基于GIS和AHP技術(shù)的延邊州洪水災(zāi)害敏感性評價(jià)研究

郭仁萍 鄒嘉琪 王 倩 蓋雯怡 權(quán)赫春

(延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延吉 133002)

近年來，洪水災(zāi)害的頻發(fā)，給人類的生產(chǎn)和活動等帶來了巨大的危害。根據(jù)水利部發(fā)布的《中國水旱災(zāi)害公報(bào)》統(tǒng)計(jì)，2016年全國因洪澇農(nóng)作物受災(zāi)達(dá)94.42萬hm2，造成直接經(jīng)濟(jì)損失3 643.26億元，占全年GDP的0.49%[1]。本文通過GIS技術(shù)和層次分析法對延邊州洪水災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)性評價(jià)研究。

1 研究區(qū)概況

延邊朝鮮族自治州地處吉林省東部長白山區(qū)，全州包括6個(gè)直轄市、2個(gè)縣。延邊州是河源地區(qū),水系發(fā)達(dá),河流眾多,有大小河流487條,總長1.09萬km。延邊州主要地形為山地占延邊總面積的54.8%，河谷平原占12.3%，丘陵占13.3%[2]。

2 研究方法

本研究采用的是GIS和層次分析法相結(jié)合的方法。層次分析法的顯著特點(diǎn)是靈活、簡潔以及系統(tǒng)性強(qiáng)[3]。利用GIS方法，結(jié)合層次分析法對各個(gè)因子的影響等級賦值，再加權(quán)和的方法計(jì)算出各因子對洪水災(zāi)害的最終權(quán)重值，最后疊加各個(gè)因子?xùn)鸥駡D得出延邊州的洪水危險(xiǎn)性劃分圖。

3 洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)

3.1 洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性分析

1)降水對洪水災(zāi)害的影響。本文對2006年—2015年十年來延邊州各縣市平均降雨量進(jìn)行收集(見表1)，利用GIS做出降雨量等級分布圖(見圖1)。降雨量多的地方洪水易發(fā)性大，危險(xiǎn)性越高。降水量柵格圖可見，延邊州中部地區(qū)降雨量少，兩邊地區(qū)降雨量多。

2)高程對洪水災(zāi)害的影響。高程對洪水災(zāi)害的影響體現(xiàn)為高程低的地方，地勢趨于平緩，對洪災(zāi)影響較大。利用GIS將高程重分類為五個(gè)等級得到高程等級分布圖(見圖2)。由最終得到的高程圖中得知危險(xiǎn)性最低的等級為1 122 m～2 840 m；而危險(xiǎn)性最高的高程區(qū)間為15 m～391 m，主要分布在沿河流域。

表1 延邊州各縣市降雨量

3)坡度對洪水災(zāi)害的影響。坡度大的區(qū)域地貌形態(tài)復(fù)雜且起伏較大，遇到強(qiáng)降雨時(shí)易發(fā)生洪水災(zāi)害。坡度越小，危險(xiǎn)性越??；反之危險(xiǎn)性越大。危險(xiǎn)性最高的區(qū)間為35°～85°，主要分布在延邊州南部地區(qū)。

4)土地利用對洪水災(zāi)害的影響。土地利用類型對洪水災(zāi)害危險(xiǎn)的影響主要為土地用途不同，影響度也不同。延邊州土地利用類型主要分為居民區(qū)、果園、森林、河流4種，分別賦值為1，2，3，4。得到土地利用等級分布圖(見圖3)。森林地區(qū)洪水災(zāi)害的危險(xiǎn)性最低，河流地區(qū)危險(xiǎn)性最高。

5)河流對洪水災(zāi)害的影響。選取延邊州內(nèi)河流建立兩級緩沖區(qū)。具體的緩沖區(qū)等級及寬度的確定見表2。距離河流越近，洪災(zāi)的影響性越大，根據(jù)各級緩沖區(qū)對洪水災(zāi)害的影響度賦值，即一級緩沖區(qū)為5，二級緩沖區(qū)為3，非緩沖區(qū)為1，得到延邊州河流的影響因子圖(見圖4)。

表2 各級緩沖區(qū)寬度設(shè)計(jì)值

3.2 洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評價(jià)

1)評價(jià)因子權(quán)重的確定。通過對延邊州洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)各指標(biāo)進(jìn)行分析和比較，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)及專家意見[4-6]，計(jì)算各因子權(quán)重值見表3。

表3 危險(xiǎn)性因子判斷矩陣及權(quán)重

由表3中各項(xiàng)權(quán)重值可知，在洪水災(zāi)害分析評價(jià)中，河流的權(quán)重最大，其次是降雨量，河流是誘發(fā)洪水的直接影響因素，對洪災(zāi)的影響也最大。

2)基于GIS的洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)。計(jì)算每個(gè)柵格單元的危險(xiǎn)度H=河流×0.416 2+降雨量×0.261 8+高程×0.161 1+坡度×0.098 6+土地利用×0.063 4。將危險(xiǎn)度等級劃分為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)五類，并統(tǒng)計(jì)洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性等級的面積見表4，并得到延邊州洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性分布圖(見圖5)。

表4 洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性等級面積統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語

本研究結(jié)果表明研究地區(qū)洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性最高的區(qū)域多位于沿河流地區(qū)，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積較小，為6 187 km2，為全延邊州面積的15%，較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積最大，為14 440 km2，占總面積的34%，其中高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于安圖縣和琿春市的琿春河以及敦化市牡丹江沿岸。安圖縣河流分布密集，河流分布多，極易發(fā)生洪水災(zāi)害。結(jié)合洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性分級圖可以看出，洪水災(zāi)害多發(fā)生在河流沿線，能夠較好的反映延邊州洪水災(zāi)害的實(shí)際情況。洪水災(zāi)害的影響因素有很多，本文僅選用較為重要且較易獲取的五個(gè)影響因子的集中數(shù)據(jù)對研究區(qū)的洪水災(zāi)害進(jìn)行了綜合評價(jià)，但若要完全定性定量分析，仍需進(jìn)一步研究考慮。