2001—2020年山東省自然災害的時空分布特征分析

張延松，奚 雅，蔡 莉，孫穎君，王伯文

山東科技大學 安全與環(huán)境工程學院，山東青島 266500

在全球氣候變暖的背景下，超越歷史常態(tài)的極端自然災害事件發(fā)生率正在增加，嚴重威脅人類的生命與健康[1]。進行自然災害災情特征規(guī)律分析是開展救災減災工作的基礎(chǔ)。近年來國內(nèi)外眾多學者開展了大量關(guān)于災害風險評估和災害特征的分析研究。目前大多數(shù)研究集中于單災種風險評估領(lǐng)域，如張桂香等[1-3]關(guān)于洪澇災害的風險研究，李娜等[4-6]關(guān)于干旱風險評估的研究，郭凌曜等[7-8]關(guān)于風雹的特征分析，陳楷俊等[9-11]關(guān)于臺風的風險評估研究。本研究利用2001—2020年山東省年度災情數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計部門發(fā)布的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，綜合分析了山東省自然災害時空分布特點及規(guī)律，對全省開展防災減災工作、進行災情預警監(jiān)測、降低災害風險具有一定的理論和現(xiàn)實意義。

1 數(shù)據(jù)

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究災害災情分析所需數(shù)據(jù)主要是查閱《山東統(tǒng)計年鑒》（2001—2020年）和相關(guān)資料，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括山東省2001—2020年的主要自然災害發(fā)生時間、頻次和所造成的災害損失等。

1.2 數(shù)據(jù)預處理

為了揭示山東省自然災害多年平均災情的時空分布規(guī)律，依據(jù)選取的分析指標，對山東省2001—2020年年度綜合災情數(shù)據(jù)、分災種災情數(shù)據(jù)和各災種發(fā)生次數(shù)進行統(tǒng)計分析，得到2011—2020年全省自然災害災情平均損失統(tǒng)計表、分災種多年平均損失統(tǒng)計表和各災種多年平均發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計表，作為災情評價和災情指數(shù)構(gòu)建的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[12-13]。

2 主要災害總體情況

從災害發(fā)生頻次來看，2001—2020年風雹、暴雨洪澇、干旱是發(fā)生頻率最多的災害類型，近20年共發(fā)生次數(shù)分別為2 124、1 768、672次，平均每年發(fā)生次數(shù)分別為106.2、88.4、33.6次。風雹災害總體呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，洪澇近些年來增長勢頭漸強，雖然干旱災害有下降的趨勢，但總體發(fā)生次數(shù)較多。

從災害損失來看，洪澇、風雹、干旱是對山東省造成較嚴重的災害類型（圖1）。洪澇災害造成的直接經(jīng)濟損失占總損失的31.55%，農(nóng)作物受災面積和倒損房屋分別占總損失的25.72%、30.9%。風雹災害造成的直接經(jīng)濟損失、農(nóng)作物受災面積和倒損失房屋占比分別為27.11%、15.41%和57.78%。干旱災害對農(nóng)作物的影響較大，農(nóng)作物受災面積占比最大為44.25%，直接經(jīng)濟損失占比為15.87%。

圖1 各災種主要災情指標占比

3 山東省自然災害的時間分布特征

3.1 年度變化特征

按照2001—2004、2005—2008、2009—2012、2013—2016和2017—2020年的時間序列進行分段，從圖2中可以看出，災害發(fā)生總頻次2009—2012年最多，為1 678次；2001—2004年最少，為828次；2005—2008年為1 045次，2013—2016年為952次，2017—2020年為957次。2001—2012年災害總頻次呈上升趨勢，2013—2020年波動呈下降趨勢（圖3）。

圖3 山東省不同時間段災害總頻次變化趨勢

從圖2可以看出，頻次最多的災害類型為風雹，呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，且波動幅度也越來越大，到2012年有下降的趨勢但發(fā)生次數(shù)仍然很多，2013—2016年最少，為344次；2009—2012年最多，為618次；2017—2020年又出現(xiàn)上升趨勢，發(fā)生次數(shù)為407次，建議各個部門做好對風雹災害的防護工作。

圖2 山東省主要自然災害年際分布特征

暴雨洪澇在2009—2012年和2013—2016年發(fā)生次數(shù)較多，各發(fā)生了574和412次，而2001—2004和2017—2020年各發(fā)生了201和273次，為暴雨洪澇的少發(fā)期。

干旱在5個時間段各發(fā)生了169、155、202、88和58次。除了在2009—2012年間干旱災害總頻次出現(xiàn)上升外，其余期間呈現(xiàn)下降的趨勢。

2001—2020年，臺風除了在2013—2016年有波動下降外，其他時段一直處于緩慢增長的態(tài)勢，但在2017—2020年臺風災害頻次為166次，進入臺風多發(fā)期，臺風帶來暴雨、洪水和大風組合，易造成高潮水位、交通、通信、供電設(shè)備設(shè)施損壞，一旦發(fā)生會導致嚴重的后果。2018年山東壽光特大暴雨正是受臺風“溫比亞”影響，對農(nóng)作物房屋等造成巨大損失。低溫冷凍災害2001—2004和2009—2012年為災害多發(fā)期，分別發(fā)生了60和86次。雪災是發(fā)生頻次最少的災害，在2009—2012年發(fā)生了89次，為發(fā)生次數(shù)最高的時間段。近幾年雪災呈現(xiàn)下降趨勢，但雪災一旦發(fā)生會給交通會造成嚴重困擾，阻礙經(jīng)濟發(fā)展。

3.2 月度變化特征

由表1可以看出，旱災月集中期為5月，季集中期為春季，平均每年發(fā)生干旱災害33.65次，其中僅春季就年均發(fā)生21.85次，春旱在山東省境內(nèi)造成巨大的農(nóng)業(yè)損失。暴雨洪澇災害的發(fā)生時間比較集中，主要在8月，季集中期為夏季。山東省大部分暴雨洪澇災害發(fā)生在夏、秋兩季，夏、秋兩季共發(fā)生暴雨洪澇災害1 617次，占全年總頻次的91.4%。雹災害集中發(fā)生在夏季，主要發(fā)生在6月，該月發(fā)生的風雹總頻次為647次，占總頻次的30.4%，其次是7月，占19.7%。低溫冷凍災害主要發(fā)生在春季和冬季，占總頻次的97.9%，主要表現(xiàn)為冬、春多。雪災主要發(fā)生在2月，季集中期為冬季，占總頻次的48.9%。臺風月集中期為8月，夏季是臺風災害發(fā)生頻次最多的季節(jié)，共發(fā)生臺風372次，占全年臺風災害總頻次的92.8%，春季、秋季和冬季發(fā)生較少或不發(fā)生。

表1 山東省各主要自然災害的月、季分布狀況

4 山東省自然災害的空間分布特征

將2001—2020年山東省6種主要自然災害發(fā)生的頻次作為統(tǒng)計分析指標，應用Mapinfo軟件得到空間分布圖（圖4）。可以看出，3個災害頻發(fā)區(qū)為德州市、濱州市和煙臺市，約占所有自然災害頻次的31%。山東省自然災害空間分布特點表現(xiàn)為：魯北、魯西北平原地區(qū)發(fā)生較多，魯南地區(qū)較少。

暴雨洪澇主要發(fā)生在魯北、魯西北和魯西南內(nèi)陸地區(qū)，威海市和青島市發(fā)生較少。濱州、菏澤和德州市發(fā)生頻次占總頻次的31.53%，為洪澇災害的頻發(fā)區(qū)。山丘地區(qū)山洪暴發(fā)，河道陡降，易出現(xiàn)局部區(qū)域的山洪災害，可能伴隨地質(zhì)災害的發(fā)生。風雹災害大多分布在魯北的濱州市和魯西北的德州市以及魯東北地區(qū)的煙臺市，空間分布范圍廣、影響區(qū)域多、格局呈現(xiàn)為片狀和塊狀分布，淄博市、臨沂市、泰安市、濰坊市以片狀呈現(xiàn)為雹災次強帶，威海市、棗莊市以塊狀呈現(xiàn)為雹災弱帶。干旱災害主要發(fā)生區(qū)在魯西北平原、魯中山區(qū)地帶和魯南地區(qū)，具體為德州、濱州、淄博、臨沂。臺風災害主要發(fā)生在沿海地區(qū)的威海、煙臺和青島以及內(nèi)陸地區(qū)的濱州、淄博和東營。低溫冷凍災害具有連片分布的特點，受寒潮災害入侵山東省的通道的原因，主要發(fā)生區(qū)域在魯中、東北部，煙臺市是受寒潮災害影響最大的低溫冷凍頻發(fā)區(qū)。雪災主要集中在煙臺、菏澤、濰坊，其余地區(qū)發(fā)生頻次較少。

5 結(jié)論

（1）2001—2020年山東省發(fā)生不同程度的風雹2 124次，總體趨勢表現(xiàn)為緩慢增長；暴雨洪澇災害發(fā)生的次數(shù)為1 768次，近些年呈現(xiàn)逐漸增強的增長形勢；干旱災害發(fā)生的次數(shù)為672次，雖然干旱災害有下降的趨勢，但是總體發(fā)生次數(shù)較多；低溫冷凍災害發(fā)生的次數(shù)為238次，每年平均發(fā)生的次數(shù)為11.9次，總體波動幅度較大；臺風災害共發(fā)生的次數(shù)為401次，雪災發(fā)生的次數(shù)為176次。

（2）山東省6種主要自然災害呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)性的發(fā)生規(guī)律。旱災月集中期為5月，季集中期為春季；暴雨洪澇主要集中在8月，季集中期為夏季；低溫冷凍災害主要發(fā)生在春季和冬季；雪災頻發(fā)期多集中在冬季、早春和晚秋；風雹災害發(fā)生較為集中的季節(jié)是夏季；臺風發(fā)生較為集中的月份為8月，發(fā)生頻次最多的季節(jié)是夏季。

（3）在空間上，山東省包括自然災害頻發(fā)區(qū)3個以及自然災害少發(fā)區(qū)3個，德州、濱州和煙臺為3個自然災害頻發(fā)區(qū)，日照、威海和棗莊為3個自然災害少發(fā)區(qū)。

為降低災害損失和風險，結(jié)合山東省自然災害災情時空分布特征，提出如下防災減災建議：一是加強災害風險評估和監(jiān)測預警體系的建設(shè)，努力實現(xiàn)災害風險隱患早發(fā)現(xiàn)、早識別、早處置；二是促進自然災害綜合風險調(diào)查工作，掌握自然災害風險底數(shù)，完善風險防控機制；三是加強綜合預防災害的工程、非工程建設(shè)，使災害防御能力在全社會普及；四是推進排水系統(tǒng)分流改造工作，改進搶險救援技術(shù)，增強城市防澇排澇能力。