑龙江省区（ 县） 级暴雨洪涝灾 害风险区划，以期为黑龙江省防灾减灾工作提供依据。
江省划分为高、次高、中等、次低和低 5 个等级风险区。结果表明，黑龙江省暴雨洪涝灾害风险呈“东西高 － 南
北低”的分布，松嫩平原大部、三江平原北部和南部地区处于高 － 次高风险区，哈尔滨西北部、大庆东南部、绥化
北部和西部以及鹤岗中部地区，属于高风险区； 而大兴安岭地区和东南半山区处于低 － 次低风险区，发生暴雨
1 资料与方法
1. 1 资料来源 黑龙江省 81 个气象台站 1961 － 2008 年的逐日
降水资料来自黑龙江省气象信息中心； 基础地理信息 资料为 2008 年中国气象局下发的黑龙江省 1∶ 5 万地 形数据、行政边界图、水系数据等； 社会经济数据包括 以县（ 区） 为单位的行政区域土地面积、年末总人口、 耕地面积、国民生产总值等数据，来自 2008 年黑龙江 省统计年鉴； 灾情数据为黑龙江省气候中心收集整理 的 1984 － 2007 年以县（ 区） 为单元的暴雨洪涝灾情普 查数据。黑龙江省地区分布见图 1。
摘要： 以黑龙江省 81 个气象台站 1961 － 2008 年的逐日降水数据、社会经济资料、地理信息数据以及灾情数据为
基础，运用 GIS 技术，对黑龙江省暴雨洪涝灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性等评价因子
进行综合分析，采用加权综合分析法以及 GIS 中自然断点分级法，构建了暴雨洪涝灾害风险评估模型，将黑龙
暴雨洪涝风险区划图。
2 结果与分析
2. 1 区划指标体系及其模型构建
2. 1. 1 致灾因子危险性
（ 1） 致灾因子分析
降水致灾主要表现为降雨强度大，冲毁农田水利
设施，造成房屋倒塌等； 累积雨量大，积水难排，形成 内涝。因此，暴雨洪涝灾害危险性用暴雨强度和暴雨 强度频次表征。
（ 2） 各暴雨过程强度分级 中国 气 象 局 规 定 的 暴 雨 标 准 为 日 降 水 量 ≥ 50 mm。以连续降 水 日 划 分 为 一 个 过 程，并 要 求 该 过 程中至少一天的降水量达到或超过 50mm，一旦出现 无降水则认为该过程结束，最后将整个过程的降水量 累加。 统计历年各气象台站 1、2、3、…、10d （ 含 10d 以 上） 暴雨过程降水量，将所有台站的过程降水量作为 一个序列，建立不同时间长度的 10 个降水过程序列。 利用百分位数法，将暴雨过程强度分为 5 个等 级，过程降水量序列中 60% ～ 80% 百分位值对应为 1 级，80% ～ 90% 百分位值对应为 2 级，90% ～ 95% 百 分位值对 应 为 3 级，95% ～ 98% 百 分 位 值 对 应 为 4 级，大于等于 98% 百 分 位 值 对 应 为 5 级，分 别 计 算 1961 － 2008 年 全 省 不 同 过 程 降 水 量 序 列 的 各 级 阈 值，作为 5 个级别的临界致灾雨量（ 表 1） 。
处理，方法为
Dij
= 0.
5
+
0.
5
×
Aij － mini maxi － mini
（ 1）
式中，Dij 是 j 区第 i 个指标的归一化值，Aij 是 j 区
第 i 个指标值，mini 和 maxi 分别是第 i 个指标值中的
最小值和最大值。
1. 2. 2 加权综合评价法
综合考虑各个具体指标对评价因子的影响程度，
* 收稿日期： 2012 － 02 － 29 基金项目： 中国气象局 2009 年业务建设项目“暴雨洪涝灾害风险区划研究” 作者简介： 张洪玲（ 1979 － ） ，女，黑龙江人，硕士生，工程师，研究方向为气候资源开发利用及 GIS 技术应用。 E-mail： zhanghongling0469@ 163． com
FDRI = VEwe ·VHwh ·VSws
（ 4）
式中，FDRI 为暴雨洪涝灾害风险 指 数，其 值 越
大，则灾害风险程度越大； we、wh、ws 是各评价因子的
权重，根据专家打分确定。
根据灾害风险指数分布，将黑龙江省暴雨洪涝灾
害风险按 5 级分区划分，即高风险区、次高风险区、中
等风险区、次低风险区和低风险区，并绘制黑龙江省
合、讨论确定。
1. 2. 3 百分位数法
百分位数是一种位置指标，常用于描述一组样本
值在某百分位置上的水平。将一组数据从小到大排
序，并将全部数据分成 100 等份，以第几百分位数来
反映某数值在整个数据中的分布位置。多个百分位
结合使用，可以更全面描述资料的分布特征。百分位
数的计算为
{Q^ i（ p） = （ 1 － γ） X（ j） + γX（ j + 1） j = int［p × n + （ 1 + p） /3］
洪涝灾害的几率较低。灾情验证结果表明，实际灾情的高值 － 次高值分布与风险区划结果基本符合，风险区划
模型具有较高的实际应用价值和研究意义。
关键词： 暴雨洪涝； GIS； 风险区划； 致灾因子危险性； 孕灾环境敏感性； 承灾体易损性
中图分类号： S166
文献标识码： A
Risk Zoning of Flood and Waterlog in Heilongjiang Province
·625·
数据以及灾情数据为基础，运用 GIS 空间分析技术，
对全省暴雨洪涝灾害的致灾因子危险性（ VE） 、孕灾
环境敏感性（ VH） 、承灾体易损性（ VS） 3 个评价因子
进行综合分析，采用专家打分和加权综合分析法以及
自然断 点 分 级 法，构 建 暴 雨 洪 涝 灾 害 风 险 指 数 模
型，即
1. 2. 4 自然断点分级法
自然断点分级法是用统计公式来确定属性值的 自然聚类［7，11］。公 式 的 功 能 就 是 减 少 同 一 级 中 的 差
异、增加级间的差异，方法可用 GIS 软件自带的功能
实现。
1. 2. 5 区划方法
以黑龙江省降水资料ຫໍສະໝຸດ 社会经济资料、地理信息第4 期
张洪玲等： 黑龙江省暴雨洪涝灾害风险区划
（ 3）
γ = p × n + （ 1 + p） /3 － j
式中，Q^ i（ p） 为第 i 个百分位值，X 为升序排列后的 样本序列，p 为百分位数（ 用小数代入，如 p = 80% ，取 0. 8） ； n 为序列总数； j 为对应百分位数 p 的序列数［7］； int
为取整函数，返回值为向下舍入最接近的整数。
ZHANG Hong-ling，SONG Li-hua，LIU He-nan，XU Yong-qing
（ Climate Center of Heilongjiang Province，Haerbin 150030，China）
Abstract： Based on daily precipitation date，socio － economic data，GIS data and historical disaster data，the authors analyzed the fatalness of disaster － inducing factors，sensitivity of disaster － forming environments and vulnerability of disaster － bearing bodies by using GIS method. Then the model of risking valuation was built with the method of weighted synthesis evaluation and natural breakpoint classification method of GIS. Risk zoning charts of flood and waterlog in Heilongjiang province was painted and was divided into five hierarchies： high，less high，medium，less low and low. The results showed that risk of flood and waterlog presented high in the east and west areas but low in the north and south. Most area of Songnen plain，north and south of Sanjiang plain and the central of Hegang belonged to high risking zone，especially north － west of Haerbin，south － east of Daqing，north and west of Suihua，the central of Hegang. Daxinganling area and southeast semi mountainous belonged to low － less low risking zone and where the probability of occurrence also low. Actual disaster results were matched with risking zone，especially the distribution of high low high areas. Key words： Flood and waterlog； Geographical Information System（ GIS） ； Risk zoning； Fatalness of disaster － inducing factors； Sensitivity of disaster － forming environments； Vulnerability of disaster － bearing bodies