河北省海冰灾害风险评估和区划研究

袁本坤，郭可彩，商杰，黎舸，钟山

(国家海洋局北海预报中心 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266061)



河北省海冰灾害风险评估和区划研究

袁本坤，郭可彩，商杰，黎舸，钟山

(国家海洋局北海预报中心 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266061)

开展海冰灾害风险评估和区划，有助于指导结冰海区沿岸各级政府制定和优化海冰防灾减灾决策，以最大限度地减轻海冰灾害造成的损失。本研究选取冰厚、密集度及冰期和各类承灾体密度、规模等作为评估指标，将河北省沿海县级行政区所辖海域作为基本评估单元，利用权重分析等方法，对河北省的海冰灾害风险进行综合评估。在此基础上，结合海冰防灾减灾的实际需求对河北省的海冰灾害风险进行空间区域的等级划分，并绘制风险等级分布图。所得结果较为真实地揭示了海冰灾害风险在河北省所辖海域的分布状况，可为河北省的海冰灾害风险管理等提供依据。

河北省；海冰灾害；致灾因子；权重分析；风险评估和区划；冰情；承灾体

河北省所辖海域每年冬季都有不同程度的结冰现象[1]。海冰对海上交通运输、海洋(岸)工程设施、海水养殖以及渔业生产等均有不同程度的影响[2]，并会造成损失。其中，仅2009—2010年冬季，河北省因海冰造成的直接经济损失就高达1.55亿元[3]。因此，海冰灾害是河北省的主要海洋灾害之一。多年来，河北省及沿海地区各级政府高度重视海冰防灾减灾工作，采取各种措施预防和减轻海冰灾害造成的损失，并取得一定成效。但是，由于缺乏科学有效的海冰灾害风险评估和区划成果作为依据，不仅影响了防灾减灾效果，也不同程度地造成了灾害应对成本的增加和行政资源的浪费。因此，要使海冰防灾减灾工作科学、有效，必须对海冰灾害风险进行评估和区划。

包括海冰灾害在内的自然灾害风险评估目前尚无成熟的技术方法[4]。本研究从河北省所辖海域历年冰情监测资料和承灾体(即涉海经济社会活动，下同)实际状况出发，通过建立海冰灾害致灾因子指标体系，利用权重分析等方法，对河北省所辖海域的海冰灾害风险进行综合评估和区划，得到较为符合河北省海冰防灾减灾实际需求的评估和区划结果。

1 资料来源与时限

本研究所用资料包括冰情和承灾体两大类。冰情资料主要为国家海洋局北海分局历年对河北省所辖海域进行的海冰监测数据；承灾体资料则由河北省各级海洋主管部门提供，资料截止时间为2011年末。

2 评估和区划方法

2.1 评估指标和评估单元选取

根据渤海海冰灾害特点[5]，结合海冰灾害孕灾环境[6]和致灾原因[7]分析，其致灾因子基本为冰情和承灾体。因此，河北省海冰灾害风险评估指标主要选取冰情和承灾体两类因子。冰情因子确定为冰厚、冰期和密集度；承灾体则确定为交通运输、海水养殖、海洋(岸)工程和有人居住岛屿。

基本评估单元确定为县级行政区所辖海域。河北省沿海地区所辖县级行政区(自北向南)依次为秦皇岛市的山海关区、海港区、北戴河区、抚宁县、昌黎县，唐山市的乐亭县、唐海县、滦南县、丰南区和沧州市的黄骅市、海兴县等共计11个县(县级市、区)。由于个别行政区的评估指标值难以获取，将县级评估单元作了适当调整。(自北向南)依次为秦皇岛市区(包括山海关区、海港区、北戴河区)、抚宁县、昌黎县；唐山市乐亭县、曹妃甸区(包括唐海县、滦南县、丰南区)和沧州市渤海新区(包括黄骅市、海兴县)。考虑到河北省沿海大型港口的年均吞吐量均在亿吨以上且港口地位普遍较高，将大型港口作为独立单元进行评估，(自北向南)依次为秦皇岛港、唐山港京唐港区、唐山港曹妃甸港区和黄骅港等共4个基本评估单元。

2.2 致灾因子评估指标体系

(1)冰情致灾因子:选取各评估单元多年平均严重冰期、海冰厚度和密集度作为冰情致灾因子[8]，并分别划分为5个等级，以确定其在海冰灾害风险中的影响大小，建立冰情致灾因子评估指标体系(表1)。若同一评估单元出现不同等级的冰情致灾因子，则选取其影响等级最高者。

表1 冰情致灾因子评估指标体系

(2)承灾体致灾因子:将各评估单元承灾体分为交通运输、海水养殖、海洋(岸)工程(包括核电厂等)以及有人居住岛屿等4大类，并将其作为评估指标，然后对各类承灾体按其规模大小确定其风险影响等级，每个指标按4个等级划分(表2)。若同一评估单元出现不同承灾体，则选取其风险影响等级最高者。

表2 承灾体评估指标体系

备注：①单位长度岸线港口吞吐量是指评估单元内港口年吞吐量与海岸线长度之比；②海水养殖面积比例是指评估单元内海水养殖面积占其海域总面积的百分比.

将表1给出的冰情致灾因子影响等级和表2给出的承灾体风险影响因子影响等级作为评估指标，分别确定两类因子不同等级评估指标的自重权数和系数，计算出各自的等级权数，形成海冰灾害风险综合评估体系，见表3。

表3 海冰灾害风险综合评估体系

注：等级权数=自重权数×系数.

2.3 风险评估值确定

各评估单元的海冰灾害风险评估值(R)，根据其冰情致灾因子和承灾体综合影响两类指标，按表3给出的不同代码进行组合并且相乘，其乘积(综合权数值)即为海冰灾害风险评估值(R)，即：

R=Ci×Dj(i=1，2，3，4，5；j=1，2，3，4)

(1)

式中：R为评估海区的海冰灾害风险评估值；Ci为不同级别的冰情致灾因子等级权数；Dj为不同级别承灾体的等级权数。

根据冰情与承灾体指标值，按表1至表3以及式(1)计算出的各个评估单元的海冰灾害风险综合评估值(R)见表4和表5。

表4 各评估单元海冰灾害风险综合评估值(县级行政区)

备注：①秦皇岛市区包括山海关区、海港区和北戴河区；②曹妃甸区包括滦南县、唐海县及丰南区；③渤海新区包括黄骅市和海兴县.

表5 各评估单元海冰灾害风险综合评估值(大型港口)

2.4 风险等级划分

目前，我国尚无划分自然灾害风险等级的国家标准。根据国内外最新研究成果，结合河北省海冰灾害风险管理工作现状，本文将海冰灾害风险按照高风险(Ⅰ级)、较高风险(Ⅱ级)、较低风险(Ⅲ级)和低风险(Ⅳ级)4个等级进行划分。具体划分标准见表6。

表6 海冰灾害风险等级划分标准

3 结果与分析

3.1 海冰灾害风险等级划分

将表4和表5所列各个评估单元的风险评估值，按表6给出的划分标准确定各个评估单元的海冰灾害风险等级，结果见表7和表8。

表7 各评估单元风险等级(县级行政区)

表8 各评估单元风险等级(大型港口)

3.2 风险等级调整

由于各个评估单元的承灾体属性以及海冰防灾减灾需求不同，其最终风险等级应结合典型历史灾害状况和防灾减灾的具体要求综合确定。考虑到渤海新区附近海域冰厚，密集度高，且有严重堆积现象，对经济社会活动影响相对较重，因此在县级评估单元中将渤海新区的风险等级Ⅱ级上调为Ⅰ级；由于黄骅港海域海冰密集度较高，港口航道两侧修建有大型防浪堤，航道内的浮冰不易向外海漂移，易出现海冰堆积现象，冰情对来往船只的影响明显。同时，黄骅港不仅是河北省沿海的区域性重要港口，也是我国的主要能源输出港之一，因此将黄骅港的风险等级Ⅲ级上调为Ⅱ级。

3.3 风险等级分布及分析

根据调整后的最终风险等级可知河北省海冰灾害风险等级分布情况。河北省海冰灾害风险等级最高的评估单元分别是渤海新区和秦皇岛港。渤海新区主要受冰情指标较高影响，秦皇岛港则主要与承灾体指标较高有关。

4 结论与讨论

(1)通过建立冰情和承灾体致灾因子指标体系，利用权重分析等方法对海冰灾害风险进行综合评估，并据此对海冰灾害风险进行等级划分，较为科学、合理与可行[9]。

(2) 所得到的区划结果比较真实地揭示了海冰灾害在河北省所辖海域的分布状况，可以满足河北省当前海冰防灾减灾的实际需要，也可为河北省海洋经济建设布局、海洋资源开发、利用及规划等提供依据。

(3)应当指出，将评估单元确定为县级行政区所辖海域，虽然为各类指标值尤其是承灾体指标值的获取提供了便利，但容易出现因各自所辖海域面积和海岸线差别较大而导致的评估结果偏离实际。这种不足应当结合海冰防灾减灾以及典型海冰灾害案例分析等予以适当调整。

[1] 王相玉，袁本坤，商杰，等.渤黄海海冰灾害与防御对策[J].海岸工程，2011，30(4)：46-55.

[2] 白珊，刘钦政，李海，等.渤海的海冰[J].海洋预报，1999，16(3)：1-9.

[3] 孙劭，苏洁，史培军.2010年渤海海冰灾害特征分析[J].自然灾害学报，2011，20(6)：87-93.

[4] 高庆华，马宗晋，张成业，等.自然灾害评估[M].北京：气象出版社，2007：205-207.

[5] 张方俭，费立淑.我国的海冰灾害及其防御[J].海洋通报，1994，13(5):75-83.

[6] 丁德文等.工程海冰学概论[M].北京：海洋出版社，1999：210-213.

[7] 李志军.渤海海冰灾害和人类活动之间的关系[J].海洋预报，2010，27(1):8-12.

[8] 袁本坤，郭可彩，王相玉，等.我国单因子海冰灾害指标体系及海冰灾害等级划分方法初步探讨[J].海洋预报，2013，30(1):65-70.

[9] 袁本坤，曹丛华，江崇波，等.基于致灾因子指标体系的海冰灾害风险评估和区划方法[J].防灾科技学院学报，2015，17(2):8-12.

Study On the Risk Assessment and Zoning of Sea Ice Disaster in Hebei Province

YUAN Benkun，GUO Kecai，SHANG Jie，LI Ge，ZHONG Shan

(North China Sea Marine Forecast Center of State Oceanic Administration, Shandong Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Environment and Disaster Prevention and Mitigation, Qingdao 266061, China)

The risk assessment and zoning of sea ice disaster are helpful to guide the governments to formulate and optimize the decision-making of sea ice disaster prevention and reduction at the frozen sea area ，and to mitigate the loss caused by sea ice disaster to the greatest extent.In this paper，the thickness，concentration and period of sea ice and the all kinds of concentration，scale of all kind of disaster-bearing bodies are selected as assessment index，and the jurisdiction of the sea under Hebei Province coastal county-level administrative region are selected as the basic assessment units，the risk of sea ice disaster in Hebei Province is assessed comprehensively by method of weight analysis.On this basis，the risk of sea ice disaster in Hebei Province is zoned by the actual requirements on disaster prevention and mitigation of sea ice，and the distribution of risk grades is plotted.The results reveal the distribution of risk of sea ice disaster and could provide basis for the risk management of sea ice in Hebei Province.

Hebei Province，Sea ice disaster，Weight analysis，Ice condition，Disaster-bearing body

海洋公益性行业科研专项(201105016).

袁本坤，研究员，研究方向为海冰监测预报及海冰防灾减灾技术，电子信箱：yuanbenkun@163.com

P694

A

1005-9857(2016)01-0117-04