中国洪水灾害危险程度区划

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1、中国洪水灾害危险程度区划(1)·中国地域辽阔，自然地理、气候条件复杂，决定了中国是一个自然灾害频繁发生的国家，在世界上属洪涝灾害最严重的国家之一。洪涝灾害在我国各地灾害中占有很大的比重。　　防洪是一项庞大的系统工程，涉及到自然、社会、经济、人文等各个方面。千百年来，人们在防洪治洪中积累了不少宝贵的经验。随着科学技术的发展，对于洪水本身的规律性研究、汛情迅速地采集与传输、正确的洪水预报和计算、科学的优化调度方法等，都已经有了一些有效方法和手段。但在制订防洪规划和调度方案时，决策者不易对我国洪水灾害危险程度空间分布得到全面的了解，

2、对问题的认识常停留在经验性判断阶段，这对于当前的防洪决策来说，是非常不适应的。为了客观地了解我国洪水危险程度的总体分布情况，结合洪水可能引起的灾害，对洪灾损失进行宏观和定性预评估，并对防洪规划和防洪投资提出指导性意见，非常有必要对我国洪灾危险程度进行区划研究。本文在分析我国洪水灾害孕育环境的前提下，采用洪灾成因分析的方法，研究洪灾的影响因素，以及这些因素与洪灾危险程度间的相关关系，求出危险程度隶属度。在地理信息系统平台上，采用多边形叠置分析和聚类分析等手段，研究洪水危害危险程度区划的方法，进而绘制成区划图。　　就洪水灾害而言，

3、包括两个方面的含义，一是要发生洪水，二是要形成灾害。造成洪水的影响因素很多，本文归纳为三个方面，天气因素、径流因素和下垫面地形因素。洪水所造成的损失主要取决于经济因素。根据洪灾的含义，本文的区划研究分两步，洪水危险程度区划和洪灾危险程度区划。　　一、气象因素　　我国绝大多数河流的洪水都是由暴雨产生的。暴雨不但地区分布不均匀，季节和年际变化也很大。由于我国降雨变化过程的复杂性，使得洪水的发生和发展过程也变得非常复杂。但就洪水而言，我们最关心的是一定时段内的降雨总量，也就是说能构成洪水的暴雨。这里的时段，可以是几分钟、几小时或几天

4、。几小时的暴雨，不管强度有多大，由于总量较小，一般难于形成大洪水。降雨过程的时间长度总是有限的，超过七天的比较少见。所以，分析致洪暴雨时，一般考虑一天、三天和七天最大降雨量。其中三天暴雨对洪水形成的影响最具代表性。为此，本文采用全国年最大三天降雨量等值线图，作为天气因素的基本资料。　　（一）降雨因素隶属度　　从暴雨洪水的历史资料[2]可以看出，一般情况下，三天降雨量(p)小于30mm不大可能引发洪水，而大于200mm时基本上都会引发洪水。因此，本文采用如图1所示的阶梯状隶属函数，求出降雨因素隶属度(u).由ARC/INFO的T

5、in和Grid模块，计算出2×2km2的网格降雨量，再由图1所示的隶属度函数推求各网格的隶属度。  （二）台风因素隶属度　　在相同的降雨条件下，有没有风对造成洪水的可能性影响非常大，尤其是大江大湖，水面比较开阔的地区，影响尤为明显。在我国东南沿海地区，由于台风而引发的洪水占很大的比例。因此，本文在考虑气象因素时，除降雨外考虑了台风这一影响因素。本文选用了81—85年的台风暴雨资料。累计每一网格中次台风雨量超过50mm的次数，除以5得到平均每年的影响次数m.计算结果最多的为20<次。本文采用式(1)用m对网格的降雨隶属度u进行修

6、正。u’=u×e[1/2(1-1/m+1)]　　　（1）　　u’表示修正后的隶属度，最多的20次台风修正后的隶属度是原来的1.5倍左右。公式(2)归一化后得到新的网格隶属度层面(u1)u1=u’[(u’-u’min)/(u’max-u’min)]　　（2）　　（三）气象因素隶属度图层　　根据网格隶属度，采用人工非线性分级的方法，分成12级，制作成降雨因素对洪水形成的可能性大小的隶属度分级层面。分级的原则是各级图斑大小分布相对均匀。　　二、径流因素">100mm为1级，大于1200mm为12级，1000到1200mm为11级，其

7、余每隔100mm为1级，共分成12级，分级后对同级网格聚类，制作成多边形层面。按照这12个级别(r)，采用式(3)所示的线性隶属度函数，转换成径流因素对洪水形成可能性大小隶属度(u2)u2=r-1.0/11.0　　（3）　　三、地形因素从径流形成原理上来说，下垫面对洪水过程的影响可分成两个部分，产流和汇流。产流影响因素在径流分布中得到了反映。而汇流影响因素，主要取决于地形。如陡峻的地形易于快速汇集径流形成山洪，平坦的地形不易于洪水的排泄而易于形成涝灾，河道汇集洪水易于洪水在空间上的转移等。　　中国是个多山的国家、山地、高原和丘

8、陵占国土面积的65%，山脉体系有各种走向。总体上西高东低呈三级阶梯的独特地势。第一级地形阶梯是青藏高原。第二级在大兴安岭、太行山和巫山一线，西部由广阔的高原和大盆地组成，其间也有不少高大的山地。第三级阶梯是我国东部宽广的平原和丘陵，其中包括东北平原、黄淮海平原、长江中下游平原