气候变暖背景下东南地区暴雨洪涝灾害风险变化

基于中国东南地区9省(区)1972—2013年的暴雨洪涝灾情资料,采用灰色关联法、正态信息扩散法,分别构建了基于受灾面积比重和成灾面积比重的暴雨洪涝灾害相对灾情指数及其风险估算模型,分析了气候变暖前(1972—1992年)、后(1993—2013年)东南地区暴雨洪涝灾害的风险变化。结果表明:东南地区暴雨洪涝灾害在20世纪80年代有较大范围的突变性增加,较东南地区变暖突变时段(1993年)有所提前;20世纪90年代,各省均先后出现了暴雨洪涝灾害相对灾情指数最大值;东南地区各省在变暖后大体上发生大灾和中灾的概率有所增加,出现小灾和微灾的概率有所变小,总体来看仍以中灾发生最为频繁,基本为不到2年一遇;除江苏外,东南地区其他省份变暖后大灾及以上级别暴雨洪涝灾害发生频率为变暖前的2~8倍,以广西增幅最大;在考虑了东南地区热带气旋带来的暴雨洪涝灾害影响后,变暖背景下各省的相对灾情风险指数除江苏减小7%外,其他均增大;增幅最大的是广西,达21%,变暖前后的高风险中心由原来的广东变为广西。     

中国中东部地区暴雨气候及其农业灾情的风险评估

利用中国中东部292个站点1961-2008年的暴雨气候资料和各省的农业灾情资料,采用主成分分析、软直方图估计、灰色关联法、正态信息扩散等方法,分别构建了暴雨气候指数、农业相对灾情指数及其风险估算模型,对中国中东部地区暴雨气候及其农业灾情的风险进行了研究.结果表明:中国中东部地区的暴雨气候风险,由南向北逐渐减少,高值区位于海南和广东、广西的沿海地区,其次是广西和广东的中北部,江淮地区的湖北、安徽、江西以及湘赣地区的湖南,低值区主要位于除辽宁沿海区域外的东北地区以及华北北部的河北和山西;农业相对灾情风险的高值区位于江淮地区的安徽、湖北,湘赣地区的湖南,东南沿海的广东,低值区是华北地区的河北、河南,东北地区的辽宁;除广东省外,各代表省的暴雨气候指数与农业相对灾情指数的相关系数均达到0.6以上(P＜0.Ol).经多年实际农业灾情验证,暴雨气候指数和农业相对灾情指数能较好地评估实际暴雨的强度及其对农业的影响.     

吉林省农业气象干旱灾害的风险分析及区划

利用1961-2010年吉林省50个站气候观测资料、1981-2010年干旱灾情和农业经济资料,基于灾害风险系统分析理论、农田水分平衡法和综合灾害风险指数法,在分析干旱对吉林省农业影响致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防旱减灾能力的基础上,应用加权综合法得到不同单元的综合风险度指数;基于GIS技术,开展了干旱对吉林省农业影响的风险区划.结果表明:致灾因子危险性的高值区分布在西部的白城和松原大部分地区,孕灾环境敏感性的高值区分布在白城地区、松原地区、四平地区北部和通化地区南部,承灾体脆弱性的高值区主要分布在经济较发达的松原大部分地区、长春大部分地区、四平地区等,防旱减灾能力的高值区分布在松原、长春、四平、吉林和通化市区及其周边地区.考虑各因子的综合风险度,干旱对吉林省农业影响的风险可分为高风险、次高风险、中等风险、次低风险和低风险5个等级,其中,高、次高风险主要分布在吉林省中西部的白城、松原、长春和四平地区.     

浙江省热带气旋灾损和等级评估

利用2004-2008年浙江省各县的热带气旋灾情资料和同期社会经济数据,通过订正的转化函数建立区域对比度较好的相对受灾人口、相对受灾面积、倒塌房屋和相对直接经济损失指标值,用多项式拟合的客观分析方法建立各指标相对损失值与致灾因子(过程雨量、暴雨日数、大暴雨日数、日最大雨量、极大风速、最大风速、极大风速≥8 m·s-1的天数、最大风速≥18 m·s-1的天数等)的灾情评估模型;运用灰度聚类分析和专家定权相结合的方法,对热带气旋灾害指标进行灾情精细化定级.在此基础上,对2009年影响浙江省的"莫拉克"热带气旋进行灾情损失评估和等级划分.结果表明:根据各单指标灾情模型计算的受灾面积指数、受灾人口指数、房屋倒塌指数和直接经济损失指数与实际值的相关系数分别达到0.70、0.63、0.75和0.54,基本能反映因致灾因子造成各方面的灾损等级分布."莫拉克"综合灾情评估结果较准确反映了热带气旋影响期间不同县域的空间分布特点;但受其他因素(孕灾环境、易损性、抗灾能力等)的影响,拟合灾情值存在轻灾高估、重灾低估的现象.     

基于土地利用变化情景的城市暴雨洪涝灾害风险评估——以深圳市茅洲河流域为例

近年来频发的暴雨洪涝成为威胁城市可持续发展的主要灾害类型,而土地利用变化改变了区域原有的景观结构和水文过程,是城市暴雨洪涝灾害风险加剧的重要诱因,定量探讨土地利用变化对暴雨洪涝灾害及其风险影响具有重要意义。以深圳市茅洲河流域为例,基于CLUE-S模型、SCS模型及等体积淹没算法等,对12种暴雨洪涝致灾-土地利用承灾情景下的城市暴雨洪涝灾害风险进行定量模拟。研究结果显示,相同土地利用空间格局下城市暴雨洪涝灾害随暴雨致灾危险性增加风险加剧显著;在同等致灾危险性水平下随建设用地面积增加,中等风险和高风险区面积均呈现较为明显的增加趋势,中、高风险区面积与建设用地面积的增加率表现出较高的协同变化特征;以50年遇危险性水平为例,随着建设用地面积由基期的15368.85hm~2增加至近期16076.07hm~2和远期16750.89hm~2,高风险区面积由254.07hm~2增加至276.48hm~2和286.2hm~2。由此可见,尽管暴雨强度的增加是城市暴雨洪涝灾害风险加剧的根本诱因,但是以建设用地面积增加为表征的土地利用变化对暴雨洪涝灾害风险的影响不容忽视。     

基于生育时段的湖南省早稻洪涝等级指标及时空变化特征

研究早稻洪涝气象指标对实时开展区域早稻洪涝灾害监测预警与评估具有现实意义。本文以湖南省早稻为研究对象,利用湖南省68个气象站点1961—2010年逐日气象资料、早稻灾情史料,以及早稻生育期资料,筛选基于水稻生育时段、洪涝等级、过程降水量的洪涝灾害样本385个,得到早稻移栽-拔节期、孕穗-抽穗期、乳熟-成熟期的轻、中、重度灾害样本集合9组。采用K-S检验法和学生氏t-分布置信区间方法界定早稻不同生育时段、不同等级洪涝灾害的过程降水量指标阈值,构建基于生育时段的湖南早稻洪涝等级指标,进行独立样本验证。依据建立的洪涝等级指标和Arc GIS技术,分析1961—2010年湖南早稻各生育时段洪涝的时空分布特征。结果表明:各生育时段轻度、中度、重度洪涝下限阈值分别为移栽-拔节期,129、154、241 mm;孕穗-抽穗期,135、170、260 mm;乳熟-成熟期,145、190、295 mm。指标验证结果与历史记录有较好的一致性;1961年以来湖南早稻总洪涝次数总体呈现增加趋势,重度洪涝主要发生在岳阳北部和郴州南部地区;移栽-拔节期洪涝主要发生在湘东及湘南地区,孕穗-抽穗期洪涝主要位于湘东与湘中地区,乳熟-成熟期洪涝主要位于湘东北和湘中以北地区;20世纪90年代是湖南近50年早稻洪涝灾害最为严重的年代,全生育期间均有高频次、高强度的洪涝发生;2000年后早稻在移栽-拔节期和孕穗-抽穗期洪涝主发区有所变化,前者增加了湘中部地区,后者增加了湘中东部至南部地区。     

海南瓜菜春季干旱风险分析与区划

利用海南省18个站点1998—2011年的逐日气象资料、冬种瓜菜的产量和面积资料,基于3—4月降水量、无雨日数、连续无雨日数、最长连续无雨日数对春季干旱的综合影响,采用主成分分析法构建春季干旱综合指数,建立春季干旱等级指标。通过减产率分离得到春季干旱导致的瓜菜(西瓜Citrullus lanatus、豇豆Vigna unguiculata、辣椒Capsicum annuum、丝瓜Luffa cylindrica)灾损,综合考虑致灾、孕灾、灾损、防灾能力进行瓜菜春季干旱灾害的综合风险分析与区划。结果表明:瓜菜春季干旱致灾风险指数呈现东西高、中间低的分布,且不同春季干旱等级风险概率分布存在着明显的地区差异;春季干旱孕灾环境指数以海南中部的五指山为中心向四周逐渐减小;4种瓜菜的灾损风险和防灾能力分布地域差异显著;集成致灾、孕灾、灾损、防灾能力得到的干旱综合风险,4种瓜菜的高风险区均主要分布在海南的西部和南部部分地区,低风险区在海南的中部和东部部分地区。     

华南地区晚稻洪涝灾害风险评估

运用洪涝灾害风险度评估模型对华南地区晚稻生产和生育期的洪涝灾害风险度及其时空差异进行了评价和预测。结果表明:华南地区晚稻洪涝风险度分布大致呈东南向西北递减的特点,东南沿海地区风险度最高,中部地区居中,而桂北地区则最低,其中东南沿海地区风险度是桂北地区的1.4~2倍;从生育期来看,播种至拔节期的降水致灾效应在增加,这主要是受华南后汛期热带气旋降水强度增加的影响,而拔节至成熟期则在减少,但总体上近30年来华南地区晚稻洪涝风险度有逐渐减少的趋势,风险度的变化过程在20世纪90年代末期有明显的突变现象,此后风险度下降最为显著,下降速度达0.277 10 a-1;华南地区晚稻洪涝风险度的变化速度有明显的区域差异性和过渡性,沿海地区在增加,尤其以珠江三角洲平原和潮汕平原增加最为显著,增加速度达0.10 10 a-1以上,内陆山区在减少,华南西部地区减少速度在0.05 10 a-1以上,这主要是地形过渡带作用的结果。由此可见,华南晚稻洪涝灾害风险的关键时期是播种至拔节期,重点关注区域是东南沿海地区。     

热带气旋对浙江省农业影响的风险区划

依据自然灾害风险系统分析理论、热带气旋和农业经济资料,综合灾害风险指数法,在分析热带气旋对浙江省农业影响的致灾因子的危险性、孕灾环境的暴露性、承灾体的脆弱性和防灾减灾能力的基础上,应用加权综合法得到不同网格的综合风险度指数.基于GIS技术,开展了热带气旋对浙江省农业影响的风险区划.结果表明:致灾因子危险性的最大值分布在浙江东南沿海,孕灾环境暴露性的最大值分布在丽水山区,承灾体脆弱性的最高值分布在杭州、绍兴市区以及兰溪市,防灾减灾能力的最高值主要分布在杭州、宁波、温州市区及其周边地区.综合考虑各因子的综合风险度,热带气旋对浙江省农业影响的风险可分为高风险、次高风险、中等风险、次低风险和低风险5个等级.该研究可为浙江省农业结构调整和防灾减灾提供科学依据.     

农业气象灾害灾情等级划分与年景评估

利用福建省1980—2004年农业成灾面积资料,计算主要气象灾害(干旱、洪涝、风雹和低温冻害)的成灾率及其变异值,在此基础上将4类气象灾害分为5个等级,并给予相应的分值,采用灰色关联分析方法,计算4类气象灾害与总灾害的关联度,得到其对农业生产的影响权重为旱灾>冻害>风、雹灾>水灾,建立农业气象灾情的综合评价模型并对25a的农业年景进行分级和综合评价。结果表明:福建农业气象灾害中灾及以下灾情的出现频率占到了总数的88%,灾情最重的年份为1999年,灾情最轻的年份为1984年;农业气象灾害对农业生产的危害随年代增大,而且波动加剧。