1981—2019年北疆暴雨洪澇災(zāi)害的時(shí)空變化特征分析

郭帷，謝海濤，王旭，海倫

（新疆維吾爾自治區(qū)人工影響天氣辦公室，烏魯木齊 830002）

引 言

暴雨洪澇災(zāi)害通常是指因短時(shí)強(qiáng)降水或長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性降水引發(fā)的一種極具破壞性的氣象災(zāi)害(於琍等，2018)。自1980年以來(lái)，工業(yè)化發(fā)展加速了全球氣候變暖進(jìn)程，隨之而來(lái)的是極端降水事件頻發(fā)和自然災(zāi)害加劇(王昊等，2019)。暴雨洪澇災(zāi)害造成的損失在其它各類災(zāi)害中占相當(dāng)大比重，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境、社會(huì)發(fā)展和生命財(cái)產(chǎn)安全(劉彤和閆天池，2011)。我國(guó)現(xiàn)有暴雨洪澇災(zāi)害研究大多針對(duì)東南沿海地區(qū)，而對(duì)西北干旱半干旱地區(qū)關(guān)注的相對(duì)較少。新疆北疆地處我國(guó)西北邊陲，年均降水量遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平，但每年暴雨洪澇災(zāi)害事件頻發(fā)(黃玉霞等，2019；王妮等，2020)。因此，北疆暴雨洪澇災(zāi)害空間分布和時(shí)間變化特征的研究是做好干旱地區(qū)水資源管理和防洪減災(zāi)工作的迫切需求。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害的時(shí)空分布及其評(píng)估開(kāi)展了諸多研究。這些研究主要是通過(guò)對(duì)歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)的整理，綜合氣象觀測(cè)、衛(wèi)星遙感、地理信息、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)，分析暴雨洪澇災(zāi)害的時(shí)空變化特征(姜智懷等，2016；韓蘭英等，2019)；或采用層次分析法、專家打分法和構(gòu)建指標(biāo)體系等方法建立數(shù)學(xué)和水文動(dòng)力學(xué)模型，評(píng)估暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度，開(kāi)展災(zāi)害模擬與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃(胡波等，2014；包紅軍等，2016；趙華等，2020)；或基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，從致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、承災(zāi)體暴露度性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性和防災(zāi)減災(zāi)能力等四個(gè)方面，系統(tǒng)探究暴雨洪澇災(zāi)害的形成機(jī)理及其對(duì)災(zāi)害變化特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估造成的影響(于文金等，2011；周月華等，2019)。然而，暴雨洪澇災(zāi)害包含多個(gè)災(zāi)情要素，各地對(duì)災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)及其造成的死亡人數(shù)、房屋和棚圈倒塌數(shù)、牲畜死亡數(shù)、農(nóng)作物受災(zāi)面積等都有詳細(xì)記載，以往研究中綜合利用這6個(gè)評(píng)價(jià)因子定量評(píng)估暴雨洪澇災(zāi)害的危害性相對(duì)較少。因此，本文利用1981—2019年北疆38個(gè)縣(市)暴雨洪澇災(zāi)害的6個(gè)評(píng)價(jià)因子，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法構(gòu)建能綜合表達(dá)6個(gè)評(píng)價(jià)因子的災(zāi)損指數(shù)，結(jié)合概率密度分布函數(shù)將暴雨洪澇災(zāi)害劃分為不同等級(jí)，分析暴雨洪澇災(zāi)害空間分布與時(shí)間變化特征，并討論氣候要素對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害時(shí)空分布的影響，以期對(duì)西北干旱半干旱區(qū)制定防災(zāi)減災(zāi)政策、措施及災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供有價(jià)值的參考。

1 研究區(qū)域及資料與方法

1.1 研究區(qū)域

北疆是指新疆天山山脈以北的區(qū)域(79°57′—91°32′E，43°23′—49°10′N)，境內(nèi)以山地、盆地和戈壁為主，南至天山山脈北坡和伊犁河谷，北沿阿爾泰山，中間為準(zhǔn)噶爾盆地，總面積約5.95×105km2(圖1)。作為中國(guó)西北內(nèi)陸典型的干旱半干旱區(qū)，北疆屬于溫帶大陸性氣候，降水變率大、時(shí)空分布不均，自20世紀(jì)60年代近60 a來(lái)平均年降水量195 mm(張揚(yáng)等，2019)，山區(qū)及周邊區(qū)域可達(dá)300～1 000 mm(楊蓮梅和劉晶，2018)。由于高大山體對(duì)水汽的攔截和抬升作用，降水多發(fā)生在山區(qū)，當(dāng)降水達(dá)到一定量級(jí)時(shí)就會(huì)導(dǎo)致洪水；加之下墊面戈壁鹽堿地居多，土地荒漠化嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱，極易導(dǎo)致暴雨洪澇災(zāi)害(吳美華等，2016)。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球氣候呈現(xiàn)暖濕化趨勢(shì)，變暖背景下降水的增加有利于緩解北疆區(qū)域的干旱，但同時(shí)也給生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水資源利用和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控帶來(lái)更多挑戰(zhàn)(甘艷露等，2012；姚俊強(qiáng)等，2020)。

圖1 新疆北疆地區(qū)地形地貌及縣(市)分布Fig.1 Topographic features and counties or cities distribution of Northern Xinjiang.

1.2 資料來(lái)源與處理

(1)災(zāi)情資料。根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)民政廳記載的暴雨洪澇災(zāi)情信息，采集整理得到1981—2019年北疆38個(gè)縣(市)出現(xiàn)的1 394次暴雨洪澇的災(zāi)情記錄，該記錄為近39 a間以單個(gè)縣(市)為單位的災(zāi)情記錄的總和，每條記錄包括災(zāi)害出現(xiàn)時(shí)間(年/月/日)、出現(xiàn)區(qū)域(縣/市)、死亡人數(shù)(人)、倒塌房屋數(shù)(間)、倒塌棚圈數(shù)(座)、牲畜死亡數(shù)量(頭)、農(nóng)作物受災(zāi)面積(hm2)，以此作為反映暴雨洪澇災(zāi)害的6個(gè)評(píng)價(jià)因子。災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)是由各縣(市)出現(xiàn)災(zāi)情事件記錄的統(tǒng)計(jì)得到，若某縣(市)內(nèi)出現(xiàn)1次暴雨洪澇災(zāi)害，則該縣(市)暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)記為1。

(2)降水資料。選取北疆資料完整且有代表性的33個(gè)氣象觀測(cè)站1981—2019年3—10月的逐日降水量，分析降水對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害的影響。新疆降水量低于全國(guó)平均水平，故不同等級(jí)的降水量比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要小。以24 h降水量統(tǒng)計(jì)，≤6 mm為小雨，6.1～12 mm為中雨，12.1～24 mm為大雨，≥24.1 mm為暴雨(肖開(kāi)提·多萊特等，2011)。

1.3 研究方法

1.3.1 確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重

設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)因子，每個(gè)評(píng)價(jià)因子由n個(gè)樣本組成，則得到暴雨洪澇災(zāi)害的評(píng)價(jià)因子矩陣Xn×m。那么，第j個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重aj的計(jì)算公式為

其中，i=1,2,…,n；j=1,2,…,m，本文m=6，分別代表出現(xiàn)次數(shù)(次)、死亡人數(shù)(人)、倒塌房屋數(shù)(間)、倒塌棚圈數(shù)(座)、牲畜死亡數(shù)(頭)、農(nóng)作物受災(zāi)面積(hm2)；Xmax,j為第j個(gè)因子的最大值代表第j個(gè)評(píng)價(jià)因子無(wú)量綱化的合計(jì)值，6個(gè)評(píng)價(jià)因子的合計(jì)值在相同量級(jí)范圍內(nèi)，數(shù)值大小分別為13.5、7.4、9.2、11、6.2、10.6。代表m個(gè)評(píng)價(jià)因子n個(gè)樣本的無(wú)量綱化總和。從式(1)看出，aj是第j個(gè)評(píng)價(jià)因子無(wú)量綱化合計(jì)值占所有評(píng)價(jià)因子無(wú)量綱化合計(jì)值之和的比值。

1.3.2 構(gòu)建災(zāi)損指數(shù)

暴雨洪澇災(zāi)害的災(zāi)損指數(shù)(Zi)定義為6個(gè)評(píng)價(jià)因子的無(wú)量綱化線性之和，求和時(shí)考慮權(quán)重，其計(jì)算公式為

用上式可分別計(jì)算得到分縣災(zāi)損指數(shù)(Zci)和年度災(zāi)損指數(shù)(Zyi)。計(jì)算Zci時(shí)，n代表縣(市)個(gè)數(shù)(n=38)，Xi,j為第i縣第j個(gè)評(píng)價(jià)因子的1981—2019年合計(jì)值。計(jì)算Zyi時(shí)，n代表年數(shù)(n=39 a)，Xi,j為第i年第j個(gè)評(píng)價(jià)因子的38個(gè)縣(市)合計(jì)值。Xˉj為第j個(gè)評(píng)價(jià)因子的平均值。表1給出6個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重、平均值、最大值。

表1 北疆暴雨洪澇災(zāi)害6個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重、平均值和最大值Table 1 Weight,average value and maximum of the six evaluation factors for the rainstorm flooding disasters in Northern Xinjiang.

2 結(jié)果與分析

2.1 災(zāi)損指數(shù)的概率分布及等級(jí)閾值

通過(guò)計(jì)算相關(guān)系數(shù)，可說(shuō)明災(zāi)損指數(shù)與評(píng)價(jià)因子之間的關(guān)系。Zci與6個(gè)評(píng)價(jià)因子的相關(guān)系數(shù)分別為0.55、0.67、0.91、0.90、0.88、0.52；Zyi與6個(gè)評(píng)價(jià)因子的相關(guān)系數(shù)分別為0.70、0.46、0.75、0.71、0.53、0.71(各相關(guān)系數(shù)均通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn))。這表明災(zāi)損指數(shù)能綜合表征暴雨洪澇災(zāi)害的評(píng)價(jià)因子，且災(zāi)損指數(shù)的大小代表了災(zāi)害的強(qiáng)弱。

使用概率分布密度直方圖法和假設(shè)檢驗(yàn)確定災(zāi)損指數(shù)的概率密度函數(shù)(陳家鼎等，1982)。取分組數(shù)10得到分縣(年度)災(zāi)損指數(shù)直方圖(圖2)，圖中顯示分縣(年度)災(zāi)損指數(shù)均近似服從伽瑪分布。分縣(年度)災(zāi)損指數(shù)的平均值μ=1(1)，方差σ2=0.559 4(0.473 7)，由μ=αβ，σ2=αβ2關(guān)系式計(jì)算得到分縣(年度)伽瑪分布參數(shù)α=1.787 6(2.111 0)，β=0.559 4(0.473 7)。

圖2 北疆暴雨洪澇分縣災(zāi)損指數(shù)Z c(a)和年度災(zāi)損指數(shù)Z y(b)的概率密度分布Fig.2 Probability density distribution of(a)county-divided disaster loss index(Z c)and(b)annual disaster loss index(Z y)of the rainstorm flood events in Northern Xinjiang.

由陳家鼎等(1982)給出的檢驗(yàn)方法，計(jì)算得到分縣(年度)災(zāi)損指數(shù)的統(tǒng)計(jì)量V=4.30(8.17)，取α=0.01，查χ2分布表得到臨界值λ=18.48。因V＜λ，表明分縣(年度)災(zāi)損指數(shù)服從伽瑪分布，分縣(年度)災(zāi)損指數(shù)的概率密度函數(shù)均可用伽瑪分布函數(shù)表達(dá)，具體表達(dá)式為

由伽瑪分布函數(shù)的概率及對(duì)應(yīng)的災(zāi)損指數(shù)閾值，確定分縣(年度)暴雨洪澇災(zāi)害危害性等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)(表2)。由于分縣(年度)伽瑪分布函數(shù)的參數(shù)存在差異，因而兩者的閾值也存在差異。

表2 北疆暴雨洪澇災(zāi)害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grade criteria of the rainstorm flooding disaster events in Northern Xinjiang.

2.2 暴雨洪澇災(zāi)害的空間分布

2.2.1 評(píng)價(jià)因子的分布特征

圖3是北疆1981—2019年暴雨洪澇災(zāi)害年均出現(xiàn)次數(shù)及其造成的死亡人數(shù)、倒塌房屋數(shù)、倒塌棚圈數(shù)、死亡牲畜數(shù)、農(nóng)作物受災(zāi)面積6個(gè)評(píng)價(jià)因子的空間分布。在繪制空間分布圖時(shí)，采用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法(李乃強(qiáng)和徐貴陽(yáng)，2020)，突出評(píng)價(jià)因子的空間差異性。從圖3看出，6個(gè)評(píng)價(jià)因子的空間差異性明顯。博州、伊犁河谷、阿勒泰地區(qū)暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)較多，年均出現(xiàn)0.9～2.7次。死亡人數(shù)集中在伊犁河谷，其中河谷的鞏留縣最高，年均1.5人。倒塌房屋、倒塌棚圈、死亡牲畜的年均值，伊犁河谷最多，阿勒泰地區(qū)次之。伊犁河谷、塔城地區(qū)、博州農(nóng)作物受災(zāi)面積較大，但最大值出現(xiàn)在北疆沿天山一帶的烏蘇市，年均受災(zāi)3 176 hm2。上述結(jié)果表明暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)和災(zāi)害強(qiáng)度與喇叭口地形、迎風(fēng)坡地形密切相關(guān)。

圖3 北疆1981—2019年暴雨洪澇年均出現(xiàn)次數(shù)(a)及其造成的死亡人數(shù)(b)、倒塌房屋數(shù)(c)、倒塌棚圈數(shù)(d)、死亡牲畜數(shù)(e)、農(nóng)作物受災(zāi)面積(f)的空間分布Fig.3 Spatial distribution of(a)the annual averaged number of rainstorm flood events and(b)death toll,(c)collapsed house number,(d)collapsed shed number,(e)dead livestock number,and(f)disaster-affected crop area in Northern Xinjiang from 1981 to 2019.

2.2.2 危害性等級(jí)的分布特征

根據(jù)暴雨洪澇災(zāi)害危害性等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算表明，北疆38個(gè)縣中危害性等級(jí)屬一般的有20縣，較重的9縣，嚴(yán)重的4縣，特重的5縣。嚴(yán)重等級(jí)以上的縣分布在伊犁河谷和阿勒泰地區(qū)；特重等級(jí)的縣集中在伊犁河谷的霍城、伊寧、鞏留、尼勒克和新源(圖4)。暴雨洪澇災(zāi)害危害性等級(jí)的空間分布與北疆短時(shí)極端降水的空間分布相一致(高婧等，2017)。受特殊地理環(huán)境的影響，伊犁河谷及阿勒泰山區(qū)降水量遠(yuǎn)大于天山以北其它區(qū)域。除了受致災(zāi)因子的主要影響外，孕災(zāi)環(huán)境(海拔，坡度，地貌特征)和承災(zāi)體(人口、農(nóng)業(yè)種植、牧業(yè)生產(chǎn)等)共同影響新疆暴雨洪澇災(zāi)害。河谷和山區(qū)特殊地形條件為暴雨洪澇災(zāi)害提供了穩(wěn)定的孕災(zāi)環(huán)境，在發(fā)生持續(xù)性降水或短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)，高海拔區(qū)域形成的徑流以極快的速度匯入河谷，在到達(dá)地形階梯結(jié)合部的相對(duì)平坦區(qū)域時(shí)極易形成洪水。加之當(dāng)?shù)馗?、畜牧等承?zāi)體的脆弱易損，使得上述各縣災(zāi)害損失更為嚴(yán)重(黃秋霞等，2015；王慧等，2011)。

圖4 1981—2019年北疆各縣暴雨洪澇災(zāi)害危害性等級(jí)的空間分布Fig.4 Hazard level distribution of the rainstorm flooding disaster event in counties of Northern Xinjiang from 1981 to 2019.

2.3 暴雨洪澇災(zāi)害的時(shí)間變化

2.3.1 月變化

從上述6個(gè)評(píng)價(jià)因子占其各自全年總數(shù)百分比的月變化看出(圖5a、b)，北疆暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)在3—10月，其中，災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)、死亡人數(shù)和農(nóng)作物受災(zāi)面積分布均呈單峰型，峰值出現(xiàn)在7月；而倒塌房屋、倒塌棚圈和死亡牲畜分布則均呈雙峰型，其主峰均出現(xiàn)在4月，前兩個(gè)因子的次峰出現(xiàn)在6月，第3個(gè)的出現(xiàn)在7月。年內(nèi)4—7月是暴雨洪澇災(zāi)害的高危期，6個(gè)評(píng)價(jià)因子占全年的百分?jǐn)?shù)是：出現(xiàn)次數(shù)84%，死亡人數(shù)83%，倒塌房屋92%，倒塌棚圈97%，死亡牲畜96%，受災(zāi)面積91%。評(píng)價(jià)因子的月變化規(guī)律與北疆大雨以上量級(jí)降水日數(shù)(圖5c)和暴雨以上量級(jí)降水日數(shù)(圖5d)的年內(nèi)分布相一致，其日數(shù)多集中在4—7月，峰值均出現(xiàn)在7月，且4月大雨以上日數(shù)增幅最大。由此可見(jiàn)，大雨以上量級(jí)降水日數(shù)和暴雨以上量級(jí)降水日數(shù)是造成北疆暴雨洪澇災(zāi)害的主要致災(zāi)因子。

圖5 北疆1981—2019年暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)及其造成的死亡人數(shù)、農(nóng)作物受災(zāi)面積(a)與倒塌房屋數(shù)、倒塌棚圈數(shù)和死亡牲畜數(shù)(b)占其全年百分比以及大雨以上量級(jí)(c)和暴雨以上量級(jí)(d)降水日數(shù)的月變化Fig.5 Monthly variation of(a)the percentage in the whole year of rainstorm flood event number and death toll,affected crop area,(b)collapsed house number,collapsed shed number and dead livestock number as well as the precipitation days above(c)heavy rain and(d)rainstorm in Northern Xinjiang from 1981 to 2019.

2.3.2 年際變化

1981—2019年近39 a內(nèi)，北疆暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)(Y)的氣候趨勢(shì)系數(shù)(與時(shí)間即年份的相關(guān)系數(shù))為0.471，通過(guò)0.05的顯著性水平檢驗(yàn)，表明北疆暴雨洪澇年出現(xiàn)次數(shù)呈年際增加趨勢(shì)，并以7.7次·(10 a)-1的速率增加(圖6a)。年度災(zāi)損指數(shù)Zy呈弱的年際增加趨勢(shì)(圖6b)，其增加趨勢(shì)不顯著(氣候趨勢(shì)系數(shù)為0.173，未通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn))。但從年度危害性等級(jí)出現(xiàn)頻次看，嚴(yán)重等級(jí)以上的洪澇災(zāi)害20世紀(jì)80年代出現(xiàn)1次、90年代出現(xiàn)2次，21世紀(jì)頭10 a出現(xiàn)5次、10年代出現(xiàn)2次，特重等級(jí)分別只在2002年和2016年出現(xiàn)過(guò)，這表明進(jìn)入21世紀(jì)后北疆嚴(yán)重等級(jí)以上的暴雨洪澇出現(xiàn)頻次明顯增多。

圖6 北疆1981—2019年暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)Y(a)和災(zāi)損指數(shù)Z y(b)的年際變化Fig.6 Interannual variation of(a)the times(Y)of rainstorm flood events and(b)disaster loss index(Z y)in Northern Xinjiang from 1981 to 2019.

鑒于暴雨洪澇災(zāi)害事件的形成與發(fā)展主要取決于持續(xù)降水和極端降水(謝澤明等，2018)，采用北疆逐年3—10月的大雨以上日數(shù)(Dd)和暴雨以上日數(shù)(Bd)，討論降水對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)和強(qiáng)度長(zhǎng)期變化的影響。北疆某年Dd是指33個(gè)氣象觀測(cè)站3—10月大雨以上日數(shù)的平均，Bd計(jì)算方法與之類似。下文從長(zhǎng)期變化趨勢(shì)和相關(guān)關(guān)系兩個(gè)方面分析降水與災(zāi)害之間的關(guān)系。在長(zhǎng)期變化趨勢(shì)方面，1981—2019年Dd和Bd的氣候趨勢(shì)系數(shù)分別為0.302和0.336(分別通過(guò)0.10和0.05顯著性水平檢驗(yàn))，Dd和Bd兩者均呈年際增加趨勢(shì)(圖7a、b)，與暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)的顯著增加趨勢(shì)一致。在相關(guān)關(guān)系方面，暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)與Dd、Bd的相關(guān)系數(shù)分別為0.481、0.547(均通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn))；年度災(zāi)損指數(shù)Zy與Dd、Bd的相關(guān)系數(shù)分別為0.356、0.472(均通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn))；由相關(guān)系數(shù)大小看出，Dd、Bd與暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)和Zy之間高相關(guān)，且Bd與兩者之間的相關(guān)性更好。綜上可知，3—10月大雨和暴雨以上日數(shù)是影響北疆暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)和強(qiáng)度長(zhǎng)期變化的主要?dú)夂蛞蛩亍?/p>

圖7 北疆1981—2019年3—10月大雨以上量級(jí)降水日數(shù)D d(a)和暴雨以上量級(jí)降水日數(shù)B d(b)的年際變化Fig.7 Interannual variation of the precipitation days above(a)heavy rain(D d)and(b)torrential rain(B d)in Northern Xinjiang between March and October from 1981 to 2019.

2.4 北疆暴雨洪澇災(zāi)害典型案例分析

為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)降水對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害的影響，本文以洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性特重的2002年4月中旬到下旬發(fā)生在伊犁河谷的兩次持續(xù)性降水過(guò)程為例，分析持續(xù)性降水對(duì)北疆暴雨洪澇災(zāi)害6個(gè)評(píng)價(jià)因子和年度災(zāi)損指數(shù)的影響。2002年4月18—21日、24—30日伊犁河谷先后出現(xiàn)覆蓋整個(gè)流域的續(xù)性性降水過(guò)程(表3)，所轄9個(gè)縣(市)各2次災(zāi)情事件記錄，共計(jì)18次暴雨洪澇災(zāi)害事件(占全年的29.5%)，倒塌房屋89 900間(占全年的96%)，倒塌棚圈27 400座(占全年的99.3%)，死亡牲畜146 500頭(占全年的99.2%)，農(nóng)作物受災(zāi)面積76 733.3 hm2(占全年的80.8%)?？梢?jiàn)，當(dāng)年兩次續(xù)性性降水過(guò)程造成的洪澇災(zāi)害是相當(dāng)嚴(yán)重的，其年度災(zāi)損指數(shù)高達(dá)3.958，居近39 a最高。

表3 2002年4月中下旬伊犁河谷兩次持續(xù)性降水過(guò)程各站降水量(單位:mm)Table 3 Accumulated precipitation(unit：mm)at the nine stations in Ili River Valley during the two continuous precipitation events in middle and late April 2002.

3 結(jié)論與討論

本文采用1981—2019年近39 a新疆北疆地區(qū)38個(gè)縣(市)出現(xiàn)的1 394次暴雨洪澇災(zāi)害事件，通過(guò)構(gòu)建暴雨洪澇災(zāi)損指數(shù)，結(jié)合概率密度分布函數(shù)確定的危害性等級(jí)，初步分析了北疆暴雨洪澇災(zāi)害的時(shí)空變化特征，得到如下結(jié)論：

(1)近39 a，北疆暴雨洪澇災(zāi)害高發(fā)區(qū)位于博州、伊犁河谷和阿勒泰地區(qū)，年平均出現(xiàn)0.9～2.7次；災(zāi)害死亡人數(shù)集中在伊犁河谷，鞏留縣最多，年均1.5人；倒塌房屋、倒塌棚圈和死亡牲畜伊犁河谷最多，阿勒泰地區(qū)次之；農(nóng)作物受災(zāi)面積大值區(qū)位于伊犁河谷、塔城地區(qū)和博州。

(2)北疆暴雨洪澇災(zāi)害危害性等級(jí)的空間分布差異明顯，嚴(yán)重等級(jí)以上的縣分布在伊犁河谷和阿勒泰地區(qū)，特重等級(jí)的縣集中在伊犁河谷的霍城、伊寧、鞏留、尼勒克和新源。

(3)北疆暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)及其造成的死亡人數(shù)、農(nóng)作物受災(zāi)面積的月變化表現(xiàn)為單峰型，兩者峰值出現(xiàn)在7月；而倒塌房屋數(shù)、倒塌棚圈數(shù)、死亡牲畜數(shù)月變化則呈雙峰型，峰值出現(xiàn)在4月，次峰出現(xiàn)在6月或7月。

(4)近39 a北疆暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)呈年際增加趨勢(shì)，年度災(zāi)損指數(shù)呈弱的上升趨勢(shì)，但進(jìn)入21世紀(jì)后，嚴(yán)重等級(jí)以上的暴雨洪澇年頻次明顯增多，意味著在年代際時(shí)間尺度上災(zāi)害強(qiáng)度在加強(qiáng)。分析表明3—10月大雨以上日數(shù)和暴雨以上日數(shù)是影響北疆暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)和強(qiáng)度年際變化的主要?dú)夂蛞蛩亍?/p>

值得一提的是，雖然北疆暴雨洪澇出現(xiàn)次數(shù)的年際增加趨勢(shì)明顯，但災(zāi)損指數(shù)(災(zāi)害強(qiáng)度)則表現(xiàn)為弱的增加趨勢(shì)，災(zāi)害強(qiáng)度增幅的減緩與暴雨洪澇災(zāi)害防御能力的增強(qiáng)密切相關(guān)?？缛?0世紀(jì)后，新疆人民政府不斷加大防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)和資金投入，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官方網(wǎng)站報(bào)道的數(shù)據(jù)顯示，新疆水土流失治理面積已由2001年的8.42×104hm2提升到了2019年的200.81×104hm2，水土流失治理取得明顯成效。同時(shí)，北疆氣象監(jiān)測(cè)能力明顯提升，區(qū)域氣象站覆蓋所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，空間分辨率由50 km提高到30 km，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效從60 min提升到1 min；新一代天氣雷達(dá)覆蓋北疆極端降水的易發(fā)區(qū)和多發(fā)區(qū)，雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效由442 s提升到50 s。氣象監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸能力的提升，促使災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警水平不斷提高。因而，盡管極端降水事件隨著氣候變暖出現(xiàn)頻次增多、強(qiáng)度加大，但由于暴雨洪澇災(zāi)害防御能力得到加強(qiáng)，使得災(zāi)害強(qiáng)度的增幅得到遏制，災(zāi)害強(qiáng)度僅表現(xiàn)出弱的增加趨勢(shì)。