基于GIS技术的会东县暴雨洪涝灾害风险区划

李平兰+杨雯+蔡自勇

摘要 利用会东县及周边县的历史气象资料，综合会东县自然、社会、经济与防灾减灾具体情况，对会东县的暴雨洪涝灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承载体易损性和防灾减灾能力等因子建立相关指标，利用加权综合评价与GIS自然断点法，得到会东县暴雨洪涝灾害风险区划图。结果表明，暴雨洪涝灾害风险等级呈东—西向分布，最高和次高风险区基本集中在会东县的西部乡镇；此外，堵格镇、铁柳镇、大崇镇和铅锌镇的西部地区灾害风险等级也较高；中部、东南部地势较高的乡镇和东部地区灾害风险等级均较低；其余乡镇的暴雨洪涝灾害风险等级介于高、低值之间。

关键词 暴雨洪涝；风险区划；GIS；四川会东

中图分类号 P426.616 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）02-0231-03

Risk Zoning of Rainstorm and Flood Disaster Based on GIS in Huidong County

LI Ping-lan 1 YANG Wen 2 CAI Zi-yong 1

（1 Huidong Meteorological Bureau in Sichuan Province，Huidong Sichuan 615200； 2 Ziyang Meteorological Bureau）

Abstract Based on the historical meteorological data in Huidong County and surrounding counties，combined with the natural，social，economic，disaster prevention and mitigation conditions，the relative index had been established for the risk of disasters-causing factors，the sensitivity of disaster-pregnant enviroment，the vulnerability of disaster body and the ability of disaster prevention and reduction.Then the risk zoning map of rainstorm and flood disaster had been got by using weighting comprehensive evaluation and GIS Natural Breaks. The results showed that the level of rainstorm and flood disaster risk was east-west distribution.The highest and second highest risk areas were mostly concentrated in the western townships of Huidong County. Moreover，there was a higher disaster risk level in the west of Duge Town，Tieliu Town，Dachong Town and Qianxin Town；there was a lower disaster risk level in the east and the townships with higher elevations in the central and south-east.The rainstorm and flood disaster risk level of other townships was between high and low values.

Key words rainstorm and flood；risk zoning；GIS；Huidong Sichuan

气象灾害造成的损失占所有自然灾害总损失的70% 以上，避免或减轻气象灾害造成的影响和损失是我国自然灾害研究的重要任务，因而迫切需要进行风险评价与区划[1]。风险分析日益成为灾害预测、损失评估和减灾决策的重要组成部分，对资源的开发与利用、灾害的防御与治理、减灾规划与措施的制定等具有重要意义。

会东县地处四川省凉山彝族自治州南端，属中亚热带季风气候区，雨热同季，雨量充沛，暴雨发生频繁，其特殊的地形地貌条件极易诱发小流域洪涝及滑坡、泥石流等地质灾害。暴雨洪涝灾害作为会东发生频率较高、危害最严重的气象灾害之一，严重威胁着国民经济以及人民的生命财产安全[2-3]。

本文以会东县为研究对象，利用会东县及周边县的历史气象资料，结合GIS空间分析和自然灾害风险指数评估方法，建立暴雨洪涝灾害风险相关指标，通过加权综合评价和GIS自然断点法绘制会东县暴雨洪涝灾害风险区划图，以期提高气象服务水平以及防灾减灾能力。

1 资料与方法

1.1 数据资料

1.1.1 气象资料。本文利用1961—2014年会东县及其周边地区（包括会理县、米易县、盐边县、宁南县、武定县、禄劝县、东川区、会泽县和巧家县等）10个站点的逐日降水等数据。

1.1.2 灾情资料。1984—2010年会东县暴雨洪涝灾情普查数据，包括受灾面积、受灾人口、直接经济损失等。

1.1.3 社会经济资料。选用以乡（镇）为单位的会东县行政区农村人口、农村居民人均纯收入、农业生产总值、土地面积、农作物播种面积、耕地面积、化肥施用量、旱澇保收面积、森林覆盖率等数据。

1.1.4 基础地理信息资料。会东县1∶50 000 GIS数据中的DEM和水系数据。endprint

1.2 研究方法

结合GIS空间分析和自然灾害风险指数评估方法[4]，建立暴雨洪涝灾害风险相关指标[5]，通过加权综合评价和GIS自然断点法绘制会东县暴雨洪涝灾害风险区划图，对会东县气象灾害风险进行分析和评价[6]。

暴雨洪涝灾害风险函数由致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾抗灾能力4个因子共同决定。暴雨洪涝灾害风险函数值越大，灾害风险越高；反之，灾害风险函数值越小，灾害风险越低[7]。

2 暴雨洪涝灾害风险分析及区划

2.1 致灾因子危险性

暴雨频次和暴雨过程决定了暴雨洪涝灾害致灾因子危险性，以连续降水日数划分为1个过程，且降水过程中至少有1 d降水量≥50 mm，累加过程降水量[8]。首先统计1961—2014年会东县及其周边10站1、2、3、……10 d（含10 d以上）暴雨过程降水量，以所有台站的过程降水量作为1个序列，建立10个不同时间长度的降水过程序列，通过计算60%、80%、90%、95%、98%降水量值初步确定临界致灾雨量，将60%～80%、80%～90%、90%～95%、95%～98%、≥98%对应的降水量分别划分为1、2、3、4、5级，统计不同时间长度的各级暴雨强度次数[8]。将1、2、3、4、5级暴雨分别赋予1/15、2/15、3/15、4/15、5/15的权重并进行归一化处理，之后利用GIS自然断点分级法将致灾因子危险性指数划分为低危险区、次低危险区、中等危险区、次高危险区、高危险区5个等级（图1）。

2.2 孕灾环境敏感性

根据会东县暴雨洪涝的形成背景与机理，确定地形（高程和地形变化）和水系为暴雨洪涝灾害孕灾环境的影响因子[9-10]。根据会东县具体的地形地貌特征，得出地形高程及高程标准差的组合赋值（表1）。地势越低，地形变化越小，越不利于洪水的排泄，因而综合地形因子的影响值越大，则易形成洪涝灾害[11]。同时，在会东县1∶50 000 GIS数据中，采用100 m×100 m的网格计算河网密度并进行规范化处理得到会东县河网密度图，河流分布越密集，则越容易遭受洪涝灾害。

通过综合分析考虑并结合多方意见，对地形和水系分别赋予0.6、0.4的权重，利用GIS自然断点分级法将孕灾环境敏感性指数划分为低敏感区、次低敏感区、中敏感区、次高敏感区、高敏感区5个等级（图2）。

2.3 承灾体易损性

人口密度、经济状况、耕种方式等社会环境因素将直接影响暴雨洪涝灾害造成的损失，人口越密集、经济越发达则遭受的潜在灾害损失就越大[12-13]。根据会东县社会经济资料，选取农村居民纯收入、耕地面积、地均农业GDP 3个因素作为易损性评价指标。由于各因素对承灾体的易损性的影响程度不同，综合分析并结合专家打分法，对受农村居民纯收入、耕地面积、地均农业GDP分别赋予0.3、0.3、0.4的权重，利用GIS自然断点分级法将综合承灾体易损性指数划分为低易损性区、次低易损性区、中等易损性区、次高易损性区、高易损性区5个等级（图3）。

2.4 防灾抗灾能力

根据会东县防灾减灾的实际情况，确定农业人口密度、地方农业支出、人均农业GDP为防灾减灾因子并对其进行规范化，综合分析后对农业人口密度、地方农业支出、人均农业GDP 3个抗灾因素分别赋予0.2、0.3、0.5的权重，利用GIS自然断点分级法将防灾减灾能力指数划分为低抗灾能力区、次低抗灾能力区、中等抗灾能力区、次高抗灾能力区、高抗灾能力区5个等级（图4）。

2.5 暴雨洪涝灾害风险

定量分析评价孕灾环境敏感性、致灾因子危险性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个因子，得到会东县暴雨洪涝风险区划权重（图5），根据暴雨洪涝灾害风险指数公式计算暴雨洪涝灾害风险指数[14-15]。

FDRI=（VEwe）（VHwh）（VSws）（10-VR）wr

式中，FDRI为暴雨洪涝灾害风险指数，VE为孕灾环境的敏感性，VH为致灾因子的危险性，VS为承灾体的易损性，VR为防灾减灾能力，we、wh、ws、wr分别为各评价因子的权重[16]。

综合考虑气候、国土、水利、农业等多方面因素[17-18]，对灾害危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性及防灾减灾能力分别赋予权重0.4、0.4、0.1、0.1的权重，计算各地暴雨洪涝灾害风险指数，利用GIS中自然断点分级法将暴雨洪涝风险指数划分为低风险区、次低风险区、中等风险区、次高风险区、高风险区（图6）。

3 结论

本文以会东县为研究对象，利用会东县和周边县的历史气象资料以及自然、社会、经济与防灾减灾资料，利用GIS技术，综合分析评价致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾抗灾能力对暴雨洪涝灾害风险的影响，计算暴雨洪涝灾害风险指数并绘制会东县暴雨洪涝灾害风险区划图，得到如下结论。

（1）从致灾因子危险性来看，会东县暴雨洪涝灾害风险性呈明显的东—西向分布特征，由东至西风险逐渐增强。低危险区主要位于县东部、东北部地区，包括大崇镇、松坪镇、野牛坪镇、鲁吉镇东北部、溜姑乡东部、满银沟镇东部、老君滩乡东南部以及淌塘镇和乌东德镇的东部边缘地带；次低危险区位于江西街乡东北部；鲁吉镇西部、铅锌镇东部、满银沟镇中部、老君滩乡西部、淌塘镇西部和乌东德镇中部；鲹鱼河镇、小坝乡和姜州镇为暴雨洪涝灾害的高危险区；其余乡镇介于中间。

（2）从孕灾环境敏感性来看，在流经境内的金沙江流域、县境西部的鲹鱼河、小坝河流域以及东北部的大桥河流域集中了会东暴雨洪涝灾害孕灾环境的高敏感区和次高敏感区；区境内地势较高的鲁昆、鲁南、大黑山脉所处大部分地区均为孕灾环境的低敏感区和次低敏感区。

（3）从承灾体易损性来看，高易损区主要分布在县境的西北部地区，县境南部、东部区域的易损性则较低。其中，铅锌镇和鲹鱼河镇为暴雨洪涝灾害承灾体高易损区；此外，大崇镇、堵格镇、姜州镇和乌东德镇为承災体的次高易损区；而江西街乡、小坝乡、拉马乡、野租乡、铁柳镇、溜姑乡、松坪镇和野牛坪乡为承灾体的最低易损区；其他乡镇的易损情况介于高、低易损区之间。endprint

（4）从暴雨洪涝灾害防灾减灾能力来看，会东县中北部和西部地区的防灾减灾能力较强，东部乡镇的防灾减灾能力较差。鲹鱼河镇、拉马乡和铅锌镇的防灾减灾能力最强；其次为小坝乡、姜州镇、铁柳镇和淌塘镇；而位于东北部的大崇镇、鲁吉镇和位于东南部的老君滩乡防灾减灾能力最弱。

（5）会东县暴雨洪涝灾害风险等级呈东—西向分布，最高和次高风险区基本集中在会东县的西部乡镇，而东部地区风险等级则较低。其中西部地势较低、河流较多的鲹鱼河镇、小坝镇、姜州镇和嘎吉镇均为暴雨洪涝灾害的高风险区；此外，堵格镇、铁柳镇、大崇镇和铅锌镇的西部地区灾害风险等级也较高；而县境内中部、东南部地势较高的乡镇灾害风险等级均较低，包括野租乡、满银沟镇、老君滩乡、淌塘镇、野牛坪乡、松坪镇和溜姑乡等乡镇；其余乡镇的暴雨洪涝灾害风险等级介于高、低值之间。

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