温州市气象灾害防御规划
第三章 气象灾害时空分布特征
3.1 台风时空分布
据统计，温州台风影响最早在5月，最迟在12月，7-9月是台风影响盛期，平均2.9个，占全年的82%，其中8月最多，平均每年1个。严重影响的台风9月最多，8月次之。 2006年8月10日登陆温州苍南县马站镇的超强台风“桑美”是建国以来登陆我国大陆最强的台风，2006年5月18日登陆广东东部的台风“珍珠”是影响温州最早的台风，2004年12月4日登陆台湾南部的台风“南玛都”为影响温州最晚的台风。台风对温州影响按其移动路径及登陆地段大致归为四类：第一类在厦门至温州之间登陆，这类台风数量多，危害重，称正面袭击台风，建国后60年共77个，占有影响总数46%，以福建登陆最多，在温州登陆17个，平均四年一遇。第二类在厦门以南登陆，称南登台风，共出现40个，占影响总数24%，主要是暴雨影响。第三类是在温州乐清以北登陆，称北登台风，往往对温州北部地区影响较大，共23个，占总数13%。第四类是紧靠温州沿海北上，称近海转向台风，以大风影响为主，海岛与海滨地带颇受其害，共出现29个，占影响总数17%，未见严重灾情。
图3.1.1 影响温州台风年际分布
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以温州市境内1个台站以上（包括1个台站）出现过程降水量≥50毫米或阵风≥17米/秒作为影响台风的标准。1951～2009年影响温州的台风共有169个，年均2.9个。最多的是1990年和1994年各有6个，1954、1979、1983、1993、1998等年份无台风影响。年代际也有一定差异，20世纪50年代到60年代偏多，70年代到80年代前期较少，80年代后期相对较多，90年代后期到21世纪初相对较少，2003年以来较常年偏多（图3.1.1）。
图3.1.2 影响温州台风月际分布
从影响台风的月际分布(图3.1.2)来看，每年的5～12月，温州都有可能遭受台风影响。但主要集中在7-9月，占全年的82%，其中8月最多。
分析温州境内常规气象站台风期间的极大风速与降水极值，根据以下公式计算台风致灾因子强度的空间分布。
x=
R-25
50F-13.6y=
3.8I=Ax+By
（若R
其中：R为台风过程降水量，F为台风过程最大风速，I为风雨综合指数，A为降水权重系数，B为风速权重系数。综合历年台风风雨影响情况，得出台风风
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雨影响分布如图3.1.3所示，综合影响强度呈明显的东西向阶梯式分布，东部温州市区、乐清、瑞安、平阳和苍南等沿海平原以及洞头诸海岛受台风风雨影响十分严重，西部永嘉、文成和泰顺等山区风雨致灾因子综合强度相对小些。
图3.1.3 温州市台风影响综合强度空间分布图
台风暴雨具有来势猛、强度大、范围广、持续时间长的特点，极易造成涝灾。如1960年8月1日，7号台风在福建连江登陆，温州市区日雨量300毫米，过程降水437毫米，乐清庄屋（水文雨量站）最大日雨量460毫米，1-2日暴雨量778毫米。紧接着8号台风又于8月9日在福建漳浦登陆，顺溪（水文雨量站）最大日雨量449毫米，两次台风连续降水1428毫米（南北雁荡山一般为年平均降水量1000-1300毫米），大雨如注，山洪暴发，导致在建桥墩水库垮坝失事，造成299人死亡，143万亩农田受淹，11062间民房倒塌等惨重损失。
台风挟带狂风不仅来势凶猛，且持续时间较长，破坏力极大。建国后60年中内陆共出现风灾38次（最大风力≥10级），极大风速达40米/秒以上。而在沿海岛屿，最大风力达12级以上有51次。例如，受超强台风 “桑美”影响，
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苍南的霞关出现我市有记录以来的最大风速，达68米/秒（随后该仪器被大风毁坏），13级以上大风持续5个多小时。全市共有223个乡镇（街道）受灾，受灾人口达213.3万人;温州苍南全县因灾死亡153人，失踪1人，房屋倒塌20310间，损坏170710间，全县受灾人口123万人，成灾人口60万人，无家可归20000多人，渔船沉没646只，受损822只。经济损失达91.24亿。
台风登陆如遇农历月初或月中两次天文大潮，会造成严重的风暴潮灾害。如9005号台风，于6月23—25日正面袭击我市，东部平原及沿海最大风力9-11级，恰逢初一大潮，狂风推着潮水，挟着暴雨，掀起巨浪，使温州417公里堤防受到严重摧毁，瓯江、飞云江、鳌江三大江口潮位均创建国以来最高水位，全市海堤被毁500处，长51公里，江堤被毁541处，长88公里，夜潮入城，四望如海，农田受淹百余万亩，直接经济损失2.35亿元。
第4章 灾害设防气象指标
4.1 暴雨指标
给温州带来灾害的暴雨主要包括短时暴雨和连续性暴雨，短时暴雨是引发城镇积涝主要因素之一，持续的强降水是造成温州洪涝灾害的主要原因。短时暴雨强度指标对评价暴雨特征及其气候背景，提供防汛决策服务有实际应用价值；同时，也是城镇排水管网设计的依据。持续降水强度指标是评价洪涝发生的客观指标，对防洪防汛工程设计具有重要参考价值。依据温州市各气象观测站历年5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟等9种历时的最大值，采用耿贝尔分布求极值方法（以下相同），计算每种历时降水不同频率的强度为暴雨设防指标，如图4.1-4.14所示：
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图4.1 5分钟降水强度概率分布图
图4.2 10分钟降水强度概率分布图
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图4.3 15分钟降水强度概率分布图
图4.4 20分钟降水强度概率分布图
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图4.5 30分钟降水强度概率分布图
图4.6 45分钟降水强度概率分布图
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图4.7 60分钟降水强度概率分布图
图4.8 90分钟降水强度概率分布图
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图4.9 120分钟降水强度概率分布图
4.2 雷暴指标
依据温州市各气象观测站历年雷暴日数，计算出各种频率下的雷暴日数指标，如下图。
温州市气象灾害防御规划 图4.10 雷暴日指标
4.4 大风指标
依据温州市各气象观测站历年极大风速资料，计算出各种频率下的大风日数指标和极大风值指标，如下图。
图4.12 大风日数指标
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图4.13 极大风值指标
4.8 风压指标
风压是垂直于风向的水平面上单位面积所受到的风压力。基本风压是指当地一般空旷平坦地面上离地10米高度概率统计所得到的50年一遇10 分钟平均最大风速所致压力。
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图4.17 温州市基本风压空间分布图
基本风压是建筑物或其他结构设施风荷载主要设计指标。图4.17是依据温州市各气象观测站最大风速资料，经计算得到温州市基本风压的分布图。
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第5章 气象灾害风险区划
5.1气象灾害风险基本概念及其内涵
气象灾害风险是指气象灾害发生及其给人类社会造成损失的可能性。气象灾害风险既具有自然属性，也具有社会属性，无论自然变异还是人类活动都可能导致气象灾害发生。气象灾害风险性是指若干年（10年、20年、50年、100年等）内可能达到的灾害程度及其灾害发生的可能性。根据灾害系统理论，灾害系统主要由孕灾环境、致灾因子和承灾体共同组成。在气象灾害风险区划中，危险性是前提，易损性是基础，风险是结果。
气象灾害风险性可以表达为：
气象灾害风险 = 气象灾害危险性×承灾体潜在易损性
其中：气象灾害危险性是自然属性包括孕灾环境和致灾因子，承灾体潜在易损性是社会属性。灾害风险评估包含两个层次，一是对灾害风险区内的某种灾害进行风险评价；二是对灾害风险区内一定时段内可能发生的各种自然灾害之和即综合灾害风险进行评价。
气象灾害风险是政府制定规划和项目建设开工前需要充分评估的一项重要内容，目的是减小气象灾害可能带来的风险，其中一项基础性工作是气象灾害风险区划，以确定辖区内气象灾害的种类、强度及出现的概率和分布。将风险评估与灾害性天气（致灾因子）和气象灾害预报紧密联系起来，与防灾减灾、灾前灾中评估挂钩，为政府及相关部门防御决策提供依据，为制定气象灾害工程和非工程措施、防御方案、防御管理等提供基础性支撑。
5.2风险区划的原则和方法
5.2.1 气象灾害风险区划的原则
气象灾害风险性是孕灾环境、脆弱性承灾体与致灾因子综合作用的结果。它的形成既取决于致灾因子的强度与频率，也取决于自然环境和社会经济背景。开展我市气象灾害风险区划时，主要考虑以下原则：
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● 以开展灾害普查为依据，从实际灾情出发，科学做好气象灾害的风险性区划，达到防灾减灾规划的目的，促进区域的可持续发展。
● 区域气象灾害孕灾环境的一致性和差异性。
● 区域气象灾害致灾因子（灾害指标）的组合类型、时空聚散、强度与频度分布的一致性和差异性。
● 根据区域孕灾环境、脆弱性承灾体以及灾害产生的原因，确定灾害发生的主导因子及灾害区划依据。
● 划分气象灾害风险性等级时，宏观与微观相结合，对划分等级的依据和防御标准作出说明。
● 可修正原则：紧密联系我市的社会经济发展情况，对我市的承灾体脆弱性进行调查。根据我市的发展以及防灾减灾基础设施与能力的提高，及时对气象灾害风险区划图进行修改与调整。
5.2.2气象灾害风险区划的方法
本区划主要根据气象与气候学、农业气象学、自然地理学、灾害学和自然灾害风险管理等基本理论，采用风险指数法、层次分析法、加权综合评分法等数量化方法，在GIS技术的支持下对温州市气象灾害风险分析和评价，编制气象灾害风险区划图。本区划使用的数据主要包括温州市及其周边常规气象站和自动气象站的气象数据、气象灾害的灾情数据（如受灾面积、经济损失、人员伤亡等）、地理空间数据（土地利用现状、地形、地貌、地质构造、河网分布等）、社会经济数据（如人口、GDP等）。这些数据主要来自温州市气象局、国土局、水利局、统计局、民政局等部门的相关统计年鉴。由于研究中所需数据量大，而GIS又是收集、存储、整合、更新、显示空间数据的基本工具，因此首先建立了基于GIS的气象灾害数据库作为风险分析与识别、风险评价与区划的信息平台。本区划的技术流程如图5.1所示。
1. 气象灾害风险区划的评价指标
气象灾害的致灾因子主要是能够引发灾害的气象事件，对气象灾害致灾因子的分析，主要考虑引发灾害的气象事件出现的时间、地点和强度。气象灾害强度、出现概率来自我市境内及周边常规气象站和自动站的气象要素资料，包括降水、温度、风、冰雹、低能见度、冰冻、大雪等致灾因子的出现概率和分布。
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孕灾环境与承灾体潜在易损性，包括人类社会所处的自然地理环境条件（地形地貌、地质构造、河流水系分布、土地利用现状），社会经济条件（人口分布、经济发展水平等），人类的防灾抗灾能力（防灾设施建设，灾害预报警报水平，减灾决策与组织实施的水平）。
2. 气象灾害风险评价指标的量化
根据不同灾种风险概念框架选取不同的指标。由于所选指标的单位不同，为了便于计算，选用以下公式将各指标量化成可计算的1～10之间的无量纲指标：
X'ij=Xij⨯10
Ximaxj
'XXX其中：ij与ij相应表示象元j上指标i的量化值和原始值，imaxj表示指
标i在所有象元中的最大值。
图5.1 温州市气象灾害风险评估流程图
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3. 分灾种风险模型的建立
考虑致灾因子危险性、孕灾环境、承灾体脆弱性和灾害防御能力，建立如下灾害风险指数评估模型：
DRI=(HWH)(EWE)(VWV)[0.1(1-a)R+a]
H=∑WHkXHk
E=∑WEkXEk
V=∑WVkXVk
R=∑WRkXRk
其中：DRI是各灾种灾害风险指数；H、E、V、R分别表示致灾因子危险性、孕灾环境、承灾体脆弱性和防御能力因子指数；WH，WE，WV，WR相应地表示其权重，在本区划中通过征求专家意见，并根据温州气象灾害实际情况，将模型中致灾因子危险性、孕灾环境、承灾体脆弱性和灾害防御能力权重分别赋值0.48、0.26、0.16、0.1；Xk是指标k量化后的值；Wk为指标k的权重，表示各指标对形成气象灾害风险的主要因子的相对重要性；变量a是常数，用来描述防灾减灾能力对于减少总的DRI所起的作用，考虑温州的实际情况，将a确定为0.8。
灾害区划是灾害普查结果的体现。以温州市历史灾情资料为依据，结合各种气象要素资料，通过层次分析法找出各评价因子的影响程度，建立适当的模型，计算各灾种的风险系数；结合本地实际情况，在GIS技术的支持下，确定不同风险等级的空间分布状况，绘制气象灾害的风险区划图。
4. 综合风险区划模型的建立
IDRI=∑DRIkWk
其中：IDRI是气象灾害综合风险指数，DRIk是灾种k的风险指数， Wk为灾种k的权重，是根据温州每个灾种的损失情况，采用专家打分法赋予台风、暴雨洪涝、干旱、大风、雷电、冰雹、高温、雪灾、低温冷害、大雾的权重，计算气象灾害综合风险系数。
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5.3气象灾害风险区划
根据上面的风险区划原则和方法，综合考虑致灾因子、孕灾环境、承灾体三个方面确立风险评价指标体系，在GIS支持下，分别对第3章中的灾种进行气象灾害风险区划。
5.3.1 台风灾害风险区划
台风灾害致灾因子主要指台风带来的大风、暴雨的强度、频率和影响范围等，这是台风灾害产生的先决条件和源动力。台风孕灾环境主要指台风影响地区的自然条件，如地形起伏状况、河网分布等，这些自然条件与台风配合，在一定程度上能加强或减弱台风致灾因子及衍生灾害，直接影响灾情。台风灾害承灾体主要包括台风影响地区人口、国民生产总值、农业、交通、通信等生命线系统，它们的数量与质量组合是台风成灾的主要原因和重要因素。人口密集、经济发达或地势低洼地区、沿海港区一带受台风影响，经济损失相对较重。
图5.3.1 温州市台风灾害风险区划等级分布图
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由于温州市孕灾环境复杂，经济发展情况、人口密度、农业布局等具有一定差异，同时台风暴雨与台风大风也具有局地性，综合考虑影响温州的台风致灾因子危险性，以及孕灾环境稳定性和承灾体潜在易损性，得到温州市台风灾害风险区划图（如图5.3.1），其中，瓯江、飞云江、鳌江三大流域沿江地区以及东部沿海地区、乐清北部山区为台风高风险区，永嘉楠溪江中下游地区、洞头和南麂岛等海岛风险也较高；永嘉、文成和泰顺的西部地区风险相对较低。
5.3.2 暴雨洪涝灾害风险区划
暴雨灾害致灾因子主要指暴雨的强度、频率和影响范围等，孕灾环境主要指如地形起伏状况、河网密度等，承载体的易损性主要考虑人口密度和人均国民生产总值，耕地面积等。综合以上要素，得出暴雨灾害风险指数分布如图5.3.2所示。温州市鹿城区、乐清乐成镇、永嘉上塘镇、瑞安塘下、平阳鳌江、苍南龙港等人口密度大城镇为高风险区，乐清湾北部、温州三大江流域也为高风险区，乐清西部、永嘉大部、文成大部、温州龙湾区、瑞安东部、平阳东部、苍南东部沿海地区以及海岛地区风险较低。
图5.3.2 温州市暴雨洪涝灾害风险区划等级分布图
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5.3.3 雷灾风险区划
雷电由于其成灾迅速、影响范围大、致灾方式多样，给其预报和防治带来了极大的困难。雷电灾害风险是指雷击发生及其造成损失的概率。雷电危险性主要考虑地闪发生的频次，雷电易损性主要考虑建筑物分布以及人口、经济密度进行加权叠加，得到温州的雷电灾害风险区划图如图5.3.3所示。由图可见，温州鹿城区、永嘉上塘及周边地区、乐清乐成、柳市、瑞安塘下、平阳昆阳、鳌江、苍南龙港、金乡、文成大部、泰顺大部雷电风险较高，东部沿海地区和海岛雷电风险较低。
图5.3.3 温州市雷灾风险区划等级分布图
5.3.5风灾风险区划
大风的风险区划主要从危险性、暴露性、防风能力三个方面进行分析得到。危险性分析主要研究该区域有气象数据记录以来的风速、风频率分布情况，地形因子如坡度及高度两个方面；暴露性分析是对研究区内的受影响因子进行分析，主要考虑常住居民情况、建筑物分布情况；防灾减灾能力分析主要考虑建筑物工
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程抗风能力和工业厂房分布情况，得到大风灾害风险指数分布情况如图5.3.5所示。温州、乐清、瑞安、平阳、苍南沿江沿海地区以及洞头、南麂等海岛地区为大风灾害高风险区，永嘉北部、文成西部、泰顺西北部地区大风灾害风险较低。
图5.3.5 温州市风灾风险区划等级分布图
5.3.12 气象灾害综合风险区划
根据各气象灾害对温州市造成的损失确定权值，将各灾种的风险指数进行叠加后计算综合风险指数，得到温州市气象灾害综合风险图（如图5.3.12）。
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图5.3.12 温州市气象灾害综合风险分布图