右江流域洪水灾害生态风险评价

刘培培

[摘 要]本文从自然灾害危险度角度，选取洪涝灾害对右江流域进行生态风险评估，运用Arcgis软件进行地理空间分析，选取洪涝灾害发生强度、频率、范围等指标来评估右江流域生态风险大小。

[关键词]降雨量；地形；水系；生态风险评价

[中图分类号]TV87 [文献标识码]A

生态风险评价（ Ecological Risk Assessment，ERA） 即调查生态系统及其组分的风险源，预测风险出现的概率及其可能出现的负面效果，并据此提出相应的舒缓措施。区域生态风险评价是整个生态风险研究的重要组成部分，而流域是一类复杂的自然地理区域，它是以地表水和地下水为主要纽带，密切连接特定区域水循环、土地覆被、生态系统等自然支撑系统的综合生态地域系统。近年来我国经济高速增长，高能耗、资源型、劳动密集型的经济发展方式致使环境事故多发，人们开始关注生态环境健康问题。生态风险评价作为风险管理的科学依据和技术支持，得到迅速发展并成为研究热点。

1 区域概况

右江，珠江水系西江支流郁江中游河段的名称。郁江水系发源于云南省广南县底好乡听弄村，流入广西百色市百色镇与澄碧河汇合称右江。右江流经田阳、田东、平果、隆安等县，在南宁宋村与左江汇合始称郁江。上游为“剥隘河”段，下游为郁江段。右江段，全长707公里。流域面积38612平方公里，年平均径流量172亿立方米。百色市境内流域面积为3713平方公里，占总流域面积的9.62%。市境流长118公里（澄碧河口至罗村口称鹅江，长72公里）。在田阳县境内，河道长75.1公里，流域面积2237.65平方公里。在田东县境内，干流长244公里，集雨面积812.1平方公里。在平果县境内，县境内长46公里，河宽200米左右，较窄120多米，年径流量60.78亿立方米。在隆安县境内，累年平均最大流量3474立方米每秒，平均最小流量70.9立方米每秒，年平均流量452.4立方米每秒；年最大径流量243亿立方米（1968年），最小径流量73.9亿立方米（1963年），多年平均径流量142亿立方米；多年平均输沙量509万吨。南宁市境内，右江多年平均天然径流量145亿立方米（下颜站）。

2 理论与方法

本研究从自然灾害危险度角度，选取洪涝灾害对右江流域进行生态风险评估，选取洪涝灾害发生强度、频率、范围等指标来评估流域生态风险大小。

2.1 指标内涵

流域洪水灾害是一种突发性强、发生频率高、危害严重的灾害。洪水灾害是指由于大气降水的异常运动所引起的，会给人类正常生产、生活带来巨大祸患和损失。洪水灾害包括两个方面的含义：一是洪水的发生，二是灾害的形成。右江流域由于地处低纬度地区，暴雨天气系统主要以热带气旋为主，锋面、辐合带及高空槽、西南低壓等天气系统为辅，洪水类型属暴雨洪水型。洪水灾害风险的形成受不同因子的影响，有形成洪水的致灾因子和承受灾害的承灾因子。根据洪水灾害本身的自然属性，选取降雨量、地形、水系，这三个因子作为洪水灾害的致灾因子。

由于不同风险源发生概率、强度等与具体风险源的形成机理和作用过程有关，不同类型的风险源危险度的量化方法亦不相同。因此，在进行风险源危险度评估时应根据具体风险源的特点进行选择。本研究中根据不同风险源的危害程度进行赋值。洪涝灾害等主要根据历史记录、图片等资料记载，统计其发生频率和范围计算获得。由于不同风险源量化单元不同，为进行统一表征，需要将这些数据“投影”到网格上，最终以网格数据结构为基础，实现各种代数和逻辑运算。

2.2 降雨量对洪水灾害风险的影响

降雨量对洪水灾害的影响与降水的多少有关，降水量以年度降水量来表征，但是洪灾的形成不仅仅与降水量的多少有关，还与降水变率有关，即降水的逐年变化的量。降水变率较大，则逐年降水量不稳定，易发生洪涝，降水变率较小，则不易产生洪灾。本研究采用相对降水变率来计算降水变率，以x表示几年内降水的多年平均值，X1，X2，X3，... Xi表示某年的降水量，则相对降水变率是降水距平百分率绝对值的和除以年数的商即相对变率，公式为：

田阳县多年平均降雨量1600mm，多年平均降水变率17.8%；田东县多年平均降雨量1167mm，多年平均降水变率18.5；平果县多年平均降雨量1359mm，多年平均降水变率18.2%；隆安县多年平均降雨量1200mm，多年平均降水变率20.4%；南宁市多年平均降雨量1304.2mm，多年平均降水变率19.7%。利用 ArcGIS 的 Data Management 工具集中的 Add XY Coordinates 工具，把气象台站的数据定位到研究区的矢量图内，得到降雨数据和降水变率的数据在矢量图中地理位置，利用 ArcGIS 中的反距离权重插值法（Inverse Distance Weighted，IDW）对多年平均降雨量和多年平均降水变率数据进行空间插值，得到右江流域多年平均降雨量分布。

2.3 地形对洪水灾害风险的影响

地形与洪水灾害风险关系密切，地形高程越低，变化程度越小，越容易发生洪水，洪水灾害的风险性也越高。采用分辨率为 30 米的 GDEM 数据来分析右江流域的坡度情况，得到右江流域坡度等级。坡度等级越低，表示地形越平坦，越容易发生洪水；坡度等级越高，表示地形越陡峭，洪水对此的影响性越小。

2.4 水系对洪水灾害风险性的影响

右江水系的分布在一定程度上决定了本区域遭遇洪水侵袭的难易程度，运用 ArcGIS 中的分析工具集 Analysis Tools 中的缓冲区分析工具 Buffer，分别对不同级别的河流做不同距离的缓冲区分析，得到右江流域河网缓冲区图。

2.5 流域洪水灾害综合评价

根据降雨量、地形、水系对右江流域洪涝灾害风险性的影响，运用层次分析法 AHP，经专家决策，得到降雨量对洪水灾害的风险影响的权重为 0.4，地形的权重为 0.2，水系的权重为0.4，然后采用叠加分析法计算右江流域综合洪水灾害风险值。

流域洪水灾害的高风险地区在河流干流的西北方向，即田阳中部、田东南部地区和隆安段，其主要原因是该地区降水变率较大，容易发生洪涝灾害；相对而言平果地区，远离河流干流，降水变率较低，是流域洪水灾害的低风险地区。

3 研究不足与发展趋向

随着地理信息系统、遥感等信息技术的快速发展，生态风险评价的概念模型与评估方法不断完善，风险源已由化学污染物逐步向非化学污染物，如土地利用、生物入侵等复合风险源演化，评价范围也由小尺度区域向流域、景观等大尺度范围扩张。流域生态风险评价是以湖泊、河流及其流域为整体单元对其自然生态环境及社会经济发展进行的综合评价，较传统的以行政区为单元的研究思路更有利于流域生态环境的综合保护与管理。但基于资料、技术和工具的局限以及流域生态系统复杂多样的特点，流域生态风险评价至今尚未形成统一的评价体系。目前，一些流域生态风险评价没有真正上升到流域尺度，不能提供全面的评价信息和确定相应的管理标准，生态风险评价在流域尺度上的定量研究还有待于进一步探索和发展。

[参考文献]

[1] 杜鹃，何飞，史培军.湘江流域洪水灾害综合风险评价[J].自然灾害学报，2006（06）.

[2] 刘均明.南流江洪水预报方案与防洪减灾对策[J].广西水利水电，2006（04）.

[3] 李谢辉.渭河下游河流沿线区域生态风险评价及管理研究[D].兰州大学，2008.