基于GIS的鄂尔多斯市暴雨灾害风险区划

孙玉　焦志荣

摘 要：基于鄂尔多斯市11个气象站1987—2016年30a的暴雨数据、结合地形、河网密度、人口、经济、耕地等城市基础信息，利用地理信息系统和层次分析法，结合专家调查法，建立了鄂尔多斯市暴雨风险的评价指标体系和权重，开展了鄂尔多斯市暴雨的风险特征及地理区划研究，获得了1km空间分辨率的鄂尔多斯暴雨气候特征图、城市对暴雨敏感性特征图、暴雨灾害风险区划图。鄂尔多斯市暴雨高风险区主要集中于准格尔旗、达拉特旗东部、东胜东部、伊金霍洛旗东部、乌审旗东部，而杭锦旗西部、鄂托克旗西部、鄂托克前旗西部属于低风险区。

关键词：暴雨；风险区划；气候特征；城市敏感特征

中图分类号：P208 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132187

鄂尔多斯市地势由南北向中间隆起，其脊在N39°一线，这一带是鄂尔多斯市各主要河流沟壑的分水岭。每当东南季风盛行的季节，暖湿空气在爬坡北上的过程中，由于地形的抬升作用，容易在鄂尔多斯高原的南坡或顶端上形成暴雨。随着现代社会的发展，暴雨往往导致山洪暴发，水库垮坝、河堤决口，带来严重损失[1]。对暴雨的研究大部分集中在暴雨出现的频率时间和范围等致灾因子进行的分析[2-4]。我国的部分研究成果主要集中在各大流域粮食主产区等[5-7]，由于缺乏暴雨发生时空分布影响程度和经济损失等方面的定量数据，以及精细化下垫面资料的不足，目前在鄂尔多斯高原，缺乏对于暴雨的风险特征及地理区划方面的研究。文尝试利用GIS的空间分析功能，结合层次分析法和专家咨询法，综合评价鄂尔多斯市暴雨气候特征和城市对暴雨的敏感性特征，开展鄂尔多斯暴雨风险区划研究。

1 研究资料

本研究所用的资料有鄂尔多斯市11个气象站点1987—2016年暴雨发生的频次、鄂尔多斯市地形、河网密度、人口、经济、耕地等城市基础信息数据。

2 研究方法和结果分析

2.1 研究方法

该研究综合了鄂尔多斯市暴雨气候因子、城市对暴雨敏感指数、易损性指数、防灾减灾能力，通过层次分析法[8]建立鄂尔多斯市暴雨风险评价体系，将暴雨风险特征按暴雨气候特征和城市敏感度特征2个方面分层建立指标体系，对每个指标进一步分级，应用专家咨询打分法对评价指标进行打分，咨询38位气象和社会专家进行打分（重要程度最大为1，一点都不重要为0，其他重要程度为0～1之间取值），得出评价指标的组合平均权重，将其与评价指标的程度分级相结合，即获得了暴雨风险的评价方法（如图1）。最后通过ArcGIS的空间叠加分析来从空间上对暴雨风险进行区划。

2.2 鄂尔多斯市暴雨气候特征评价

基于鄂尔多斯市11个气象站点1987—2016年暴雨发生频次，利用下列线性归一化转换公式，将各站常年暴雨发生频次归一化为0～1值。

Y=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin） （1）

式中，X和Y分别为转换前和转换后的值，Xmax和Xmin分别为样本的最大值和最小值。

在ArcGIS Grid模块中，利用样条插值法（Spline）对暴雨气候特征指数进行插值，从而获得表征鄂尔多斯市暴雨气候特征指数空间分布图。

1987—2016年期间，鄂尔多斯市暴雨气候特征指数空间分布呈东高西低，鄂尔多斯市东部归一化指数基本都在0.51以上，其中准格尔旗、达拉特旗东南部、东胜、伊金霍洛旗、乌审旗、归一化指数基本都在0.69以上；杭锦旗东部、鄂托克旗东部、鄂托克前旗东部归一化指数基本都在0.69以下。杭锦旗西部、鄂托克旗西部、鄂托克前旗西部、归一化指数基本都在0.33以下。

2.3 鄂尔多斯市城市对暴雨敏感度评价

基于鄂尔多斯市地形的高低和河网密度，经计算鄂尔多斯市地形影响指数高值区，其中高程越低，影响越大，敏感性越大，暴雨灾害风险性越大。同样利用公式（1）进行归一化处理，得到鄂尔多斯市暴雨城市敏感度特征指数。

鄂尔多斯市北部沿河一带敏感性等级高的区域相对集中，归一化指数基本都在0.63以上，其他地区河网密度相对较小，遭遇到暴雨灾害的风险相对较小。

2.4 鄂尔多斯市综合暴雨风险评价及区划

在ArcGIS Grid模块，对鄂尔多斯市暴雨气候特征指数、城市对暴雨敏感指数、易损性指数、防灾减灾能力指数进行空间相加处理，得到鄂尔多斯市暴雨风险指数。然后对鄂尔多斯市暴雨风险指数进行分类，得到鄂尔多斯市暴雨风险区划图。

鄂尔多斯市暴雨风险区划指数空间分布呈东高西低，准格尔旗、达拉特旗东部、伊金霍洛旗东部、东胜东部、乌审旗东部指数基本都在0.73～1之间，属于高风险区；达拉特旗西部、东胜西部、伊金霍洛旗西部、乌审旗西部、鄂托克前旗东部指数基本都在0.54～0.73之间，属于次高风险区；杭锦旗东部、鄂托克旗东部、鄂托克前旗中部指数基本都在0.36～0.54之间，属于中风险区；杭锦旗西部、鄂托克旗西部、鄂托克前旗西部指数基本都在0～0.36之间，属于低风险区。

3 结语

本文基于GIS空间分析功能层次分析法和专家咨询法，通过对鄂尔多斯市暴雨气候因子、城市对暴雨敏感指数、易损性指数、防灾减灾能力指数赋予不同的权重和指数值，在空间上以1km为分辨率开展鄂尔多斯市暴雨气候特征、鄂尔多斯市城市对暴雨敏感特征、易损性指数、防灾减灾能力指以及鄂尔多斯市综合暴雨风险特征及区划研究。结果表明鄂尔多斯市综合暴雨风险特征具有明显的地区差异，鄂尔多斯市暴雨高风险区主要集中于准格尔旗、达拉特旗东部、伊金霍洛旗东部、东胜东部、乌审旗东部；而杭锦旗西部、鄂托克旗西部、鄂托克前旗西部属于低风险区。鄂尔多斯市暴雨综合风险区划基本与当地实际情况相符。

参考文献

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