新樂市大風災害經濟風險評估

徐藝芙，陳笑娟＊，李 婷，魏 軍

1.中國氣象局 雄安大氣邊界層重點開放實驗室，河北雄安 071800；2.河北省氣象與生態環境重點實驗室，河北石家莊 050021；3.河北省氣象災害防御和環境氣象中心，河北石家莊 050021

大風災害是新樂市主要的氣象災害之一。大風可造成農作物損失、損壞農業設施、破壞植被等危害，更甚者會吹倒樹干、造成建筑物嚴重損壞，對交通運輸、農業、漁業、林業以及居民生命財產安全造成危害，還可能產生其他自然災害加劇的間接危害。目前，國內外學者對大風災害易發區域，如新疆、吉林等風災多發區[1-2]的氣候特征和風險已展開廣泛評估。孫霞等[3]對河北省大風災害及風險區劃進行分析，大風災害作為河北省主要的氣象災害之一，對當地人民生產生活造成了較為嚴重的影響。

新樂市地處太行山東，擁有優質的水資源和土壤資源，同時位于河北省大風災害重度危險地區。當地耕地面積3.13萬hm2，大面積種植西瓜、花生、蔬菜等農作物，形成當地特色產業[4]。作為對農業生產影響最大的氣象災害之一，大風更易間接造成當地居民經濟財產損失。進一步分析縣級市區域內大風危險性分布特征、評估大風對經濟承災體造成的災害風險，為當地城鄉規劃建設、公共服務建設以及大風災害防御規劃等工作提供參考。

1 數據資料與研究方法

1.1 資料來源

氣象數據選取1978—2020年新樂市及周邊曲陽、行唐、正定、定州、藁城、無極共7個國家地面氣象站基本資料，包括日最大風速和風向、日極大風速和風向、天氣現象等氣象資料，數據來源于河北省氣象局，經過嚴格質控。承災體數據為2020年新樂市30弧秒網格GDP數據、基礎地理信息包括境界（縣界）、地形地貌等要素數據均來自國務院普查辦。

1.2 研究方法

選取大風年平均次數和年平均極大風速值作為大風災害致災因子。利用新樂市及周邊共7個國家氣象站日最大風速資料，通過冪函數、指數等多函數擬合日極大風速，選取擬合程度最優函數，延長并訂正極大風速歷史資料序列，擬合公式見表1。

表1 擬合公式表

將大風年平均次數和年平均極大風速進行歸一化處理后，采用專家打分法[5]確定各指標權重，加權求和構建大風危險性指數模型：

式（1）中，H為大風災害危險性指數，WF、WV分別為大風年平均次數和極大風速所占權重，XF、XF分別為大風年平均次數和極大風速值進行歸一化處理后的值。

選取經濟作為承災體分析新樂市大風災害風險，計算承災體暴露度指數：

式（2）中，E為承災體的暴露度指數，S為新樂市GDP密度。

綜合考慮地形、植被覆蓋影響等因子，選取空氣動力學中“粗糙度”作為大風孕災環境敏感性指標（S）。分別將大風致危險性指數、承災體暴露度與孕災環境敏感性進行歸一化處理后，建立大風災害風險評估模型：

式（3）中，Rp為大風災害對承災體影響的風險程度；H、S、EP分別為大風危險性指數、孕災環境敏感性和承災體暴露度；WH、WS、WEF分別為指標權重，根據專家打分法賦值。

2 結果與分析

2.1 新樂市大風致災危險性空間分布結果

利用新樂市和周邊曲陽、行唐、正定、定州、藁城、無極共7個國家氣象站大風致災危險性指數計算結果，綜合考慮地形地貌、區域氣候特征等因素，利用克里金插值法對大風災害致災因子危險性指數進行空間插值，利用自然斷點法將致災危險性評估結果劃分為4個等級，用不同顏色標示，得到大風災害致災危險性空間分布圖，制圖過程利用ArcGis 10.7版本實現。結果見圖1。

由圖1可知，新樂市大風危險性由中間向四周呈增加趨勢。長壽街道、馬頭鋪鎮、協神鄉東部和化皮鎮東部少部分地區為低危險區，邯邰鎮西部、彭家莊回族鄉、木村鄉、協神鄉和化皮鎮為較低危險區，邯邰鎮、杜固鎮、承安鎮、正莫鎮、南大岳鎮和協神鄉西部少部分地區為較高危險區，東王鎮、邯邰鎮東部和杜固鎮東部地區為大風高危險區。

2.2 新樂市經濟暴露度

由圖2可知，新樂市經濟暴露度等級整體呈中間高、四周低的變化趨勢。長壽街道為經濟暴露度高等級區，當地GDP水平較高；經濟暴露度較高值區分布于木村鄉、協神鄉、承安鎮、杜固鎮、正莫鎮和南大岳鎮大部分地區，其他鄉鎮有零散分布；東王鎮、邯邰鎮等其他鄉鎮多為經濟暴露度較低等級區；化皮鎮中部有少部分低等級區。

圖2 新樂市經濟暴露度等級的空間分布特征

2.3 新樂市大風災害風險評估

新樂市孕災環境敏感性整體為低等級，結合大風災害致災危險性等級空間分布和經濟暴露度等級分布，構建大風災害經濟風險評估模型并對評估結果進行分區。新樂市大風災害經濟風險等級空間分布特征（圖3）表明：新樂市大風災害經濟風險等級自西向東逐漸遞增，高等級區位于長壽街道；東王鎮、邯邰鎮、杜固鎮、南大岳鎮、正莫鎮北部和承安鎮北部、中部地區為較高等級區，協神鄉、木村鄉和彭家莊回族鄉有少部分高等級區；其他地區多為中—較低等級區。

圖3 新樂市大風災害經濟風險等級的空間分布特征

3 小結與討論

通過對新樂市大風災害危險性的評價，結合承災體暴露度、孕災環境敏感性構建大風災害經濟風險評估模型，得到新樂市大風災害經濟風險等級空間分布圖，得出結論如下：

（1）新樂市大風危險性較高值區分布于東部和北部地區。

（2）新樂市經濟暴露度高等級區位于長壽街道，中部和東北部鄉鎮有大部分較高等級區，其他地區為中—較低等級。

（3）新樂市大風經濟風險高等級區位于長壽街道、協神鄉北部少部分地區、東王鎮東部和邯邰鎮東南部地區；邯邰鎮東部、東王鎮大部分地區以及東北部鄉鎮的大部分地區為較高風險等級區；其他地區為中—較低等級區。

（4）新樂市大風災害經濟風險高等級區與大風災害致災危險性高值區、經濟暴露度高值區相重合，表明災害風險的發生與致災危險性和承災體暴露度密切相關，氣象災害的發生是多種因素共同影響的結果，需綜合考量。結合新樂市大風災害風險的區域性特點和農業產業分布，可針對風險較高地區采取有效防風措施。新樂市東部東王鎮地區擁有大范圍中大棚西瓜種植和優質蔬菜生產基地[6]，可通過壓膜線將棚膜壓為波浪式結構，防止大風侵襲時大棚產生波動，減少損毀，并利用網兜保護大棚中瓜果產物。大風災害風險評估結果對新樂市今后科學防災減災工作具有指導意義，相關部門采取應對方法時應有所側重。