海洋灾害调查与风险评估

SURVEY AND ASSESSMENT 调查与评估

张尧，博士，自然资源部海洋减灾中心副研究员，第一次全国自然灾害综合风险普查技术组专家。毕业于圣母大学（美），先后师从FUNWAVE、ADCIRC开发者Andrew B. Kennedy和Joannes J. Westerink教授，专业方向为计算水动力学及其在海洋灾害上的应用。长期研究风暴潮、海浪、海啸等海洋动力现象及其对人类活动的影响，在数值模型开发应用、海洋灾害风险调查评估、承灾体易损性研究等方面做了大量工作。主持和参与国家自然科学基金、自然资源部（国家海洋局）、美国国家科学基金、美国大气与海洋管理局、美国海军部等多项重要科研项目；发表论文40余篇；主笔编制多项国家、行业标准；相关成果2次获海洋领域科学技术奖。

总体介绍

近年来，我国沿海地区经济尤其海岸带经济

和海洋经济持续、高速发展，而风暴潮、海浪、

海啸、海平面上升和海冰等海洋灾害对我国沿海

经济发展造成了诸多不利影响（图1）。近10年

（2010—2019年），我国海洋灾害共造成经济损

失1001.22亿元。伴随全球气候变暖，海平面也

呈持续上升趋势，中国沿海海平面以3.4毫米/年

的速率上升，2019年，中国沿海海平面较常年

（1993—2011年）高72mm。加之沿海地区高速

发展、海洋资源开发活动日益频繁，我国海洋灾

害风险日益突出。

2020年6月8日，国务院办公厅印发《关

于开展第一次全国自然灾害综合风险普查的通知》（国办发〔2020〕12号），全面部署了2020年至

2022年第一次全国自然灾害综合风险普查工作。

按照党中央、国务院决策部署，为全面掌握我国

海洋灾害风险隐患底数和薄弱环节，提升全社会

抵御自然灾害的综合防范能力，开展全国海洋灾

害风险普查工作。为加深社会各界、广大公众对

此项工作的认识，本文对全国海洋灾害风险普查

的工作内容和技术方法进行介绍。

全国海洋灾害风险普查主要包括致灾调查与

评估、重点隐患调查与评估、风险评估与区划3

项内容，工作流程如图2所示。涉及风暴潮、海

浪、海啸、海平面上升、海冰5个灾害种类，包

括国家、省、县3个空间尺度，其中风暴潮和海

啸灾害开展国家、省、县3个尺度的工作，海浪、

海平面上升、海冰灾害开展国家、省2个尺度的

工作。普查按照“全国统一领导、部门分工协作、海洋灾害调查与风险评估

黄婉茹　张尧

*　黎舸　郭豪爽　刘强　陶荣幸城市与减灾CITY AND DISASTER REDUCTION图󰀁1　1980—2019年中国沿海海平面变化

图󰀁2　全国海洋灾害风险普查流程图地方分级负责、各方共同参与”的原则组织实施，自然资源

部负责顶层设计和总体协调指导，各省级人民政府是落实本

地区灾害风险普查工作和经费保障的责任主体。

致灾调查与评估

致灾调查与评估包括5个灾种的致灾孕灾要素调查和危险性评估两个部分的工作。通过本部分工作，形成各灾种的致灾孕灾要素集，基于致灾孕灾要素调查的成果，分析研究

灾害强度、发生频率，并进行危险性评估，为后续评估工作

提供数据支撑。（一）调查范围

5个灾种的空间调查范围各不相同。风暴潮调查范围主

要在全国沿海地区从海岸线向陆一侧延伸至海拔10米等高

线，向海延伸至领海基线。海浪调查范围为我国沿岸向海一

侧至东经130°以西的渤海、黄海、东海、台湾海峡、南海及

风暴潮海浪海啸海平面上升海冰

承灾体调查与评估主要灾害致灾调查与评估历史灾害调查与评估

险性评估重现期危

重点隐患调查与评估

确定性灾害防范条件缺陷承灾体脆弱性缺陷风险评估与区划

灾害危险性地区脆弱性

防治区划各灾种风险防护工程海岸旅游区滨海渔船渔港海水养殖事件调查历史灾害调查历史灾情灾害要素调查

隐患调查和风险评估综合风险数据调查灾害观测海平面变化（毫米）海平面10年平均海平面线性变化趋势100806040200-20-40-60-80

年份常年平均海平面

19801983198619891992199519982001200420072010201320162019SURVEY AND ASSESSMENT 调查与评估

邻近海域。海啸调查范围主要是太平洋范围内，重点是西北

太平洋区域。海平面上升调查范围为全国沿海区县级行政区。

海冰国家尺度的调查范围为近岸海域（12海里以内）结合

全国结冰海区的油田（群）及石油平台实际分布状况，将结

冰海域作为国家尺度调查范围。

时间调查范围为1978—2020年。

（二）致灾孕灾要素调查

风暴潮致灾孕灾要素调查主要是收集我国沿海海洋、水

文代表站实测潮位值，以及区域警戒潮位核定结果中的警戒

潮位值（图3）。通过对实测潮位值进行调和分析处理得到天

文潮数据、增水数据，同时统计年度最大增水、最高潮位，

并对观测数据进行质量控制和标准化处理，形成符合规范的

标准数据集。

海浪致灾孕灾要素调查以收集整理1978—2020年42

年间西北太平洋、中国海域、中国近海海浪实况分析图为主，

通过收集沿岸海洋观测站、浮标、船舶报、卫星高度计等观

测资料，掌握中国近海及各海区有效波高4m以上的灾害性

海浪过程的时间和空间分布（图4）。

海啸致灾孕灾要素调查为搜集太平洋和中国近海历史

地震和海啸事件，开展海底地质构造分析，统计和分析太平

洋及中国近海主要倾滑俯冲带和地质断层历史地震的震源机

制解参数，遵循历史重演和构造类比的原则，综合研究确定

可能对我国沿海造成影响的潜在海啸源及其相关参数。调查

的信息主要有地震震源信息资料和典型潮位站海啸波动序列

资料（图5）。󰀁

海平面上升致灾孕灾要素调查是围绕海平面上升风险

中海平面变化、潮汐特征、地面高程状况、海岸状况、人口

和经济等因素开展调查工作，包括收集沿海地区社会经济统

计数据和地理信息数据，对资料成果进行空间连续性和时间

连续性评估，最终形成海平面上升危险性和区划所需数据资

料集。

海冰致灾孕灾要素调查主要为海区1978—2020年间海

冰时空分布特征（冰日、冰期、严重冰期海冰厚度和密集度、

冰类型等）和发生强度等（图6）。

（三）危险性评估

海洋灾害危险性评估是面向国家沿海和海上战略规划、

防灾减灾需求，分析研究5个灾种的灾害强度、发生频率，

评估灾害危险性，并编制各尺度的危险性等级分布图等图件。

风暴潮危险性评估是综合考虑风暴增水和风暴潮超警戒两个指标，通过计算各潮（水）位站风暴潮灾害年均危险性

指数来确定危险性等级的。风暴增水依据增水大小分为：特

大、大、较大、中等和一般5个级别，风暴潮超警戒等级分为：

特大、严重、较重和一般4个级别。

海浪灾害危险性评估主要包括构建历史海浪场数据集、

计算海浪典型重现期和海浪危险性评估3个方面。以再分析

风场为驱动，基于成熟的海浪数值模型，构建历史海浪场数

据集。统计确定海浪要素的年极值序列，典型重现期的有效

波波高，计算海浪典型重现期。根据不同等级浪高的年平均

出现次数，计算海浪灾害危险性等级。

海啸灾害危险性评估在国家和省尺度上，以近海海啸波

幅大小作为指标，通过确定潜在海啸源位置和最大震级，开

展数值计算，分析海啸危险性。海啸灾害危险性依据最大海

啸波幅大小分为4级。其中Ⅰ级为最高，代表该海啸致灾强

度最大；Ⅳ级为最低，代表不会致灾。在县尺度上，以上述

技术路线为基础增加海啸淹没危险评估。图3　风暴潮灾害

图4　海浪灾害城市与减灾CITY AND DISASTER REDUCTION

海平面上升危险性评估包括海平面上升分析预测、潮汐

特征分析、地面高程状况分析、岸段海岸状况分析、危险性

指数计算和图件制作6个方面。

海冰灾害危险性评估以海冰厚度、冰期和海冰密集度等

作为主要指标，选择我国结冰海区曾经发生的重大或典型海

冰灾害实例进行分析，找出导致灾害发生的主要原因，核实

分析海冰危险性等级的冰情要素。综合考虑评估海域多年平

均海冰严重冰期、海冰厚度以及海冰密集度等冰情要素特征，

按照高（Ⅰ级）、较高（Ⅱ级）、一般（Ⅲ级）、较低（Ⅳ级）

和低（Ⅴ级）5个等级进行评估。

重点隐患调查与评估

隐患调查与评估重点针对致灾孕灾、主要承灾体两个类

别的隐患，利用全国海岸带承灾体调查结果，根据灾害破坏

机理，制定海洋灾害隐患预判的调查技术方法体系和技术规范。向陆一侧具体任务以海洋灾害漫滩、漫堤、溃堤、管涌、

堤脚掏空等防护工程隐患及可能影响的承灾体为重点，向海

一侧以海水养殖区、渔船渔港、滨海旅游区、海岸防护工程

等为重点。

（一）调查范围

海洋灾害隐患调查范围为海岸带区域，向陆一侧延伸至

海拔10米等高线，而且纵深不超过10公里，重点河口区域

延伸覆盖沿海县全域；向海一侧延伸至领海基线。

（二）工作流程和技术方法

1.资料收集

按照相关技术规范，收集地理信息、海洋观测、历史灾

害等基础资料，调查获取沿海防护工程（海堤）、滨海旅游区、

渔船渔港、海水养殖区4类承灾体相关资料。

2.补充调查

在资料收集、遥感调查分析的基础上，对不能满足调查

要求的数据开展现场补充调查。

海堤数据在资料收集的基础上，开展现场勘查、海堤工

程图件与实况比对相结合的方式，保证堤防数据的准确度和

现实性。通过分析收集到的堤坝信息，梳理出各种险工、险

段信息；然后现场测量这些海堤设施的坐标、高程等要素，

调查历史受灾情况。

其他几类承灾体调查，主要包括测量主体工程的位置和

结构属性信息。如位置、面积或范围、养殖方式、养殖种类、

容纳量、港区内渔船吨位、尺寸、设计日游客接待量等。

3.隐患区（点）确定

海洋灾害隐患调查充分考虑海洋灾害影响特征及调查区

域工程防护能力及重要承灾体分布，应用相关技术方法和规

范，以点面结合方式确定海洋灾害隐患区（点），如图7所示。

（1）向陆一侧隐患区（点）的确定：在致灾孕灾要素调

查的基础上，针对调查区域内的防护工程，调查其防御能力、

结构安全和渗流稳定三方面的隐患。对于没有海堤的岸段，

根据潮位观测数据调查低洼地区的漫滩淹没隐患。

（2）向海一侧隐患区（点）确定：海水养殖区灾害风险

隐患调查是根据养殖区受灾机制、历史受灾、重现期灾害强度，

调查风暴潮、海浪灾害风险较高的海水养殖隐患区。渔船渔

港灾害风险隐患调查则需要分析港区防护工程、灾害风险、

渔船停靠锚泊安全、管理机制等主要致灾因素，重点调查水

动力环境危险性、防护结构脆弱性、锚地和航道的冲刷和淤积、

渔船锚泊安全等隐患。滨海旅游区灾害风险调查与警示是针图5　海啸灾害

图6　海冰灾害