右江流域洪水災(zāi)害生態(tài)風險評價

劉培培

[摘 要]本文從自然災(zāi)害危險度角度，選取洪澇災(zāi)害對右江流域進行生態(tài)風險評估，運用Arcgis軟件進行地理空間分析，選取洪澇災(zāi)害發(fā)生強度、頻率、范圍等指標來評估右江流域生態(tài)風險大小。

[關(guān)鍵詞]降雨量；地形；水系；生態(tài)風險評價

[中圖分類號]TV87 [文獻標識碼]A

生態(tài)風險評價（ Ecological Risk Assessment，ERA） 即調(diào)查生態(tài)系統(tǒng)及其組分的風險源，預(yù)測風險出現(xiàn)的概率及其可能出現(xiàn)的負面效果，并據(jù)此提出相應(yīng)的舒緩措施。區(qū)域生態(tài)風險評價是整個生態(tài)風險研究的重要組成部分，而流域是一類復(fù)雜的自然地理區(qū)域，它是以地表水和地下水為主要紐帶，密切連接特定區(qū)域水循環(huán)、土地覆被、生態(tài)系統(tǒng)等自然支撐系統(tǒng)的綜合生態(tài)地域系統(tǒng)。近年來我國經(jīng)濟高速增長，高能耗、資源型、勞動密集型的經(jīng)濟發(fā)展方式致使環(huán)境事故多發(fā)，人們開始關(guān)注生態(tài)環(huán)境健康問題。生態(tài)風險評價作為風險管理的科學依據(jù)和技術(shù)支持，得到迅速發(fā)展并成為研究熱點。

1 區(qū)域概況

右江，珠江水系西江支流郁江中游河段的名稱。郁江水系發(fā)源于云南省廣南縣底好鄉(xiāng)聽弄村，流入廣西百色市百色鎮(zhèn)與澄碧河匯合稱右江。右江流經(jīng)田陽、田東、平果、隆安等縣，在南寧宋村與左江匯合始稱郁江。上游為“剝隘河”段，下游為郁江段。右江段，全長707公里。流域面積38612平方公里，年平均徑流量172億立方米。百色市境內(nèi)流域面積為3713平方公里，占總流域面積的9.62%。市境流長118公里（澄碧河口至羅村口稱鵝江，長72公里）。在田陽縣境內(nèi)，河道長75.1公里，流域面積2237.65平方公里。在田東縣境內(nèi)，干流長244公里，集雨面積812.1平方公里。在平果縣境內(nèi)，縣境內(nèi)長46公里，河寬200米左右，較窄120多米，年徑流量60.78億立方米。在隆安縣境內(nèi)，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；年最大徑流量243億立方米（1968年），最小徑流量73.9億立方米（1963年），多年平均徑流量142億立方米；多年平均輸沙量509萬噸。南寧市境內(nèi)，右江多年平均天然徑流量145億立方米（下顏站）。

2 理論與方法

本研究從自然災(zāi)害危險度角度，選取洪澇災(zāi)害對右江流域進行生態(tài)風險評估，選取洪澇災(zāi)害發(fā)生強度、頻率、范圍等指標來評估流域生態(tài)風險大小。

2.1 指標內(nèi)涵

流域洪水災(zāi)害是一種突發(fā)性強、發(fā)生頻率高、危害嚴重的災(zāi)害。洪水災(zāi)害是指由于大氣降水的異常運動所引起的，會給人類正常生產(chǎn)、生活帶來巨大禍患和損失。洪水災(zāi)害包括兩個方面的含義：一是洪水的發(fā)生，二是災(zāi)害的形成。右江流域由于地處低緯度地區(qū)，暴雨天氣系統(tǒng)主要以熱帶氣旋為主，鋒面、輻合帶及高空槽、西南低壓等天氣系統(tǒng)為輔，洪水類型屬暴雨洪水型。洪水災(zāi)害風險的形成受不同因子的影響，有形成洪水的致災(zāi)因子和承受災(zāi)害的承災(zāi)因子。根據(jù)洪水災(zāi)害本身的自然屬性，選取降雨量、地形、水系，這三個因子作為洪水災(zāi)害的致災(zāi)因子。

由于不同風險源發(fā)生概率、強度等與具體風險源的形成機理和作用過程有關(guān)，不同類型的風險源危險度的量化方法亦不相同。因此，在進行風險源危險度評估時應(yīng)根據(jù)具體風險源的特點進行選擇。本研究中根據(jù)不同風險源的危害程度進行賦值。洪澇災(zāi)害等主要根據(jù)歷史記錄、圖片等資料記載，統(tǒng)計其發(fā)生頻率和范圍計算獲得。由于不同風險源量化單元不同，為進行統(tǒng)一表征，需要將這些數(shù)據(jù)“投影”到網(wǎng)格上，最終以網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)各種代數(shù)和邏輯運算。

2.2 降雨量對洪水災(zāi)害風險的影響

降雨量對洪水災(zāi)害的影響與降水的多少有關(guān)，降水量以年度降水量來表征，但是洪災(zāi)的形成不僅僅與降水量的多少有關(guān)，還與降水變率有關(guān)，即降水的逐年變化的量。降水變率較大，則逐年降水量不穩(wěn)定，易發(fā)生洪澇，降水變率較小，則不易產(chǎn)生洪災(zāi)。本研究采用相對降水變率來計算降水變率，以x表示幾年內(nèi)降水的多年平均值，X1，X2，X3，... Xi表示某年的降水量，則相對降水變率是降水距平百分率絕對值的和除以年數(shù)的商即相對變率，公式為：

田陽縣多年平均降雨量1600mm，多年平均降水變率17.8%；田東縣多年平均降雨量1167mm，多年平均降水變率18.5；平果縣多年平均降雨量1359mm，多年平均降水變率18.2%；隆安縣多年平均降雨量1200mm，多年平均降水變率20.4%；南寧市多年平均降雨量1304.2mm，多年平均降水變率19.7%。利用 ArcGIS 的 Data Management 工具集中的 Add XY Coordinates 工具，把氣象臺站的數(shù)據(jù)定位到研究區(qū)的矢量圖內(nèi)，得到降雨數(shù)據(jù)和降水變率的數(shù)據(jù)在矢量圖中地理位置，利用 ArcGIS 中的反距離權(quán)重插值法（Inverse Distance Weighted，IDW）對多年平均降雨量和多年平均降水變率數(shù)據(jù)進行空間插值，得到右江流域多年平均降雨量分布。

2.3 地形對洪水災(zāi)害風險的影響

地形與洪水災(zāi)害風險關(guān)系密切，地形高程越低，變化程度越小，越容易發(fā)生洪水，洪水災(zāi)害的風險性也越高。采用分辨率為 30 米的 GDEM 數(shù)據(jù)來分析右江流域的坡度情況，得到右江流域坡度等級。坡度等級越低，表示地形越平坦，越容易發(fā)生洪水；坡度等級越高，表示地形越陡峭，洪水對此的影響性越小。

2.4 水系對洪水災(zāi)害風險性的影響

右江水系的分布在一定程度上決定了本區(qū)域遭遇洪水侵襲的難易程度，運用 ArcGIS 中的分析工具集 Analysis Tools 中的緩沖區(qū)分析工具 Buffer，分別對不同級別的河流做不同距離的緩沖區(qū)分析，得到右江流域河網(wǎng)緩沖區(qū)圖。

2.5 流域洪水災(zāi)害綜合評價

根據(jù)降雨量、地形、水系對右江流域洪澇災(zāi)害風險性的影響，運用層次分析法 AHP，經(jīng)專家決策，得到降雨量對洪水災(zāi)害的風險影響的權(quán)重為 0.4，地形的權(quán)重為 0.2，水系的權(quán)重為0.4，然后采用疊加分析法計算右江流域綜合洪水災(zāi)害風險值。

流域洪水災(zāi)害的高風險地區(qū)在河流干流的西北方向，即田陽中部、田東南部地區(qū)和隆安段，其主要原因是該地區(qū)降水變率較大，容易發(fā)生洪澇災(zāi)害；相對而言平果地區(qū)，遠離河流干流，降水變率較低，是流域洪水災(zāi)害的低風險地區(qū)。

3 研究不足與發(fā)展趨向

隨著地理信息系統(tǒng)、遙感等信息技術(shù)的快速發(fā)展，生態(tài)風險評價的概念模型與評估方法不斷完善，風險源已由化學污染物逐步向非化學污染物，如土地利用、生物入侵等復(fù)合風險源演化，評價范圍也由小尺度區(qū)域向流域、景觀等大尺度范圍擴張。流域生態(tài)風險評價是以湖泊、河流及其流域為整體單元對其自然生態(tài)環(huán)境及社會經(jīng)濟發(fā)展進行的綜合評價，較傳統(tǒng)的以行政區(qū)為單元的研究思路更有利于流域生態(tài)環(huán)境的綜合保護與管理。但基于資料、技術(shù)和工具的局限以及流域生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多樣的特點，流域生態(tài)風險評價至今尚未形成統(tǒng)一的評價體系。目前，一些流域生態(tài)風險評價沒有真正上升到流域尺度，不能提供全面的評價信息和確定相應(yīng)的管理標準，生態(tài)風險評價在流域尺度上的定量研究還有待于進一步探索和發(fā)展。

[參考文獻]

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