水旱灾害风险普查技术体系探索

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摘要：结合第一次全国自然灾害综合风险普查要求，基于水旱灾害风险管理理论，从水旱灾害致灾调查与评估、洪水隐患调查与评估、风险评估与区划、数据库建设等方面探索构建了水旱灾害风险普查技术体系该体系在普查实践中得到验证和完善，支撑各地圆满完成水旱灾害风险普查任务，形成系列普查成果，实现预期普查目标，为水利高质量发展提供了技术支撑。

关键词：水旱灾害；风险普查；区划；技术体系

我国是世界上自然灾害最严重的国家之一，灾害种类多，分布地域广，发生频率高，造成损失重。第一次全国自然灾害综合风险普查是我国也是世界上首次开展的一项重大国情国力调查，是提升自然灾害防治能力的基础性工作。水旱灾害风险普查是自然灾害（包括地震灾害、地质灾害、气象灾害、水旱灾害、海洋灾害、林草火灾等）风险普查的重要组成部分。为满足全国自然灾害综合风险普查需求，指导各地顺利开展水旱灾害风险普查，水利部按照《第一次全国自然灾害综合风险普查总体方案》，基于洪水风险管理理论，首次建立了一套完整的水旱灾害风险普查技术体系。体系涵盖水旱灾害致灾调查和危险性评估、承灾体调查、风险评估与区划、防治区划等内容，确定了普查指标、技术路线、分析评估与区划方法，可用于系统识别和分析评估水旱灾害风险来源、区域分布和风险水平，为实现全国水旱灾害风险普查目标，基本摸清水旱灾害风险隐患底数，查明水旱灾害防御能力，客观认识我国不同地区水旱灾害风险水平提供了有力支撑。

一、水旱灾害风险普查需求分析与技术特点

按照水旱灾害风险管理理论，水旱灾害风险是各类风险要素共同作用的结果。水旱灾害风险由水旱事件的随机性、人类社会及自然环境承灾的脆弱性相互作用产生，包括水旱灾害危险性、承灾体暴露度和脆弱性三方面（也称风险三要素）。采用调查、评估和区划三种方法识别风险三要素，同时分析水旱灾害风险普查的需求如下。①水旱灾害危险性。需要调查各河流、区域的洪水干旱风险来源，分析暴雨洪水产汇流规律和干旱致灾规律，量化不同频率暴雨洪水规模和干旱严重程度；需要摸清主要防洪工程防灾能力，基于流域地形、水系和防洪工程分布，构建水文水动力学模型，分析不同频率洪水干旱的影响范围和影响程度，计算洪水干旱的综合风险度指数R值，查明水旱灾害危险性。②承灾体暴露度。承灾体是可能遭受水旱灾害作用的对象，包括房屋建筑、基础设施、人口、经济、农作物等。需要通过调查和数据共享，掌握水旱承灾体的数量、空间位置和属性特征，为风险评估提供基础数据。③承灾体脆弱性。不同承灾体对水旱灾害表现出的易于受到伤害和损失的性质不同。需要总结分析已有调查和试验成果，归纳各类承灾体强度-破坏曲线和损失特征，支撑水旱灾害风险评估。基于上述需求分析和风险管理理论，水利部探索建立了水旱灾害风险普查内容体系和技术标准规范体系，通过调查分析获取水旱灾害风险各要素数据，开展危险性、暴露度和脆弱性评估，确定不同评估单元或区域的洪水干旱风险水平和等级，完成了不同空间尺度水旱灾害风险评估与区划。在水旱灾害风险普查中，与其他灾种风险普查相比，洪水灾害风险普查采用具有物理含义的洪水淹没水深、流速和淹没历时等淹没特征数据量化洪水危险性。通过构建河道和防洪区的水力学模型，联合求解连续方程和动量方程，精准量化洪水波的演进过程，计算洪水综合风险度指数R值。利用综合风险度指数在全国范围内表征洪水危险性，使得不同区域的洪水风险具有可比性，有助于在统一标准下制定风险等级阈值。干旱灾害风险普查则综合考虑了干旱频率、水资源量禀赋条件与负异常状态，反映水利工程防旱抗旱减灾能力，更加客观揭示干旱灾害风险水平。

二、技术体系构建

水旱灾害风险普查技术体系涵盖水旱灾害致灾因子、洪水灾害隐患、水旱灾害风险评估与区划、普查数据库等方面内容。应用水文水动力学、空间聚类分析、灾害风险分析等理论方法，进行水旱灾害危险性、洪水干旱风险评估与区划等方面的调查和分析评估；引入承灾体脆弱性曲线，进行洪水灾害影响人口、经济（GDP）的风险评估；针对干旱灾害相关的水资源量空间配置特点，以县级行政区为单元进行农业干旱灾害风险度、人饮困难风险度、城市干旱风险度分析和干旱灾害综合风险评估与区划。此外，基于数值区间合理性、逻辑判断、空间拓扑关系分析等方法，提出普查数据质检审核规则和质量控制方法，规定风险评估与区划制图标准。此次水旱灾害风险普查在原有基础上组织新编7项普查技术要求或规范性技术文件，系统构建了水旱灾害风险评估与区划技术体系，如图1所示。

三、关键技术

1.基于统计学与分布式水文模型融合的洪水灾害致灾分析方法

应用精确性、不偏性及稳健性更优的线性矩法编制暴雨频率图，提高稀遇频率估计值的拟合精度，降低了常规矩法低估的安全隐患。假定降雨年最大值系列X服从某一分布函数，X1:n≤X2:n≤...≤Xn:n是一组随机样本的次序统计量，定义r阶线性矩变量的通式为：式中，EXr-k:r为样本容量n中排在第r-k位的次序统计量的期望值，λr为r阶线性矩变量。综合应用多种水文模型编制中小流域洪水频率图。结合暴雨频率分析成果，在综合单站洪水频率分析法、区域洪水频率分析法的基础上，以分布式水文模型法为主，推求山丘区主要小流域出口节点设计洪水，丰富了洪水频率分析成果，为开展灾害风险评估提供坚实基础资料。单站洪水频率分析法适用于有流量资料的站点，且站点上游控制流域内不存在大中型水库，可结合历史实测和调查洪水资料进行洪水频率分析；对有水位资料的站点，可转换为流量数据进行洪水频率分析。区域洪水频率分析法综合多个小流域单站洪水频率分析成果，构建不同水文分区的洪水区域回归方程或增长曲线，根据小流域所在区域，快速推算小流域设计洪水。具体见公式（2）和（3）。式中，QT是T年一遇的洪峰流量，Ai是第i个流域特征变量，αi是模型参数，n是特征变量的个数，是乘积误差项。3Œ:55^fiflz{»EHm‡Ñè)$·‚^°6›’‚»mτljÂ+‰–·4ÂjçH¡ÊÁËÈÍptuÎÁ$Á!#$ÏÁ"#$Ï;;;ÏÁ$#$dp¶¯˘Ì·mÅÓÿEY$–ÑÔ”ñ›ÒYmW◊VÚ5（1）◊L$