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1980—2019年新疆南部不同强度暴雨洪水灾害的空间分布和时间变化特征.docx
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1980—2019年新疆南部不同强度暴雨洪水灾害的空间分布和时间变化特征.docx
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暴雨洪涝灾害是由暴雨或连续性强降水过程引发的大面积洪涝
[ 1]
,是中
国发生最频繁、量级最大、影响范围最广的自然灾害
[ 2-3]
,暴雨洪涝灾害已经
成为灾害科学的研究热点问题
[ 4]
。目前,我国对暴雨洪涝灾害的研究,范围
主要集中在东南地区、西南地区及华南、华北地区,内容涉及致灾因子、承灾
体受灾情况评价以及灾害评估等方面。
学者们主要采取选用不同降水要素的方法对引起暴雨洪涝灾害发生的可
能性因子进行研究。结果表明,强降水事件与洪涝灾害有显著联系
[ 5-6]
,引发
暴雨洪涝灾害的主要致灾因子是降雨,而降雨量强度对洪涝灾害有着决定性的
影响
[ 7-8]
,特别是短时暴雨是形成洪涝灾害的主要原因
[ 9]
。
在承灾体受灾情况研究中,多通过直接经济损失、作物受灾面积、水体指
数的变化进行探讨,进而对灾害进行分析评价。如采用灰色关联、正态信息扩
散及数理统计等方法,构建相对灾情指数或风险估算模型
[ 10]
,对暴雨洪涝灾
害的特征、年内、年际变化和空间格局进行分析
[ 2, 11-12]
;基于多源卫星数据,
对暴雨洪涝灾害进行遥感监测和精细化定量评估
[ 13]
;以年降水量和 GDP 为
指标,探究暴雨洪涝灾害格局中的影响因素
[ 14]
。
暴雨洪涝灾害评估方面,主要应用自然灾害风险法,即从致灾因子危险性、
孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力等方面考虑自然灾害风险度,
选取两个或多个因子构建风险模型
[ 15-16]
,同时利用 GIS 工具建立暴雨评估模
型,计算暴雨洪涝灾害风险指数,完成暴雨洪涝灾害风险区划
[ 4, 17]
。另外,
运用气象资料、水文资料、地理信息资料、社会经济统计资料以及灾情调查资
料等,许多学者也提出了不同的评价方法,如李万志等
[ 18]
、谢五三等
[ 19]
基
于不同技术,建立评估模型或方程,对暴雨洪涝灾害风险度进行评估;张杰等
[ 20]
、黄卓等
[ 21]
确定了不同重现期的致洪面雨量、临界雨量。
对于新疆的暴雨洪涝灾害,研究表明形成的最主要原因仍然是降水
[ 12]
。
学者们通过对不同区域洪灾时空变化特征的探讨
[ 22-23]
,揭示出新疆洪涝灾害
的局部聚集和局部异常特征
[ 24]
。通过模糊风险方法,可得出新疆暴雨灾害的
概率风险
[ 25]
,将致灾暴雨的危险性指数分成 5 个等级,对新疆暴雨灾害分布
进行区划
[ 26]
。洪涝灾害按照水量过多的程度,可分为洪水和涝害。新疆作为
干旱-半干旱地区,由于特殊的地质地貌条件、植被条件,一次强降水事件就
很容易引发洪水灾害
[ 27]
。
以上研究为新疆暴雨洪水灾情分析评估提供了基础,但暴雨洪水是一个复
杂的动态过程,其预报的不确定性客观存在,在评估方法上的研究,目前也尚
未形成一个完整统一的定量分析评价和等级划分标准。新疆南部作为农牧业生
产的重要基地,暴雨洪水灾害事件出现次数、死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚
圈数、牲畜死亡数量、作物受灾面积等灾情要素在灾情报告中均有详细记载,
从不同角度描述了暴雨洪水的影响程度,而在以往的研究中较少利用这 6 个灾
情要素对暴雨洪水危害性进行定量评估。
因此,本文基于 1980—2019 年新疆南部 48 个县(市)出现的暴雨洪水
灾害事件,以某县某次暴雨洪水灾害事件造成的死亡人数、倒塌房屋数、倒塌
棚圈数、死亡牲畜数量、农作物受灾面积作为灾情要素,通过构建灾损指数,
对暴雨洪水灾害事件的强弱进行等级划分,分析新疆南部不同等级暴雨洪水灾
害事件的空间分布、年内变化、年际变化特征,讨论月降水量、大雨和暴雨出
现日数与新疆南部暴雨洪水灾害事件的关系。
1 数据与方法
1.1 研 究 区 概 况
新疆地形地貌属“三山夹两盆”(图 1),天山山脉横亘中部,把新疆分为
南北两大部分,天山以南为新疆南部地区,天山以北为新疆北部地区。新疆南
部主要包括哈密市、吐鲁番市、巴音郭楞蒙古自治州(以下简称巴州)、阿克
苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州(以下简称克州)、喀什地区、和田地区及
自治区直辖县级市铁门关市、阿拉尔市、图木舒克市、昆玉市(县级市在图 1
中未标出),属典型的温带大陆性干旱气候。该区域 1980—2019 年年平均降
水量 81.0 mm,其中 5—8 月降水量占年平均降水量的 65%。降水最多的是克
州,最少的是吐鲁番市,其中吐鲁番市的托克逊县年平均降水量仅 8.3 mm。
由于整个新疆南部地区降水普遍稀少,遇极端降水时,一次暴雨过程的降水量
就可能接近或超过当地历年年平均降水量。
图 1
图 1 研究区位置
审图号:GS(2017)3320 号
Fig.1 Map showing location of the study area
1.2 数 据 来 源
根据经民政部门确认的《中国气象灾害大典·新疆卷》所记载的 1980—2000
年暴雨洪水灾情信息
[ 28]
,整合依托数据共享方式,从新疆维吾尔自治区民政
部门获取的 2001—2019 年暴雨洪水灾情信息,统计出 1980—2019 年新疆南
部 48 个县(市)包含出现时间(年月日)、出现区域(县/市)、死亡人数
(人)、倒塌房屋数(间)、倒塌棚圈数(座)、牲畜死亡数量(头)、农作
物受灾面积(hm
2
)灾情记录 1 646 条。若某次某县(市)区域内出现 1 次暴
雨洪水灾害,则该县(市)暴雨洪水灾害出现次数记为 1。
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