福建臺風災害風險評價與分布圖編制

福建臺風災害風險評價與分布圖編制

風險這個詞沒有統(tǒng)一的定義，但不同風險定義的核心內(nèi)容相似。韋伯字典的定義:風險是“面臨著傷害或損失的可能性”;保險業(yè)的定義:風險是指“危害或損失的可能性”;Wilson等1987年在《Science》上發(fā)表的文章將風險的本質(zhì)描述為不確定性;黃崇福定義風險的核心為“人們不喜歡的事發(fā)生的可能性”或“不利事件發(fā)生的可能性”杜鵬等通過對農(nóng)業(yè)氣象災害風險的研究提出可以用概率密度和方差描述災害風險;黃崇?；谥聻囊蜃雍统袨捏w綜合考慮提出災害風險是超越某強度致災因子發(fā)生概率與承災體易損性的乘積等。綜合上述概念,作者認為臺風災害風險是超越某強度的臺風發(fā)生的可能性與臺風災害承災體脆弱性的綜合。自然災害風險評價是指通過風險分析的手段或觀察外表法,對尚未發(fā)生的自然災害之致災因子強度、受災程度,進行評定和估計,是風險分析技術(shù)在自然災害學中的應用。目前,國內(nèi)外學者都非常關(guān)注自然災害風險評價,也取得較大進展。黃崇福、史培軍等提出了城市災害風險評價的兩極模型,并對城市地震災害進行評價;ZhangJiquan等對洪水災害系統(tǒng)進行評估與區(qū)劃等;部分學者從災害系統(tǒng)角度對自然災害風險評價體系進行探討;對臺風災害風險評價則側(cè)重從大風和暴雨等致災因子進行統(tǒng)計分析與評價?；谝陨戏治?目前對自然災害風險評價主要集中在地震和洪水方面,對臺風災害的評價主要集中在致災因子危險性方面,而且從宏觀角度研究較多。針對具體區(qū)域,把致災因子和承災體結(jié)合起來,對臺風災害進行風險評價未見刊出。福建省地處東南沿海,靠近世界上最大的臺風源地,是臺風災害較嚴重的省份之一。根據(jù)福建省臺風災害數(shù)據(jù)庫資料,近26a平均每年有1.5個臺風登陸福建(含二次登陸),4個臺風影響福建,每年造成近百人死亡和25億元的直接經(jīng)濟損失,臺風災害是福建所有自然災害中危害最大、損失最嚴重的,已經(jīng)嚴重影響福建省經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。由于福建屬于沿海的山地省份,山地面積占90%,境內(nèi)各地經(jīng)濟發(fā)展和人口分布不均,承災體的脆弱性差異很大,對臺風災害災情的影響懸殊;隨著人口的迅速增長和沿海城市的迅速發(fā)展,對資源的開發(fā)力度加大,造成自然環(huán)境破壞嚴重,災情迅速增長。研究福建臺風災害風險分布,對福建經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和最大限度減災防災以及災害區(qū)劃等具有非常重要的意義。本文基于自然災害系統(tǒng)理論,以福建省為研究區(qū),構(gòu)建了臺風災害致災因子危險性與承災體脆弱性評價指標體系與模型,并應用Mapinfo7.0軟件,編制了福建省臺風災害致災因子危險性分布圖和承災體脆弱性分布圖,在此基礎(chǔ)上,重建福建省臺風災害系統(tǒng)風險分布圖,對福建省臺風災害風險分布進行分析,為福建省經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和防災減災政策制定與減災區(qū)劃等提供科學依據(jù)。1數(shù)據(jù)庫字段本文數(shù)據(jù)主要采用福建省氣候影響評價的臺風災害資料和福建省統(tǒng)計年鑒的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù),應用Excel軟件建立了1980-2005年福建省臺風災害數(shù)據(jù)庫和1978-2005年福建省社會經(jīng)濟系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。臺風災害數(shù)據(jù)庫字段包括臺風編號、登陸(影響)時間、強度、風力等級及分布范圍、暴雨等級及分布范圍、人員傷亡、農(nóng)作物受災成災面積、直接經(jīng)濟損失、水利設(shè)施損失、交通通訊等生命線工程損失等;社會經(jīng)濟系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫字段包括人口數(shù)量、人口構(gòu)成、出生率、地區(qū)GDP、工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、財政收支值、城鄉(xiāng)收入消費水平、農(nóng)民人均收入支出值、各類企業(yè)數(shù)及從業(yè)人員和產(chǎn)值、農(nóng)作物播種面積及結(jié)構(gòu)、醫(yī)院、交通、在校教師數(shù)和學生數(shù)等。根據(jù)圖1的技術(shù)流程,構(gòu)建了區(qū)域臺風災害風險評價指標,并應用Mapinfo7.0軟件,編制了福建省臺風災害致災因子危險性指數(shù)圖和承災體脆弱性指數(shù)圖,在此基礎(chǔ)上,重建區(qū)域臺風災害風險分布圖,對區(qū)域臺風災害風險進行分析。2.2確定各要素權(quán)重福建臺風災害承災體脆弱性指標體系的建立體現(xiàn)了綜合分析與主導因素相結(jié)合的原則,同時考慮資料的詳盡程度和易取得性,從社會經(jīng)濟系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取包含人口、經(jīng)濟、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災水平等10個指標作為評價臺風災害承災體脆弱性的指標(表1)。指標權(quán)重的確定主要采用層次分析法(AHP)中的兩兩要素相對重要性的比較法構(gòu)建判斷矩陣,本文作者咨詢15位專家,對所選指標進行重要性排序,構(gòu)建判斷矩陣求算、確定各要素的權(quán)重(表1)。為了消除各指標的量綱差異,對每一個指標值進行歸一化處理。公式為:若與承災體呈正相關(guān)的,直接采用歸一化值;若與承災體呈負相關(guān)的,則采用負歸一化值。臺風災害承災體脆弱性評價是綜合考慮各個因子對總體對象的影響程度,把各個具體指標的優(yōu)劣綜合起來,用一個數(shù)量化指標加以集中表示整個對象的優(yōu)劣的加權(quán)綜合評價法(WCA),用公式表示為式中,Vj為第j縣承災體脆弱性,Wi為第i指標的權(quán)重,Dij為第j縣第i指標的歸一化值。2.3穩(wěn)定性對臺風災害風險的影響基于自然災害系統(tǒng)理論,臺風災害風險性是臺風致災因子危險性、孕災環(huán)境穩(wěn)定性和承災體脆弱性共同作用的結(jié)果,對于特定區(qū)域,孕災環(huán)境的穩(wěn)定性對臺風災害風險的影響可以不考慮。參照文獻,根據(jù)臺風致災因子危險性(分為一般災害頻率和嚴重災害頻率)和承災體脆弱性3個因子對臺風災害風險的影響程度大小,分別賦予權(quán)重0.2,0.3和0.5,并建議了一個較簡單的臺風災害風險評價模型,公式為式中,IRISKj為第j縣臺風災害風險,Yj為第j縣一般災害頻率歸一化值,Zj為第j縣嚴重災害頻率歸一化值,Vj為第j縣臺風災害承災體脆弱性值。3福建臺風災害風險分布分析3.1福建臺風災害重現(xiàn)期根據(jù)概率計算公式(1),采用福建省臺風災害數(shù)據(jù)庫資料,計算了福建省各縣域不同災害等級水平下的概率(表2)。一般災害等級,全省各縣域臺風災害重現(xiàn)期分布特點是:0.4a以下發(fā)生1d·次的有32個縣,0.4～0.8a發(fā)生1d·次的有12縣,0.8～1.5a發(fā)生1d·次的有13縣,1.5～3a發(fā)生1d·次的有10縣,3a以上發(fā)生1d·次的只有3縣。重災等級各縣臺風災害重現(xiàn)期分布是:34個縣3a以上發(fā)生一日次,7個縣1.5～3a發(fā)生1d·次,26縣0.8～1.5a發(fā)生1d·次,只有3個縣0.8a以下發(fā)生1d·次。從表2可以看出,隨著災害等級的降低,發(fā)生臺風災害縣市數(shù)明顯增多,重現(xiàn)期明顯縮短。可見,福建省臺風災害風險是相當高且普遍存在的。為了更直觀表達福建省各縣域臺風災害致災因子危險性空間分布狀況,采用Mapinfo7.0軟件編制了不同災害等級福建臺風災害風險概率分布圖(圖2)。圖2表明:福建臺風災害風險普遍高,但地區(qū)差異明顯。最高值分布在東部沿海,尤其是閩南沿海,閩中南的廈門、泉州與莆田交界處,閩中北的福州與寧德交界處;臺風災害風險最低值分布在閩西北山區(qū)地區(qū),尤其在三明西部和南平西北部縣市,反映了地理位置和地形條件對臺風致災因子的影響。這些地區(qū)應采取預防為主,防抗結(jié)合,預留災害高風險區(qū),與“臺風災害風險共存”的對策,通過提高致災因子的預報水平,提前作好防災預案。3.2沿海沿海地區(qū)采用表1臺風災害承災體脆弱性評價指標和式(2)評價模型,以縣域為單位,選擇2005年臺風災害特別嚴重年份,應用Mapinfo7.0軟件技術(shù),編制了福建臺風災害承災體脆弱性分布圖(圖3)。結(jié)果表明:福建臺風災害承災體脆弱性最高值集中分布在東部沿海的廈門、泉州、福州、莆田和漳州等地,另外還零散分布在閩南沿海的詔安、云霄,閩東北的福鼎和閩中西部的三明等地級市轄區(qū);次高值分布在東部沿海的其他地市和人口相對多經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū);廣大的閩西武夷山區(qū)和閩中戴云山區(qū)臺風災害承災體脆弱性最低。臺風災害承災體脆弱性差異的原因來自人類社會經(jīng)濟發(fā)展水平和防災能力高低兩個方面。東部沿海的廈門、泉州、福州和漳州莆田等地因為地處沿海,交通便利,雖然經(jīng)濟相對發(fā)達,但人口高度集中,人口密度最大,人均土地面積小,促使沿海城市和工礦企業(yè)快速發(fā)展;防御臺風災害工程水平比較薄弱,大多數(shù)河流堤壩的防洪水平只有20～30年一遇,沿海的海堤防潮水平也不高;加上相對獨立的地塊救災時效差等導致臺風災害脆弱性最大。東部沿海其他縣市和地級市由于人口密度相對較大,人地矛盾突出,不合理的土地開發(fā)利用導致資源過度開發(fā)和環(huán)境破壞,經(jīng)濟相對比較發(fā)達,成為福建省臺風災害脆弱性次高值分布區(qū)。而廣大的西北內(nèi)陸地區(qū),由于遠離臺風源地,經(jīng)濟相對薄弱,人口密度較小,山區(qū)森林植被保持良好等原因,臺風災害脆弱性低。針對臺風災害承災體脆弱性的地區(qū)差異性,各地制定防御臺風災害對策應各有側(cè)重。3.3預防臺風災害風險的對策建議根據(jù)致災因子危險性和承災體脆弱性結(jié)果,應用公式(3)模型,采用Mapinfo7.0技術(shù)編制以縣域為單位的福建臺風災害風險分布圖(圖4)。綜合考慮致災因子危險性和承災體脆弱性后的福建臺風災害風險分布有3個特點:第一,臺風災害風險最高值集中分布在閩南沿海的漳州、長泰、龍海和廈門市,閩中的泉州東南部沿海、莆田和福州東南沿海地區(qū),這些地區(qū)靠近臺風源地,臺風致災因子概率高;又是福建省人口最密集,經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū),人地矛盾最突出的地區(qū),導致資源過度開發(fā)和人類向高風險區(qū)移動加大臺風災害風險,應該成為福建省防災減災的重點。主要采取預防為主,預留臺風災害高風險區(qū),建立“與臺風災害風險共存”對策。通過提高臺風災害預報準確性,提前做好臺風防御;制定生態(tài)安全條件下土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,制定區(qū)域臺風災害防御政策,提高人口素質(zhì),降低承災體脆弱性,以減小臺風災害風險。第二,臺風災害風險次高值和次低值主要分布在除高值區(qū)外的東部沿海地區(qū)。這些地區(qū)臺風致災因子強度大;經(jīng)濟又相對比較發(fā)達,人口密度大,人地矛盾突出,加大近海養(yǎng)殖和海洋作業(yè),防災意識和水平較低。應該加強人們的防災意識,提高區(qū)域防災水平,結(jié)合區(qū)域特點制定經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略,降低承災體脆弱性,降低臺風災害風險。第三,臺風災害風險最低值分布在廣大的西北地區(qū)。這些地區(qū)遠離臺風源地,經(jīng)濟比較落后,人口相對較少,但這些地區(qū)大多是山區(qū),臺風暴雨容易引發(fā)山洪暴發(fā)和滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。應該注意加強臺風災害鏈研究,防范臺風次生災害發(fā)生以放大災情。基于區(qū)域臺風災害風險分布,提出不同的防御對策,可為福建省臺風災害防災減災提供科學依據(jù)。4福建區(qū)域臺風災害風險防控對策(1)根據(jù)臺風災害致災因子對災情的貢獻率,構(gòu)建了臺風災害致災因子評價指標和評價模型,對福建省臺風災害致災因子危險性進行分析。福建省臺風災害致災因子危險性高值區(qū)主要分布在東部沿海,尤其集中在閩南沿海、閩中的廈門泉州和莆田交界處以及閩中北的福州與寧德交界處,反映地理位置和地形條件對臺風致災因子的影響。這些地區(qū)應采取預留災害高風險區(qū),與“臺風災害風險”共存的對策,通過提高致災因子的預報水平,提前作好防災預案。(2)根據(jù)綜合分析和主導因素相結(jié)合的原則,構(gòu)建了臺風災害承災體脆弱性評價指標和評價模型,對福建臺風災害脆弱性進行評價。表明承災體脆弱性高值區(qū)集中分布在東部沿海的廈門、泉州、福州、莆田和漳州等地,另外還零散分布在閩南的詔安和云霄、閩東北的福鼎和閩西中部的三明等地,這些地區(qū)應該進行生態(tài)安全條件下的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,通過提高防御臺風災害的能力和人口素質(zhì),降低承災體脆弱性。(3)根據(jù)致災因子危險性和承災體脆弱性對臺風災害風險的貢獻率大小,編制了福建臺風災害風險分布圖。福建臺風災害風險高值區(qū)位于東部沿海的漳州、長泰和龍海,廈門市,泉州東南沿海,莆田市和福州東南沿海,這些地區(qū)應該成為福建省防御臺風災害的重點區(qū)域?；趨^(qū)域臺風災害風險分布,提出不同的防御對策,可為福建省臺風災害防災減災提供科學依據(jù)。(4)由于資料所限和臺風災害成災機制的復雜性,本文僅初步分析了臺風災害致災因子風險概率和個別年份臺風災害承災體脆弱性與風險性,對于福建臺風災害風險區(qū)劃以及有效減災政策制定,還有待進一步研究。2福建臺風災害風險評價指標體系與模型的建設(shè)2.1確定臺風一般災害等級臺風災害致災因子危險性評價指標的建立是根據(jù)臺風致災因子對災情的貢獻率大小,同時考慮資料的詳盡程度和易取得性,從福建省臺風災害數(shù)據(jù)庫中提取受臺風影響出現(xiàn)風力8級以上各縣日次、日降水量50