2001—2020年山东省自然灾害的时空分布特征分析

张延松，奚 雅，蔡 莉，孙颖君，王伯文

山东科技大学 安全与环境工程学院，山东青岛 266500

在全球气候变暖的背景下，超越历史常态的极端自然灾害事件发生率正在增加，严重威胁人类的生命与健康[1]。进行自然灾害灾情特征规律分析是开展救灾减灾工作的基础。近年来国内外众多学者开展了大量关于灾害风险评估和灾害特征的分析研究。目前大多数研究集中于单灾种风险评估领域，如张桂香等[1-3]关于洪涝灾害的风险研究，李娜等[4-6]关于干旱风险评估的研究，郭凌曜等[7-8]关于风雹的特征分析，陈楷俊等[9-11]关于台风的风险评估研究。本研究利用2001—2020年山东省年度灾情数据以及统计部门发布的社会经济统计数据，综合分析了山东省自然灾害时空分布特点及规律，对全省开展防灾减灾工作、进行灾情预警监测、降低灾害风险具有一定的理论和现实意义。

1 数据

1.1 数据来源

本研究灾害灾情分析所需数据主要是查阅《山东统计年鉴》（2001—2020年）和相关资料，统计的数据内容主要包括山东省2001—2020年的主要自然灾害发生时间、频次和所造成的灾害损失等。

1.2 数据预处理

为了揭示山东省自然灾害多年平均灾情的时空分布规律，依据选取的分析指标，对山东省2001—2020年年度综合灾情数据、分灾种灾情数据和各灾种发生次数进行统计分析，得到2011—2020年全省自然灾害灾情平均损失统计表、分灾种多年平均损失统计表和各灾种多年平均发生次数统计表，作为灾情评价和灾情指数构建的基础数据[12-13]。

2 主要灾害总体情况

从灾害发生频次来看，2001—2020年风雹、暴雨洪涝、干旱是发生频率最多的灾害类型，近20年共发生次数分别为2 124、1 768、672次，平均每年发生次数分别为106.2、88.4、33.6次。风雹灾害总体呈现缓慢增长趋势，洪涝近些年来增长势头渐强，虽然干旱灾害有下降的趋势，但总体发生次数较多。

从灾害损失来看，洪涝、风雹、干旱是对山东省造成较严重的灾害类型（图1）。洪涝灾害造成的直接经济损失占总损失的31.55%，农作物受灾面积和倒损房屋分别占总损失的25.72%、30.9%。风雹灾害造成的直接经济损失、农作物受灾面积和倒损失房屋占比分别为27.11%、15.41%和57.78%。干旱灾害对农作物的影响较大，农作物受灾面积占比最大为44.25%，直接经济损失占比为15.87%。

图1 各灾种主要灾情指标占比

3 山东省自然灾害的时间分布特征

3.1 年度变化特征

按照2001—2004、2005—2008、2009—2012、2013—2016和2017—2020年的时间序列进行分段，从图2中可以看出，灾害发生总频次2009—2012年最多，为1 678次；2001—2004年最少，为828次；2005—2008年为1 045次，2013—2016年为952次，2017—2020年为957次。2001—2012年灾害总频次呈上升趋势，2013—2020年波动呈下降趋势（图3）。

图3 山东省不同时间段灾害总频次变化趋势

从图2可以看出，频次最多的灾害类型为风雹，呈现逐年增长的趋势，且波动幅度也越来越大，到2012年有下降的趋势但发生次数仍然很多，2013—2016年最少，为344次；2009—2012年最多，为618次；2017—2020年又出现上升趋势，发生次数为407次，建议各个部门做好对风雹灾害的防护工作。

图2 山东省主要自然灾害年际分布特征

暴雨洪涝在2009—2012年和2013—2016年发生次数较多，各发生了574和412次，而2001—2004和2017—2020年各发生了201和273次，为暴雨洪涝的少发期。

干旱在5个时间段各发生了169、155、202、88和58次。除了在2009—2012年间干旱灾害总频次出现上升外，其余期间呈现下降的趋势。

2001—2020年，台风除了在2013—2016年有波动下降外，其他时段一直处于缓慢增长的态势，但在2017—2020年台风灾害频次为166次，进入台风多发期，台风带来暴雨、洪水和大风组合，易造成高潮水位、交通、通信、供电设备设施损坏，一旦发生会导致严重的后果。2018年山东寿光特大暴雨正是受台风“温比亚”影响，对农作物房屋等造成巨大损失。低温冷冻灾害2001—2004和2009—2012年为灾害多发期，分别发生了60和86次。雪灾是发生频次最少的灾害，在2009—2012年发生了89次，为发生次数最高的时间段。近几年雪灾呈现下降趋势，但雪灾一旦发生会给交通会造成严重困扰，阻碍经济发展。

3.2 月度变化特征

由表1可以看出，旱灾月集中期为5月，季集中期为春季，平均每年发生干旱灾害33.65次，其中仅春季就年均发生21.85次，春旱在山东省境内造成巨大的农业损失。暴雨洪涝灾害的发生时间比较集中，主要在8月，季集中期为夏季。山东省大部分暴雨洪涝灾害发生在夏、秋两季，夏、秋两季共发生暴雨洪涝灾害1 617次，占全年总频次的91.4%。雹灾害集中发生在夏季，主要发生在6月，该月发生的风雹总频次为647次，占总频次的30.4%，其次是7月，占19.7%。低温冷冻灾害主要发生在春季和冬季，占总频次的97.9%，主要表现为冬、春多。雪灾主要发生在2月，季集中期为冬季，占总频次的48.9%。台风月集中期为8月，夏季是台风灾害发生频次最多的季节，共发生台风372次，占全年台风灾害总频次的92.8%，春季、秋季和冬季发生较少或不发生。

表1 山东省各主要自然灾害的月、季分布状况

4 山东省自然灾害的空间分布特征

将2001—2020年山东省6种主要自然灾害发生的频次作为统计分析指标，应用Mapinfo软件得到空间分布图（图4）。可以看出，3个灾害频发区为德州市、滨州市和烟台市，约占所有自然灾害频次的31%。山东省自然灾害空间分布特点表现为：鲁北、鲁西北平原地区发生较多，鲁南地区较少。

暴雨洪涝主要发生在鲁北、鲁西北和鲁西南内陆地区，威海市和青岛市发生较少。滨州、菏泽和德州市发生频次占总频次的31.53%，为洪涝灾害的频发区。山丘地区山洪暴发，河道陡降，易出现局部区域的山洪灾害，可能伴随地质灾害的发生。风雹灾害大多分布在鲁北的滨州市和鲁西北的德州市以及鲁东北地区的烟台市，空间分布范围广、影响区域多、格局呈现为片状和块状分布，淄博市、临沂市、泰安市、潍坊市以片状呈现为雹灾次强带，威海市、枣庄市以块状呈现为雹灾弱带。干旱灾害主要发生区在鲁西北平原、鲁中山区地带和鲁南地区，具体为德州、滨州、淄博、临沂。台风灾害主要发生在沿海地区的威海、烟台和青岛以及内陆地区的滨州、淄博和东营。低温冷冻灾害具有连片分布的特点，受寒潮灾害入侵山东省的通道的原因，主要发生区域在鲁中、东北部，烟台市是受寒潮灾害影响最大的低温冷冻频发区。雪灾主要集中在烟台、菏泽、潍坊，其余地区发生频次较少。

5 结论

（1）2001—2020年山东省发生不同程度的风雹2 124次，总体趋势表现为缓慢增长；暴雨洪涝灾害发生的次数为1 768次，近些年呈现逐渐增强的增长形势；干旱灾害发生的次数为672次，虽然干旱灾害有下降的趋势，但是总体发生次数较多；低温冷冻灾害发生的次数为238次，每年平均发生的次数为11.9次，总体波动幅度较大；台风灾害共发生的次数为401次，雪灾发生的次数为176次。

（2）山东省6种主要自然灾害呈现出显著的季节性的发生规律。旱灾月集中期为5月，季集中期为春季；暴雨洪涝主要集中在8月，季集中期为夏季；低温冷冻灾害主要发生在春季和冬季；雪灾频发期多集中在冬季、早春和晚秋；风雹灾害发生较为集中的季节是夏季；台风发生较为集中的月份为8月，发生频次最多的季节是夏季。

（3）在空间上，山东省包括自然灾害频发区3个以及自然灾害少发区3个，德州、滨州和烟台为3个自然灾害频发区，日照、威海和枣庄为3个自然灾害少发区。

为降低灾害损失和风险，结合山东省自然灾害灾情时空分布特征，提出如下防灾减灾建议：一是加强灾害风险评估和监测预警体系的建设，努力实现灾害风险隐患早发现、早识别、早处置；二是促进自然灾害综合风险调查工作，掌握自然灾害风险底数，完善风险防控机制；三是加强综合预防灾害的工程、非工程建设，使灾害防御能力在全社会普及；四是推进排水系统分流改造工作，改进抢险救援技术，增强城市防涝排涝能力。