我國海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃研究*

袁本坤，曹叢華，江崇波，郭可彩，黎　舸，商　杰，劉欽政

(1.國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心，山東 青島 266061；2.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061；3.國家海洋局海洋減災(zāi)中心，北京100194)

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我國海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃研究*

袁本坤1，2，曹叢華1,2，江崇波1,2，郭可彩1,2，黎舸1,2，商杰1,2，劉欽政3

(1.國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心，山東 青島 266061；2.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061；3.國家海洋局海洋減災(zāi)中心，北京100194)

摘要:海冰災(zāi)害是我國渤海及黃海北部海域的主要海洋災(zāi)害之一。選取冰厚、密集度及冰期和各類承災(zāi)體密度、規(guī)模等作為評(píng)估指標(biāo)，將我國主要結(jié)冰海區(qū)沿岸各地市級(jí)行政區(qū)所轄海域和綜合劃分的渤海7個(gè)海區(qū)作為基本評(píng)估單元，利用權(quán)重分析等方法，對(duì)我國的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合海冰防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際需求對(duì)我國的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行空間區(qū)域的等級(jí)劃分，并繪制風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布圖。所得結(jié)果較為真實(shí)地揭示了海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)在我國主要結(jié)冰海區(qū)的分布狀況，可為我國的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理、防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃等提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞:渤海；黃海北部；冰情；海冰災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃；致災(zāi)因子；承災(zāi)體

中國是世界上受海冰危害嚴(yán)重的國家之一[1]，歷史上曾多次發(fā)生過嚴(yán)重或特別嚴(yán)重的海冰災(zāi)害[2-3]。海冰災(zāi)害不僅影響了沿海地區(qū)人民的生活[4]，也制約了當(dāng)?shù)睾Ｑ蠼?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2009/2010年冬季，我國因海冰造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)63.18億元[5]。

中國的結(jié)冰海區(qū)主要集中在渤海及黃海北部海域[6-7]。多年來，國家和結(jié)冰海區(qū)沿岸各級(jí)政府高度重視海冰防災(zāi)減災(zāi)工作，采取各種措施預(yù)防和減輕海冰災(zāi)害造成的損失，且取得了明顯成效。但是，由于缺乏科學(xué)有效的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃成果作為依據(jù)，這不僅影響了防災(zāi)減災(zāi)效果，也不同程度地造成了災(zāi)害應(yīng)對(duì)成本的增加和行政資源的浪費(fèi)。而開展海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃，可以為結(jié)冰海區(qū)沿海重大工程項(xiàng)目選址及設(shè)防、災(zāi)害應(yīng)急期間的政府決策、人員疏散、救援力量調(diào)配等提供重要的科學(xué)依據(jù)。實(shí)際上，自1970年代開始，美國、日本等發(fā)達(dá)國家便開始進(jìn)行包括海冰災(zāi)害在內(nèi)的海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃工作，并取得了顯著效果。

自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目前尚無成熟的技術(shù)方法[8-9]。本文從我國結(jié)冰海區(qū)的冰情和承災(zāi)體(經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)，下同)實(shí)際狀況出發(fā)，通過建立海冰災(zāi)害致災(zāi)因子指標(biāo)體系，利用權(quán)重分析等方法，對(duì)渤海及黃海北部的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估和區(qū)劃，得到較為符合我國海冰防災(zāi)減災(zāi)實(shí)際需求的評(píng)估和區(qū)劃結(jié)果。

1評(píng)估和區(qū)劃方法

1.1資料來源與時(shí)限

本文所用資料包括冰情和承災(zāi)體兩大類。冰情資料主要為國家海洋局北海分局歷年海冰監(jiān)/觀測(cè)資料；承災(zāi)體資料則由結(jié)冰海區(qū)沿岸各省(直轄市)海洋主管部門提供。資料截止時(shí)間為2011年末。

1.2評(píng)估指標(biāo)和評(píng)估單元選取

自然災(zāi)害系統(tǒng)中的災(zāi)源被稱為致災(zāi)因子[10]。根據(jù)渤海及黃海北部海冰災(zāi)害特點(diǎn)[11]、孕災(zāi)環(huán)境及致災(zāi)原因分析[12-14]，我國海冰災(zāi)害的致災(zāi)因子基本為自然因子和承災(zāi)體因子。因此，海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)主要選取自然和承災(zāi)體兩類致災(zāi)因子[15-16]。自然致災(zāi)因子包括冰厚、冰期和密集度；承災(zāi)體為交通運(yùn)輸、油氣開采、海水養(yǎng)殖、海洋(岸)工程和有人居住島嶼等。

評(píng)估單元確定為沿岸海域(12 n mile以內(nèi)，下同)和海上(主要為渤海，下同)兩類。

沿岸海域確定為地市級(jí)行政區(qū)所轄海域?？紤]到某些行政區(qū)存在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)無法獲取或基本無冰等因素，將沿岸海域評(píng)估單元確定為(自北向南)丹東市、大連市(不含老虎灘至大連港東端段，下同)、營(yíng)口市、盤錦市、錦州市、葫蘆島市、秦皇島市、唐山市、濱海新區(qū)、滄州市、濱州市、東營(yíng)市、濰坊市和煙臺(tái)市(龍口及其以西段，下同)，共計(jì)14個(gè)地市級(jí)評(píng)估單元。

海上承災(zāi)體主要為油氣開采。其評(píng)估單元確定為遼東灣北部、遼東灣南部、渤海灣北部、渤海灣西部、黃河三角洲、渤海中部及萊州灣東部等7個(gè)基本評(píng)估單元。各評(píng)估單元位置和范圍以及邊界拐點(diǎn)見圖1。

圖1　海上(渤海)評(píng)估單元示意圖

1.3致災(zāi)因子評(píng)估指標(biāo)體系

(1)自然致災(zāi)因子:選取評(píng)估海區(qū)多年平均嚴(yán)重冰期、海冰厚度和密集度作為自然致災(zāi)因子，并分別按其特征劃分為5個(gè)等級(jí)以確定其在海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)中的影響大小，建立海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)自然致災(zāi)因子評(píng)估指標(biāo)體系(見表1)。若同一評(píng)估海區(qū)出現(xiàn)不同等級(jí)的自然致災(zāi)因子，則選取其影響等級(jí)最高者。

表1　自然致災(zāi)因子評(píng)估指標(biāo)體系

(2)承災(zāi)體致災(zāi)因子:將評(píng)估海區(qū)主要承災(zāi)體分為交通運(yùn)輸、油氣開采、海水養(yǎng)殖、海洋(岸)工程(包括核電廠等)以及有人居住島嶼等五大類，并將其作為評(píng)估指標(biāo)，然后對(duì)各類承災(zāi)體按其規(guī)模等的大小確定其風(fēng)險(xiǎn)影響等級(jí)，每個(gè)指標(biāo)按4個(gè)等級(jí)劃分(見表2)。若同一評(píng)估海區(qū)出現(xiàn)不同承災(zāi)體，則選取其風(fēng)險(xiǎn)影響等級(jí)最高者。

表2　承災(zāi)體評(píng)估指標(biāo)體系

將表1給出的自然致災(zāi)因子等級(jí)和表2給出的承災(zāi)體風(fēng)險(xiǎn)影響因子貢獻(xiàn)等級(jí)作為評(píng)估指標(biāo)，分別確定兩類因子不同等級(jí)評(píng)估指標(biāo)的自重權(quán)數(shù)和系數(shù)，計(jì)算出各自的等級(jí)權(quán)數(shù)，形成海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估體系，見表3。

表3　海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估體系

備注:等級(jí)權(quán)數(shù)=自重權(quán)數(shù)×系數(shù)。

1.4風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值確定

評(píng)估海區(qū)的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值(R)，根據(jù)其自然致災(zāi)因子和承災(zāi)體綜合影響兩類指標(biāo)，按表3給出的不同代碼進(jìn)行組合并且相乘，其乘積(綜合權(quán)數(shù)值)即為海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值(R)，即：

R=Ci×Dj，(i=1，2，3，4，5；j=1，2，3，4) 。

(1)

式中：R為評(píng)估海區(qū)的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值，Ci為不同級(jí)別的自然致災(zāi)因子等級(jí)權(quán)數(shù)，Dj為不同級(jí)別承災(zāi)體的等級(jí)權(quán)數(shù)。

1.5風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

目前，我國尚無劃分自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國內(nèi)外最新研究成果，結(jié)合我國海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理工作的現(xiàn)狀，本文將我國的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)按照高風(fēng)險(xiǎn)(Ⅰ級(jí))、較高風(fēng)險(xiǎn)(Ⅱ級(jí))、較低風(fēng)險(xiǎn)(Ⅲ級(jí))和低風(fēng)險(xiǎn)(Ⅳ級(jí))四個(gè)等級(jí)進(jìn)行劃分。具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見表4。

表4　海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2評(píng)估和區(qū)劃結(jié)果

2.1海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

根據(jù)冰情與承災(zāi)體指標(biāo)值，按表1～表3以及式(1)計(jì)算出的各個(gè)評(píng)估單元的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估值(R)見表5和表6(限于篇幅，各個(gè)評(píng)估單元的冰情和承災(zāi)體指標(biāo)值及其影響等級(jí)不在此一一列出)，并按表4給出的劃分標(biāo)準(zhǔn)確定各個(gè)評(píng)估單元的海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，見表7和表8。

表5　沿岸各評(píng)估單元海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估值

表6　各評(píng)估單元海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估值

表7　各評(píng)估單元風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

表8　海上評(píng)估單元風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

2.2風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)調(diào)整

由于各個(gè)評(píng)估單元的承災(zāi)體屬性以及海冰防災(zāi)減災(zāi)需求不同，其最終風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)需適當(dāng)結(jié)合典型歷史災(zāi)害狀況和防災(zāi)減災(zāi)的具體要求綜合確定。

在沿岸海域評(píng)估單元中,東營(yíng)市所轄海域及其沿岸石油平臺(tái)十分密集，加之東營(yíng)港為重要的油氣承運(yùn)港口等因素，其對(duì)海冰防災(zāi)減災(zāi)的要求相對(duì)較高，因此將東營(yíng)市的最終等級(jí)由Ⅲ級(jí)調(diào)整為Ⅱ級(jí)；煙臺(tái)市所轄海域及其沿岸由于地理位置偏南，且主要港口以及人口聚集區(qū)域受海冰影響輕微，將其由Ⅲ級(jí)調(diào)整為Ⅳ級(jí)。

在海上評(píng)估單元中，考慮到遼東灣北部海域是我國結(jié)冰海區(qū)冰情最嚴(yán)重的區(qū)域，冰期長(zhǎng)、冰厚大，將其由Ⅱ級(jí)調(diào)整為Ⅰ級(jí)。

2.3風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分析

圖2和圖3分別為根據(jù)調(diào)整后的最終風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)繪制的渤海及黃海北部沿岸海域海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和海上(渤海)海冰風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布圖。

圖2　沿岸海域海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布

圖3　海上(渤海)海冰風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布

從圖2和圖3可以看出，渤海及黃海北部沿岸海域的最高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在遼東灣底部和西岸、渤海灣的滄州海域以及黃海北部的丹東海域，總體呈現(xiàn)出北高南低的分布特征。海上(渤海)最高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要為遼東灣北部和渤海灣西部，前者主要是與冰情(危險(xiǎn)性)級(jí)別最高有關(guān)，后者則主要是因?yàn)槌袨?zāi)體(石油平臺(tái)密集度)級(jí)別高的原因所致。

3結(jié)論與討論

(1)本文基于致災(zāi)因子指標(biāo)體系，利用權(quán)重分析等方法對(duì)我國海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，并據(jù)此對(duì)海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行空間區(qū)域的等級(jí)劃分，較為科學(xué)、合理與可行。

(2) 所得到的區(qū)劃結(jié)果比較真實(shí)地揭示了海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)在我國主要結(jié)冰海區(qū)的分布狀況，可以滿足我國當(dāng)前海冰防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際需要，也可以為我國結(jié)冰海區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)布局、海洋資源開發(fā)與利用規(guī)劃以及沿海大型海洋工程建設(shè)等提供決策支撐。

(3)沿岸海域評(píng)估單元確定為地級(jí)市行政所轄海域，雖然為各類指標(biāo)值尤其是承災(zāi)體指標(biāo)值的獲取提供了便利，但容易出現(xiàn)因各自所轄海域面積和海岸線差別較大而導(dǎo)致的評(píng)估結(jié)果偏離實(shí)際。這種不足應(yīng)當(dāng)結(jié)合海冰防災(zāi)減災(zāi)以及典型海冰災(zāi)害案例分析等予以適當(dāng)調(diào)整。

致謝：北京師范大學(xué)減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院方偉華教授對(duì)本研究給予了寶貴的技術(shù)指導(dǎo)；國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心鐘山承擔(dān)了所有圖件的繪制，在此一并致謝！

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A Study on Risk Assessment and Zoning of Sea Ice Disaster in China

Yuan Benkun1, 2, Cao Conghua1, 2, Jiang Chongbo1, 2，Guo Kecai1, 2, Li Ge1, 2,

Shang Jie1, 2and Liu Qinzheng3

(1.NorthChinaSeaMarineForecastCenter,StateOceanicAdministration,Qingdao266061,China;2.ShandongProvincialKeyLaboratoryofMarineEcologicalEnvironmentandDisasterPreventionandMitigation,Qingdao266061,China; 3.NationalMarineHazardMitigationCenter,StateOceanicAdministration,Beijing100194,China)

Abstract:Sea ice disaster is one of the major marine disasters in the Bohai Sea and Northern Yellow Sea of China. In this paper, the thickness, concentration and period of sea ice and the concentration, scale of all kind of disaster-bearing bodies are selected as assessment index, and the coastal waters under the jurisdiction of every municipal administrative zone in the main frozen sea area in China and the comprehensive classification of seven areas in the Bohai Sea are selected as basic assessment unit, the risk of sea ice disaster in China is comprehensively assessed by weight analysis method etc.. On this basis, the risk of sea ice disaster in China is divided by the actual demand for risk of sea ice disaster, and the distribution of risk level is plotted. The results reveal the distribution for risk of sea ice disaster in China, which can provide the basis for the risk management and the planning of disaster prevention and reduction of sea ice disaster.

Key words:Bohai Sea; Northern Yellow Sea; ice condition; sea ice disaster; risk assessment and zoning; disaster-inducing factors; disaster-bearing body

doi:10.3969/j.issn.1000-811X.2016.02.009

中圖分類號(hào)：X43；P731

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-811X(2016)02-0042-05

作者簡(jiǎn)介：袁本坤 ( 1960-)，男，山東青島人，研究員，主要研究方向?yàn)楹１A(yù)報(bào)減災(zāi).E-mail;yuanbenkun@163.com

基金項(xiàng)目：國家海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(201105016)

*收稿日期：2015-08-07修回日期：2015-09-10

袁本坤，曹叢華，江崇波，等. 我國海冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃研究[J].災(zāi)害學(xué), 2016,31(2):42-46.[ Yuan Benkun, Cao Conghua, Jiang Chongbo,et al. A Study on Risk Assessment and Zoning of Sea Ice Disaster in China[J].Journal of Catastrophology, 2016,31(2)：42-46.]