三门县台风灾害危险性分析

俞圣兴 薛 伟

(三门县气象局，浙江三门317100)

0 引言

台风是对三门县影响最大的灾害性天气，其影响涉及到各行各业，严重制约了当地经济的健康发展，像影响较大的9015、9711、0414、0515号等台风造成的数十亿直接经济损失，同时有较严重的人员伤亡。从1951—2005年的台风资料显示，三门台风呈影响频数高，影响程度重，影响时空跨度大的特征:共有145个台风影响三门，多年平均为2.6个/a，最多年份可达有5个;造成严重影响的共27个，中等影响的56个，占了影响台风一半以上;5—12月都可能有台风影响，其中7—9月的影响台风达到123个。近5 a虽未出现有特别严重影响的台风，像“莫拉克”也限于降水，但台风的多寡存在一定的时空随机浮动，从概率统计的角度来说，出现强度强，影响大的台风的几率也在不断上升，所以更应予以重视。

区域灾害系统理论［1，2］认为，自然灾害是一个特殊的变异系统，它是由致灾因子、孕灾环境、承灾体3方面组成。本文认为台风灾害的危险性主要来自台风致灾因子的强度和孕灾环境的稳定性，承灾体的脆弱性是体现防御能力的因子，因此本文拟通过分析三门影响台风的致灾因子特征、三门的孕灾环境等，来揭示三门影响台风的危险性，从而为三门县的城乡规划、种植业规划、制定防灾减灾规划和措施等提供依据。

1 资料简介

1.1 我们将满足以下任一条件 定义为“对三门有影响台风”

1)全县平均过程雨量≥50 mm，有暴雨(日雨量≥50 mm)或沿海及境内风力≥8级;

2)凡气象站过程雨量≥50 mm，或日雨量≥50 mm;或气象站过程雨量＜50 mm，但有≥2个雨量站，过程雨量≥50 mm(或至少有一站出现暴雨);或沿海及境内≥8级大风。

1.2 风、雨、风暴潮资料及其灾情的出自三门气象台“台风课题组”收集的1951—2005年台风资料、三门1984—2007年灾情统计、三门县2006—2012年气候影响评价和《三门气象灾害防御规划》等资料。

2 台风致灾因子特征

台风对三门社会经济带来危害的致灾因子主要表现为:大风、暴雨、风暴潮。由于移动路径的不同，历史台风对三门的影响也各异，其中以正面登陆浙江，登陆浙南至厦门之间，登陆厦门至汕头之间，经台湾海峡登陆浙闽沿海转向东北和近海北上等5类影响最大。

2.1 台风暴雨

台风是最强的暴雨天气系统之一，带来的降水强度强，雨量大，是引发洪涝灾害以及山体滑坡、泥石流等地质灾害的直接原因。

在台风影响下，三门平均能出现50～150 mm降水，局部有100～200 mm降水;遇到严重影响的台风时，三门平均过程雨量高达250～400 mm，局部达到400～500 mm或以上，日降水量可达 200～300 mm，个别超过 400 mm，像“9711”号台风就给三门带来了375 mm平均雨量，最大降水高达550 mm。测站记录显示，三门1 h最大降水量为98.7 mm，由0414台风所致。值得注意的是，三门台风极端强降水多发生在登陆浙闽台风影响期间。

2.2 台风大风

台风大风是台风灾害另一个重要的致灾因子，台风大风阵性特强，且风向有旋转性变化，这对众多抗风能力各方向并非均等的建筑物等物体来说，其受害的可能性比单一风向为大。一次严重的台风大风风灾，常能吹毁房屋、掀翻船只、吹倒连片庄稼，将数以万计的大树连根拔起，……，给国民经济建设造成巨大损失。

1951—2012年，台风影响时，三门地区出现8级以上大风的台风共159个，出现10级以上大风的台风90个，出现12级以上大风的台风31个，其中东部沿海和海岛地区台风大风风速明显大于中西部地区，大风极值普遍在12级以上，部分地区达到14级以上，中西部地区也都出现过8～10级的台风大风，个别地方甚至出现过12级大风。在0515号台风“卡努”登陆的9月11日，三门海游出现34.6 m/s的极大风;沿海测站更是出现了47.6 m/s大风，均创本地有气象记录来的最大值。同样，在浙闽登陆的台风更易产生大风灾害。

2.3 台风风暴潮

风暴潮是一种灾害性的自然现象。由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变(通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统)导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位的现象，称为风暴潮。

三门县地处三门湾畔，被溪河界分伸入三门湾的陆地形似“张开五指的大手”，宽广陆架浅海的动力学环境利于台风侵袭、风暴潮发展和天文潮波幅的增大，进入浙江省近海的潮汐一般在三门湾附近达到高潮。台风风暴潮过程在4—11月都有发生，台风过程总数在7、8、9 3个月份中最多，其中高潮位超警戒潮位的次数8、9月最多。历史最高潮位往往出现在天文高潮期，此时叠加上较大的风暴增水，比较容易出现突破历史记录的高潮位。像“9711”号台风影响期间，正值天文大潮，健跳潮高超过警戒2 m，海潮进深5～10 km，另外“6312”、“9015”、“9216”等台风影响期间三门县沿海都出现了超警戒潮位。

3 孕灾环境特征

三门县地势西高东低，地形复杂多样。全县地势自西向东逐渐倾斜，至沿海地区延展为平原。主要山脉由天台山脉分支展布，多呈东北—西南走向，地形多丘陵、低山，约占全县陆地总面积一半以上，具体自西向东分为3个地形区:西北丘陵、谷地区，中部低山、丘陵区，滨海平原区;三门县沿岸主要河流有清溪、珠游溪、亭旁溪等八条溪流，分别注入旗门港、海游港、健跳港、浦坝港、洞港，有“八溪五港”之称。河流流向、缓急受到山脉影响，多呈集水面积狭小，水流湍急，比降偏大，水位季节变化明显，易涨易落，流向均与山体走向大致平行，多自西南向东北流，单独入港等特点。三门县海岸线曲折绵长，多港湾和岛屿，属侵蚀山地海岸，自北向南有五大港湾，即上述的旗门港、海游港、健跳港、浦坝港、洞港。岛礁北自蛇蟠乡的蛇蟠岛，南至泗淋乡的南泽岛，主要岛屿有蛇蟠岛、花鼓岛、田湾岛、北泽岛、扩塘山岛等。这种地形地势既加剧了迎风坡的雨势和降水的不均匀分布，又通过增大地形集能作用加剧大暴雨的发生，利于台风侵袭、风暴潮发展和天文潮波幅的增大;而境内密布的山溪性河流由于集水能力差，出现强降水时易造成大面积的洪涝和滑坡、泥石流等地质次生灾害发生。

4 危险性分析

4.1 年代际危险性分析

据文献［3］所述，台风对某地产生影响时，一般都会带来大风和暴雨，狂风会吹毁房屋，破坏电力和通讯设施，毁坏市政建设等;暴雨导致山洪、内涝、泥石流、滑坡等。当大风、暴雨达到一定临界值时，会产生叠加效应，如滑坡、泥石流等地质灾害主要由降水产生，但台风带来的持续长时间狂风对树木的猛烈摇拔作用，使土壤松散、间隙加大，降水渗入量增大，加剧强降水对地质灾害的触发作用。房屋倒塌主要由大风造成，但降水加剧了倒塌的可能。高潮位会加重沿海地区的暴雨致洪危害，而异常高潮位会导致海堤溃决、潮水漫溢，冲毁房屋和各类基础设施，淹没城镇和农田，造成的损失无法估量，更甚狂风和暴雨的危害。因此，文献［3］提出了一个综合考虑台风暴雨、大风和风暴潮的影响强度计算方法，并将台风综合影响强度分为5个等级，分别为1级(特强)、2级(强)、3级(较强)、4级(中等)、5级(轻)，其中 1级影响台风可能引发重大人员伤亡和财产损失，5级可能会出现局部风灾和涝灾，有一定经济损失但不会出现人员伤亡。本文利用三门历史台风影响期间的降水、大风、风暴潮资料计算了三门历史影响台风的综合影响强度指数，并进行了分级。计算得知，1951年至今，三门1级影响热带气旋 11 个，分别为 5612、6126、6214、6312、8712、9015、9216、9711、0414、0509、0515 号台风，其中不在浙江登陆台风有4个，为6214、6312、8712、9216号台风。2级影响热带气旋17个，3级影响热带气旋28个，4级影响热带气旋34个，5级影响热带气旋69个。

4.2 危险性空间分析

4.2.1 台风致灾因子危险性系数计算

从资料来看，三门站的气象资料完整且年代较长，而各乡镇资料年代较短，为了得到三门县的台风灾害危险性空间分布，需要对资料进行处理，方法如下:以三门本站为基准，利用近年的自动站资料，将台风影响期间各自动站的降水和风与本站相比，得出一个比较系数，将上节计算出的三门站的各影响台风综合影响强度系数插值到各乡镇，从而得出各乡镇的历史影响台风影响强度系数序列。

各乡镇的台风致灾因子危险性系数按照下式计算:

式中If表示某乡镇台风致灾因子危险性系数，nk为某乡镇 k(1，2，3，4，5)级影响台风的年均频数;wk为 k(1，2，3，4，5)级台风的权重系数，权重系数由层次分析法确定，分别为0.5037、0.2428、0.1399、0.0731、0.0427。

4.2.2 孕灾环境稳定性系数计算

我们选择海拔高度、地形起伏情况、江河水网密度以及地质条件等作为与台风成灾相关较密切的孕灾环境因子。具体数据用ArcInfo软件从1∶250000的地理信息中提取。特别说明，我们用地形标准差来代表地形起伏特征，也就是对100 m×100 m的地形栅格网进行邻域25个网格计算标准差得到，标准差越小越容易成灾。浙江的地质灾害条件已做过调查评估(浙江省国土厅，2006年)，本文应用其相应成果。具体资料处理如下。

用自然断点法将三门的海拔高度、地形标准差、水网密度的格点资料赋予1～10的值，海拔越高值越小，地形标准差越小值越大，水网密度越大值越大;地质灾害按照4个等级(即不易发、低易发、中易发、高易发)分别赋予 0、2、6、10的值。最后用加权平均法计算孕灾环境系数:

式中，Ie为某地孕灾环境稳定性系数，Wi为第i指标的权重，Di为某地i指标值，n为指标数。Ie越大越容易成灾。

表1 孕灾因子权重系数

在此基础上，我们构建了孕灾环境修正系数，此系数在［－0.2，0.2］区间内，负值表示孕灾环境对成灾起削减作用，正值表示加重成灾可能，计算公式如下:

式中，I'e为某地孕灾环境修正系数，Ie为某地孕灾环境稳定性系数，Iemax为某区域最大孕灾环境系数，Iemin为某区域最小孕灾环境系数。

4.2.3 危险性空间分析

考虑了孕灾环境的台风致灾危险性系数为:

式中:I为台风灾害危险性系数，I'e为孕灾环境修正系数，If为台风致灾因子危险性系数。

利用GIS平台，将各乡镇的台风致灾因子危险性系数差值为格点数据，然后用公式(7)计算出格点化的台风灾害危险性系数，得出三门县台风灾害危险性空间分布(见图1)。

由图1，我们发现有以下两个特点:1)台风对三门县的影响是全境范围的，无论是东部沿海，还是西部山区，都存在台风灾害的危险性;2)台风灾害的高危险性区域主要集中在东南和中西部两块区域，其中东南沿海地区以大风、强降水影响为主，中西部山区以强降水影响为主。

图1 三门台风灾害危险性空间分布图

5 结语

本文从台风致灾因子(风、雨、风暴潮)以及地理地貌等自然因素角度出发，以相关文献提供的影响强度分析方法，分析了三门县历史影响台风的影响强度和危险性，建立了包含台风致灾因子和孕灾环境因子的台风灾害危险性空间分析方法，分析了三门县台风灾害的危险性分布，结果可以在城市规划、种植业规划以及防灾减灾规划中提供参考。

［1］ 史培军.论灾害研究的理论与实践［J］.南京大学学报(自然科学版)，1991(11):37 －42.

［2］ 垂仪祥，史培军.自然灾害系统模型—— I:理论部分［J］.自然灾害学报，1995，4(3):6 －8.

［3］ 陈海燕，严冽娜，娄伟平.热带气旋致灾因子综合影响强度评估指标研究.热带气象学报，2011，27(1):139－144.