汕头市潮南区洪涝灾害风险区划研究

王 航，钟丹秀，朱 筠

（1.韩山师范学院 旅游管理与烹饪学院，广东 潮州 521041；2.河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475000）

汕头市潮南区洪涝灾害风险区划研究

王 航1,2，钟丹秀1，朱 筠2

（1.韩山师范学院 旅游管理与烹饪学院，广东 潮州 521041；2.河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475000）

以区域系统灾害论为理论基础，综合考虑生态环境和人类经济活动因素，采用层次分析法确定评价指标，构建评价模型。运用GIS技术和空间统计方法，对汕头市潮南区进行致灾因子危险性﹑孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性分析，得到潮南区洪涝灾害区划图和潮南区各乡﹑村风险指数表。结果表明，陈店镇﹑雷岭镇和井都镇洪涝风险系数最大，风险区域呈块状和条状分布，受河网和地形因素影响较大；中度风险区域多零星分布于次级风险区域内，受人口影响明显。通过实地验证可知，风险区划结果与灾情分布基本吻合。另外，细化到村级的风险系数表，也可为实施村级灾害治理提供参考依据。

GIS技术；洪涝灾害；汕头市

在全球变暖影响下，各种极端天气频发，气象灾害造成的损失和影响呈明显上升趋势[1]。据统计，在全球各类自然灾害所造成的损失中，洪涝灾害占据了40%[2]。在中国，每年平均要发生12次范围较大的强降水天气过程，最高年份达18次（1998年），由此引发的洪涝灾害平均每年为5.8次。仅2015年1～8月，已有29省（区﹑市）1 810个县5 932万人遭受洪涝灾害[3]。目前，国内外在大尺度洪涝灾害形成机理﹑评价指标体系构建﹑灾害风险区划等方面的研究均取得了一定成就[4-9]，但鲜有区县﹑乡镇级别的洪涝灾害研究成果。近年来普遍发生的中小型洪涝灾害，其孕灾环境多为区县﹑乡镇地貌单元复杂区域，灾害诱因多具有区域典型性，灾害区划和风险管理仍是困扰灾害治理的难题。因此，有必要进行小尺度的洪涝灾害风险区划研究。

本文在分析洪涝灾害发生﹑发展规律的基础上，充分考虑了人类活动规律，以村为评价单元，利用GIS技术和综合指数方法对灾害指标进行量化处理与评价，得到研究区洪涝灾害风险区划图和村级风险指数表。细化到村级的洪涝风险评价方法，一方面便于探讨与发现灾害前期演变机理；另一方面有利于决策人员从微观尺度上把握洪涝灾害防治工作，便于把灾害风险区划工作落到实处，提升洪涝灾害防治工作的执行力度。

1 区域概况

汕头市潮南区是广东省汕头市西南部的一个城区，西接普宁市，多台地与阶地；南部为大南山，多为高丘与坡地；北部练江自西向东横亘全境，形成练江平原；东部为南海，自东向东南由海积平原渐变为海边陡崖。整体地势北低南高，海洋性气候明显，降雨多而集中，年均降雨量超过1 700 mm，每年4～9月雨量占全年雨量的78%～83%。辖区内有峡山街道﹑陈店镇﹑司马浦镇等11个镇。以陈沙公路为界，路北为练江平原区，聚集着潮南区87.5%的人口，人口密度最高的峡山街道达到5 651人/km2；路南为大南山区，人口稀疏。潮南区经济增长主要以密集型加工业为主，产值占全区GDP的60.1%。

2 数据来源及技术路线

2.1 评价指标选择和权重确立

区域灾害系统论认为：灾害是社会与自然综合作用的产物，区域灾害系统是由致灾因子﹑孕灾环境和承灾体共同组成的地球表层异变系统，灾情是这个系统中各个子系统相互作用的结果[4]。洪涝灾害的诱因很多，对潮南区而言，暴雨洪涝最常见﹑且威胁最大。暴雨洪涝的形成过程划分为产流和汇流两个部分，产流通过径流分布得以体现，汇流则主要取决于河网密度和地形特征。孕灾环境的敏感性和承灾体的脆弱性也是灾害发生﹑发展的重要因素，并与人类经济活动密切相关。在总结前人研究成果和现场取证的基础上，本文以降水﹑河网等一级和二级指标要素构建了洪涝灾害风险评价模型（见表1）。评价指标确定后，采用层次分析法获得权重值。

表1 风险评价指标选取与权重表

2.2 数据来源及处理

本文所用气象数据主要来源于广东省水利厅汛情发布系统，人口及经济数据来源于潮南区统计年鉴，ASTER DEM数据和影像数据源自地球科学数据共享平台。其中，气象数据采用2012年8月～2014年12月潮南区区内及周边11个水文站29个月的日降雨数据﹑3 h内降雨量大于50 mm的降雨频度数据；地图基础信息为以粤S（2012）051号为底图矢量化所得。

借助遥感影像处理平台Erdas 2014，对2014年12 月的ETM+影像进行解译与分类；再运用GIS的空间数据管理和空间分析功能，进行洪涝灾害影响因子数据的编辑与处理；最后采用综合指标法构建风险评价模型。

式中，H为综合危险性指数；Hi为各影响因子的危险性指数；Wi为各影响因子的权重；n为影响因子的类别数。

3 风险性评价

3.1 致灾因子危险性评价

汕头市潮南区每年4～9月会受到约3.5个热带风暴影响，该时期降雨量占全年的82%以上。据以往资料显示，强降水和持续降水是造成洪涝灾害的主要诱因。选取11个水文站29个月的降雨总量作为各站点总降雨强度。另外，3 h内降雨量大于50 mm属于中国暴雨橙色预警信号第三级别，在广东属第 二 级别，故以11个站点29个月中每3 h内降雨量大于50 mm为1次，依次累加获得降雨频度数据。根据两个指标创建空间数据库，运用Kriging插值法生成10 m×10 m栅格数据，经标准化处理后，得到降雨强度图和降雨频度图（图1﹑2）。根据表1权重指标，依照综合指标思路，对两幅图进行空间叠合分析，得到致灾因子危险性区划图（图3）。

由图1可知，潮南区各镇降雨强度在空间上呈显著的递变规律，以雷岭镇为中心向内陆辐射递减。降雨频度的分布规律基本与图1一致，值得注意的是，在两英镇处有一明显凸出，降雨频度陡增，该现象为受两英镇秋风水库影响所致。从图3可知，致灾因子的危险性大致表现为由南向北递减﹑由沿海向内陆递减。雷岭镇危险性最大，峡山街道危险性最低。通过查阅历年汕头地质灾害资料和对比引起汕头潮南区洪涝灾害的台风“海贝思”﹑“尤特”相关材料，可验证图3的正确性。

图1 降雨强度图

图2 降雨频度图

图3 致灾因子危险性区划图

3.2 孕灾环境敏感性评价

3.2.1 地形影响度

地形因子对洪涝灾害的影响主要通过海拔和地形起伏度两个指标来反映。海拔用高程值表示；地形起伏度用高程标准差表示，高程标准差越小，地形起伏度就越小，对洪涝灾害的影响就越大（图4）。

图4 地形起伏度图

图5 地势图

潮南区的地势表现为南高北低（图5），南部为山地，系大南山一支，延伸至南海。地质构造属燕山运动以来的深度断裂带，至今仍在活动。潮南区南部除雷岭镇（中心区域）外，其他区域地势都处于40 m以上，成为潮南区的主要产流地。练江西北部为低矮山地，东南部为海岸陡崖，使得练江中下游平原形成类似U 型的谷地，成为潮南区的主要汇流区。实地测量发现，练江中游司马浦和峡山（除峡山塔外）沿岸的海拔为0～-9 m，下游井都沿岸海拔为-5 m，出海口海拔仅为-3 m，河道流经地区地势高于河流入海口，是造成雨涝灾害的直接原因。

3.2.2 径流影响度

径流是指在重力作用下沿着地表或地下流动的水流。地表径流又分河槽流和坡面流两种。降雨落到地面时经过植物截留﹑下渗﹑填洼和蒸发后，剩下的雨水就沿着地表坡面向低处流下，形成坡面流；而植物截留﹑下渗与地表的土地利用类型有关。河槽流则与河网水域有关，故径流因素选取河网水域和地表土地利用类型进行分析。

根据潮南区土地利用类型图，以湿润土壤曲线系数CN[10]为参考值（表2），结合区域河网水系，得到水系影响度图（图6）。对图6和土地利用类型影响图进行地图代数计算，得到孕灾环境敏感性区划图（图7）。

表2 土地利用类型CN系数分级

图6 水系影响度图

图7 孕灾环境敏感性区划图

3.2.3 孕灾环境敏感性

潮南区中部及雷岭河流域，建国以来修建有19座水库，主要用于潮南区及周边淡水供给和蓄洪，经实地调查已有11座水库干枯，剩下的8座也因管理缺失，多处崩堤，因此仙城﹑两英﹑成田﹑红场4镇水库所在区域均为孕灾环境敏感性较大的地区。实地调查发现，由于平原区人口密集，经济活动频繁，生活﹑生产垃圾堆入河道岸边，导致河泊水体富营养化严重，常年浮生植被茂密；同时高度密集的城镇及人类工程建设，造成许多人工边坡，水土流失严重。每年汛期，河网排水不畅﹑泄洪口阻塞等情况经常发生。由图7可知，沿练江的6个镇土地利用类型多以水田﹑建设用地为主。因水田土壤水分饱和度较高，下渗能力差，所以水田的敏感性较大；而建设用地的地表为水泥地，雨水不易下渗，容易形成积渍。其他乡镇也因水库﹑坑塘等原因，孕灾环境敏感性强。

3.3 承灾体脆弱性评价

致灾因子危险性和孕灾环境敏感性反映了洪涝灾害可能造成的危害大小和空间分布状况，而实际造成的危害还与承灾体的承受能力有关。洪涝灾害造成的损失度取决于当地经济价值的密集程度[11]。同样的洪涝灾害，在人口密集﹑经济发达地区造成的伤害远远高于人烟稀少﹑经济落后的地区。本文选用人口密度和每km2的GDP定量表示承灾体的脆弱性。

图8 承灾体脆弱性图

由图8可知，峡山街道和陈店镇的脆弱性最高，其次是两英﹑司马浦和胪岗3个镇。峡山街道和陈店镇地少人稠，人口密度和地均GDP均分别居潮南区的第一﹑二名，是潮南区的经济重镇（街道），密集型企业多，劳务人口多。南部的红场镇﹑雷岭镇和成田镇均属地广人稀的山区，基本以第一产业为主。

4 风险性评价

对洪涝灾害致灾因子危险性﹑孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性进行地图代数计算，得到潮南区洪涝灾害风险区划图（图9）；并统计了潮南区各乡镇﹑行政村的洪涝灾害风险指数（表3），风险指数越大，风险性越高。

图9 洪涝灾害风险区划图

从图9﹑表3可以看出：雷岭镇﹑井都镇﹑陈店镇和陇田镇的部分地区危险指数最高。雷岭镇以双溪为中心的15个村风险性最高。这15个村是雷岭镇地势相对较低的区域，与雷岭峰的落差达到515 m，同时又是雷岭河3条支流的交汇地，即为产流﹑汇流交叉地带，暴雨洪涝时易造成较大灾害。由图9可知，雷岭河流域最危险的区域呈带状分布，该分布与15个村的条状分布格局相吻合。

表3 潮南区各乡镇洪涝灾害风险指数表

井都镇所有村落都位于风险性最高的3个级别里。这与井都镇靠近海边﹑地势低洼（全镇海拔基本处于1 m以下）相关。暴雨时练江1 346.6 km2的集水区汇向这唯一的入海口，易因排水不畅和海水倒灌形成洪涝。陇田镇东部邻接井都镇危险性较高的8个村，也极易受井都镇灾情影响。因此，井都镇产生洪涝的原因主要在于入海口瘀积，河道排水不畅。

陈店镇除了沟湖﹑福潭和三合3个村外，其他村都处于风险性最高的3个级别里。陈店镇因地势低﹑水网密集﹑人口密度大而导致综合风险性较大。司马浦镇﹑峡山街道北部和两英镇西南部主要因河网水域多而导致风险性较大。司马浦镇和峡山街道北部为练江及其分支，地势低平﹑河道曲折﹑湖泊密集。两英镇东部为两英溪与秋风岭水库，水量大﹑水流急；两英溪是练江最大的支流；秋风岭水库是潮南区最大的水库，也是调控两英溪流量的主要水库，若雨量过大，易给两英溪下游带来较大的危害。

红场镇的风险性最低，风险指数为3.849～5.126。红场镇是一个纯农业山区镇，海拔高﹑河网密度低﹑植被覆盖率高，丰富的植被分布能调节径流﹑涵养水源，在一定程度上还能削弱洪峰，延缓洪峰的到来，为下游洪水的排泄争取更多的时间。

综上所述，通过图9可以发现，潮南区洪涝灾害危险级别最高的区域在陈店镇﹑峡山街道﹑两英镇和陇田镇，呈块状分布并沿块状中心呈辐射状，危险等级依次降低。究其原因，风险性最高的块状区域多为水库﹑人口聚集区，致灾能力强而承灾能力弱，加剧了洪涝风险暴发的可能性。另外，风险级别最高区域在井都﹑雷岭两镇呈明显的带状分布，在司马浦镇也存在较小的带状分布，这种空间分布表明该区域受地表径流影响严重，而河道在产流﹑排水方面功能弱化，使得孕灾因子指数增大。通过实地调查发现，河道两岸因地势相对平缓，成为人类活动集聚地，同时产生的垃圾也成为阻碍河流排水﹑泄洪的不利因素。

5 结 语

本文运用区域灾害系统理论，借助GIS和RS技术，进行了致灾因子﹑孕灾环境和承灾体3部分的计算，得到潮南区洪涝灾害风险区划图和潮南区各村风险指数表；并通过实地调查与取证研究证实，风险区划图能真实客观地反映潮南区洪涝灾害现状。细化到村级的风险评价，在灾害区划评价方面尚属新的尝试。以村为评价单元的风险区划为进一步实施“谁受益﹑谁出资﹑多受益﹑多出资”的多级防灾减灾方案，提供了一定的技术支撑和参考依据。

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P208

B

1672-4623（2017）09-0049-05

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.016

2016-05-12。

项目来源：国家自然科学基金资助项目（31470021）；河南省生态环境保护工作中遥感解译与应用资助项目；潮州市科技支撑资助项目；韩山师范学院青年资助项目（LQ201303）。

王航，博士研究生，研究方向为遥感生态应用。