基于致灾因子指标体系的海冰灾害风险评估和区划方法

袁本坤，曹丛华，江崇波，郭可彩，商 杰，黎 舸，刘钦政

(1.国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266061；2.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266061；3.国家海洋局海洋减灾中心，北京 100194)

基于致灾因子指标体系的海冰灾害风险评估和区划方法

袁本坤1，2，曹丛华1，2，江崇波1，2，郭可彩1，2，商 杰1，2，黎 舸1，2，刘钦政3

(1.国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266061；2.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266061；3.国家海洋局海洋减灾中心，北京 100194)

中国是世界上受海冰危害严重的国家之一，历史上曾发生过多次严重海冰灾害，造成重大损失。根据我国结冰海区海冰灾害风险的自然过程、社会经济状况和成灾机制，综合考虑致灾因子危险性、承灾体分类、分布及脆弱性以及防灾减灾能力等因素，对海冰灾害发生的可能性及其不确定性等进行综合分析，提出了开展海冰灾害风险评估和区划的理论依据，同时给出了利用致灾因子指标体系对海冰灾害风险进行评估和区划的具体方法。

渤海及黄海北部；海冰；海冰灾害；致灾因子；指标体系；风险评估和区划

0 引言

我国的渤海和黄海北部海域由于受地理位置和气象条件影响，每年冬季都有不同程度的结冰现象[1]。

海冰可以破坏海洋工程建筑和各种海上设施，挤压损坏舰船，封锁港口和航道，破坏海水养殖设施和场地等[2]，从而形成灾害。根据资料统计，我国严重或比较严重的海冰灾害大致每5～6a发生一次，而局部海域几乎每年都有海冰灾害发生[3]。历史上也曾发生过多起严重或比较严重的海冰灾害[4－5]并造成重大损失，其中仅2009—2010年冬季，我国因海冰造成的直接经济损失就高达63.18亿元[6]。因此海冰灾害是我国渤海及黄海北部海域的主要海洋灾害之一。

海冰是一种自然现象，海冰灾害则是海冰作用于人类海上活动所产生的危害[7]。随着我国海洋强国战略的深入实施和环渤海经济圈建设力度的进一步加大，渤海及黄海北部海域的各类海洋经济活动将日益频繁。毋庸置疑，一旦发生严重海冰灾害，其损失程度必将大幅提高。

多年来，我国沿海结冰区地区各级政府始终高度重视海冰防灾减灾工作，采取了各种措施预防和减轻海冰灾害造成的损失，并且取得了明显成效。但是，长期以来由于缺乏科学有效的海冰灾害风险管理，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，为切实提高海冰防灾减灾能力和水平，必须开展科学的海冰灾害风险管理工作，做到未雨绸缪。海冰灾害风险评估和区划则是做好海冰灾害风险管理的重要基础性工作之一。

1 风险评估和区划的理论依据

自然灾害风险包括某种程度的自然灾害致灾因子发生的可能性和某种强度自然灾害对人类社会造成损失大小的可能性两种含义，即自然灾害风险兼具自然属性和社会属性[8]。一般来说，自然灾害风险主要通过下列三个要素来体现[9－11]:灾害活动规模(强度)及发生频次；灾害造成的社会损失、经济损失、资源与环境损失；人口、财产分布等社会经济条件。此外，随着社会生产力的不断提高，人类可以在越来越大的范围内采取多种措施限制灾害活动，保护受灾体，在一定程度上减轻灾害损失。上述诸方面条件与灾害风险具有不同的相关性:灾害活动条件越充分，其出现频次可能越高，发生规模(强度)越大，灾害风险水平越高，人口和财产越密集，对灾害的承受能力越差，灾害的可能损失越严重，灾害的风险水平越高；人类防灾能力越强，灾害可能损失越小，灾害风险水平越低[12]。因此，灾害风险评估主要是通过未来可能出现灾害活动的程度分析、受灾体承灾能力分析和防灾有效度分析来实现。

尽管对自然灾害风险概念的界定相对明确，但是其评估却受到数据可获取性、实际评估人员对风险的认识水平等因素的限制，造成不同区域进行自然灾害风险评估的方法和结果不同。根据最新研究成果和文献，目前相对通行的做法是对某一区域发生自然灾害并造成不同程度损失的可能性的描述，按照灾害风险的定义，从致灾因子危险性和承灾体脆弱性两个方面建立评估模型[9，12]。

基于这一理论，在进行海冰灾害风险评估时，应当在建立评估模型的基础上对海冰自身的自然属性及结冰海区的社会经济属性和防御能力等方面进行全面分析，得出定量或半定量的评估结果，并据此进行风险区划。

2 海冰灾害风险评估和区划方法

2.1 风险评估

通过基础数据收集和整合，在尊重历史冰情和灾情数据的基础上，选取评估海区影响海冰灾害风险的自然因子(海冰自然属性)和经济社会活动(简称“承灾体”，下同)因子作为指标体系，并对各类指标的灾害风险影响贡献确定权数，同时进行分等定级。

(1)建立自然致灾因子评估指标体系

选取评估海区的多年平均严重冰期、海冰厚度和密集度等作为自然致灾因子，并分别按其特征划分为5个等级以确定其在海冰灾害风险中的影响贡献大小，建立海冰灾害风险自然致灾因子评估指标体系。若同一评估海区出现不同等级的自然致灾因子时，应选取其影响贡献等级最高者，详见表1。

(2)建立承灾体评估指标体系

将评估海区主要承灾体分为交通运输、油气开采、海水养殖、海洋(岸)工程(包括核电厂等)以及有人居住岛屿五大类，并将其作为评估指标。对各类承灾体按照其规模等的大小确定其风险影响贡献等级，每个指标按4个等级划分。若同一评估海区出现不同承灾体，应选取其风险影响贡献等级最高者，详见表2。

表1 自然致灾因子评估指标体系Tab.1 Assessmentindexsystemfornatural disaster-inducingfactors

(3)建立海冰灾害风险综合评估体系

将表1所确定的海冰自然致灾因子等级和表2所确定的承灾体风险影响因子贡献等级作为评估指标，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，详见表3。

(4)风险评估值确定

根据自然致灾因子和承灾体综合影响贡献两类指标，按不同代码进行组合并且相乘，所得到的综合权数值即为某种指标因子的海冰灾害风险评估值。其计算公式如下:

式中，R为海冰灾害风险综合评估值；Ci为自然致灾因子各等级权数值；Dj为承灾体各等级权数值。

2.2 风险区划

目前，我国尚无确定自然灾害风险区划等级的相关国家标准或规范。根据国内外的最新研究成果、文献提出的分级方法，结合我国海冰灾害风险管理工作现状，笔者建议将我国的海冰灾害风险区划按高(Ⅰ级)、较高(Ⅱ级)、较低(Ⅲ级)和低(Ⅳ级)四级风险进行划分。具体划分标准见表4。

表2 承灾体评估指标体系Tab.2 Assessmentindexsystemfordisaster-bearingbodies

表3 海冰灾害风险综合评估体系Tab.3 Comprehensiveassessmentindexsystemforriskofseaicedisaster

表4 海冰灾害风险等级划分标准Tab.4 Gradingstandardforriskofseaicedisaster

按照公式(1)计算出的海冰灾害风险评估值(R)和表4给出的海冰灾害风险等级划分标准，确定评估海区海冰灾害风险等级。

3 结论与讨论

中国是世界上受海冰危害严重的国家之一[13]。通过对海冰灾害风险评估和区划的必要性、理论依据和具体方法等进行分析研究，得出如下结论:

(1)通过海冰灾害风险评估和区划，可以使沿海各级政府科学安排结冰海区及其沿岸的经济社会发展布局，有效规避海冰灾害影响。

(2)利用致灾因子指标体系对海冰灾害风险进行评估和区划，比较科学、合理，并具可操作性。

(3)海冰灾害风险评估和区划结果，不仅可以为结冰海区沿海地区发展规划、海洋防灾减灾、工程设计及选址等提供科学依据，还可以对各级政府的海洋灾害应急预案制(修)订及实施等提供理论指导，并对灾害应急期间的政府决策提供技术支撑。

[1] 张方俭.我国的海冰[M].北京:海洋出版社，1986.

[2] 季顺迎，岳前进.工程海冰数值模型及应用[M].北京:科学出版社，2011.

[3] 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.

[4] 杨华庭，田素珍，叶琳，等.中国海洋灾害四十年资料汇编[M].北京:海洋出版社，1993.

[5] 包澄澜.海洋灾害及预报[M].北京:海洋出版社，1991.

[6] 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.

[7] 丁德文.工程海冰学概论[M].北京:海洋出版社，1999.

[8] 刘耀龙，牛冲槐，康颖卿，等.论灾害风险研究中的空间尺度耦合[J].防灾科技学院学报，2012，14 (3):24－27.

[9] 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.

[10] 叶金玉，林广发，张明锋.自然灾害风险评估研究进展[J].防灾科技学院学报，2010，12(3):21－26.

[11] 侯俊东，李明泽.自然灾害应急管理研究综述与展望[J].防灾科技学院学报，2013，15(1):48－55.

[12] 原国家科委国家计委国家经贸委自然灾害综合研究组.中国自然灾害综合研究进展[M].北京:气象出版社，2009.

[13] 孙劭，史培军.渤海和黄海北部地区海冰灾害风险评估[J].自然灾害学报，2012，21(4):8－13.

Them ethod for Risk Assessment and Zoning of Sea Ice Disaster based on the Index System of Disaster-inducing Factors

YuanBenkun1，2，Cao Conghua1，2，Jiang Chongbo1，2，Guo Kecai1，2，Shang Jie1，2，LiGe1，2，LiuQinzheng3
(1.Shandong Provincial Key Laboratory ofMarine Ecological Environmentand Disaster Prevention and Mitigation，Qingdao 266061，China；2.North China Sea Marine Forecast Center of State Oceanic Administration，Qingdao 266061，China；3.National Marine Hazard Mitigation Center，Beijing 100194，China)

China is one of the countries affected by severe ice damage in the world，and historically there had been a number of serious sea ice disasterswhich caused heavy losses.According to the natural process for the risk of sea ice disaster，socio-economic status and disaster mechanism，considering the risk of disasters，classification and distribution as well as vulnerability of disaster bearing bodies，capacity of disaster prevention and mitigation and other factors，the possibility and uncertainty of sea ice disaster are comprehensively analyzed in this paper.And the theoretical basis to conduct risk assessmentand zoning ofsea ice disaster are put；meanwhile，the specificmethods by use of index system on disaster inducing factors for risk assessment and zoning of sea ice disaster are also given.

Bohai Sea and Northern Yellow Sea；sea ice；sea ice disaster；disaster-inducing factors；index system；risk assessment and zoning

X

:A

:1673－8047(2015)02－0008－05

2014－12－08

海洋公益性行业科研专项(201105016)

袁本坤(1960—)，男，本科，研究员，主要从事海洋环境监测、预报、海洋灾害预警及灾害风险评估技术研究。