上海市台风风灾风险评价_宗宁

第43卷第23期2012年12月

人民长江YangtzeRiverVol．43，No．23Dec．，2012

收稿日期：2012－05－06作者简介：宗宁，女，硕士研究生，主要从事城市自然灾害研究。E－mail:zongning2007@126．com通讯作者：刘敏，男，教授，博士生导师，主要从事城市环境灾害与模拟研究。E－mail:mliu@geo．ecnu．edu．cn

文章编号：1001－4179（2012）23－0071－04上海市台风风灾风险评价

宗宁1，2，刘敏1，2，陆敏1，2（1．华东师范大学地理学系，上海200062；2．华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室，上海200062）摘要：基于1949～2009年历史资料，探究了上海市台风风灾的演变规律及其主要特征，同时在GIS平台下分析了台风大风危险性、承灾体脆弱性，并对台风风灾风险进行评价。分析及评价结果表明:上海台风主要有西行类和近海北上类，台风频数的年际变化不大，但强度有变化，12级以上的台风频数有所增加，影响时间主要集中在7～9月;台风风灾风险空间差异显著，处于滨海地带的浦东、奉贤、金山的危险性等级为严重，宝山、嘉定、闵行和杨浦为中等，其他区及崇明县为一般;金山、嘉定脆弱性最高，崇明县最低。研究结果为上海市台风防灾减灾提供了基础资料。关键词：台风风灾;风险评价;上海中图法分类号：X43文献标志码：A

台风是影响我国沿海地区较严重的自然灾害之一，高频率、高强度的特点使其成为我国沿海省市需要密切关注及防范的自然灾害。由台风导致的灾害损失有时是难以估计的，如1997年8月18日晚第11号台风侵袭上海，上海出现“风、暴、潮”三碰头的严峻局面，黄浦公园潮位达500a一遇，造成17．1万人受灾，死亡7人，市区防汛墙决口3处，倒灌近20处，海堤决口16处，给农业、水利、渔业、交通带来极大的损失，直接经济损失约6．3亿元以上［1］。因此，分析上海市台风风灾演变规律，开展风险评价研究，对于预警预报台风、减轻台风大风带来的灾害损失有着非常重要的意义。许多学者针对不同地区的台风情况开展了研究，唐晓春等对广东省沿海地区近50a登陆的台风特征做了分析，研究了登陆广东的主要台风灾害与台风路径的关系，同时针对台风特征提出了相应的防灾对策［2］；张丽佳对我国东南沿海地区做台风危险性评价［3］。而对于上海台风灾害的研究有学者侧重于台风整体情况的分析，孟菲分析了50a来上海台风灾害情况，计算了人员伤亡、房屋倒损等灾情指数［4］；有的侧重于台风引起的风暴潮的研究［5］，而只针对台风风灾的研究则较少。因此本文根据1949～2009年影响上海的台风历史灾情资料，探讨影响上海的台风风灾的情况，借助GIS平台对由台风引起的大风灾害开展风险评价，希望对上海市台风大风防灾工作有所帮助。

1台风大风危险性评价

1．1资料与方法

大风、暴雨、风暴潮是台风灾害的3个主要致灾因子，本文只对台风风灾进行风险评价，研究台风大风的危险性、脆弱性及风险。台风中心具有巨大的气压梯度，可引起极大的风速。影响上海的台风中伴有10级以上大风的占总次数的12%，其中出现12级大风的台风占8．1%［6］。

本文对台风大风这个单一致灾因子开展风险评价，依据《中国气象大典》（上海卷）［1］、中国气象局台

风研究所编写的《台风年鉴》中60a台风历史灾情资料及《上海统计年鉴》（2011）中的人口、社会经济等数据［7］，通过借鉴国内外各种风险评价的研究方法，遵循实用性、代表性和科学性原则，将上海市划分为市区人民长江2012年（黄浦、卢湾、闸北、普陀、长宁、杨浦、徐汇、静安、虹口）和郊区9区县共10个评价单元，选取各评价单元不同风力等级的台风大风频数、台风引起的农业损失、倒塌房屋损失、死亡人口、行道树倒伏损失、电力系统损失（电线受损、断电事故）等指标，分别从危险性和脆弱性两个方面对上海市台风风灾开展评价，并借助GIS平台对危险性和脆弱性进行等级划分，最后将危险性和脆弱性进行叠加得到上海台风风灾风险等级分布图。1．2变化特征1．2．1频数和强度变化《中国气象灾害大典》（上海卷）显示，影响上海并带来大风的台风路径主要有两类：近海北上类和西行类［1］。1949～2009年间影响上海地区的台风大风年际变化显著，具体特征见图1。图11949～2009年影响上海地区的台风大风年际变化（1）影响频率高。1949～2009年间上海因受台风影响出现最大风力6级以上或阵风8级以上大风共有123次，平均每年2次，最多8次（1990年），仅有3年（1968，1993年和2003年）没有台风大风影响。（2）强度变化大。1949～2009年间6～7级大风约占75%，8～9级占21%，10～11级仅5次，占4%；阵风达12级以上的有10次，其中2005年“麦莎”台风影响期间，东海大桥和洋山港海域最大风力均达12级以上，以小洋山的40．7m/s（13级）为阵风风力历史最大值。（3）频数呈先增后减的趋势。依据时间等间距分级的原则，将1949～2009年台风统计资料平均分为3个时段，即1949～1969，1970～1989，1990～2009。3个时间年均台风大风频数分别为2．61，3．45次和2．25次，1970～1989年期间侵袭上海的台风大风较多，年均3．45次，3个时段内台风大风频数平均值呈先增加后减少的趋势，但是增加幅度并不大。1．2．2季节变化3个时段内影响上海的台风大风频数季节性变化明显，台风大风多出现于5～10月，主要集中在7，8，9三个月。其中8月份影响上海的台风大风共63次，占总数的36%，其次是9月份的47次，占27%，11月份影响上海的台风仅有1次（1972）。上海5月份开始有台风大风的影响但数量极少（1949～1969和1990～2009两个时段内分别出现过2次和1次）；6月份开

始，随着台风路径的北移，台风的数量开始增多（1970～1989年间达到最大值），最多年份可达2次；7，8，9月台风大风的影响显著增多。3个时段内8月台风大风影响都多，最多年份可达4次，10月份以后台风大风逐渐消退，影响减弱。影响上海的台风大风的风向随着地理位置的变化而有所不同。市区以偏东大风为最多，其次是东北和东南风；长江口外海面最多为东北风，其次是东南风；而杭州湾北侧沿岸则以东南风为最多。沿江沿海的台风大风强度稍大于内陆，海上则更大。1．3危险性等级划分

本文以台风中心近地面最大风速来表示台风大风的强度。根据上海的地方史料及气象部门风力等级的划分标准，将风灾分成“严重”、“中等”、“一般”3个等级：①严重风灾，风力达12级以上，海堤溃决，大量建筑倒塌，较大的船舶翻沉；②中等风灾，风力达9～11级，部分民房被毁；③风力达6～8级，树木受损，农作物倒伏。针对上述划分的10个评价单元，选取上海市各区县不同风力等级的平均台风大风频数作为危险性等级划分的评价指标［8］，将台风影响期间日平均风速作为台风大风风速，利用ArcGIS9．3软件的等间距分级方法进行危险性等级划分，得到危险性等级分布图。上海市台风大风危险性等级划分结果差异显著：（1）浦东、奉贤和金山区台风大风危险性处于

“严重”等级。浦东、奉贤和金山因地处滨海地带，受

台风大风影响频次多，损失也最为严重。其中金山又是3个区中台风大风危险性最高的，金山位于杭州湾北岸，台风大风多以东南风为主。（2）宝山、嘉定、闵行区和市区中的杨浦区处于

“中等”等级。宝山、嘉定区靠近长江口，不仅受到洋

面上台风大风的影响，台风大风引起的暴雨也会造成农田被淹、房屋受损；闵行和杨浦区台风大风危险性等级较高与台风的侵袭路径和强度有关，强台风及近海北上台风会对其造成严重损失（如2005年的“麦莎”台风）。（3）其他区县台风大风危险性等级都处于“一

般”水平，但仍需要加以防范，尤其是市区，人口集中、交通通信等基础设施密集地带，强台风带来的大风经

27第23期宗宁，等：上海市台风风灾风险评价过沿江、沿海区县进入市区后，建筑物的“狭管效应”会扩大风速及其影响范围，严重的会导致城市生命线系统部分功能缺失甚至瘫痪，造成暴雨积水无法及时排出，引起市区内涝，影响居民的正常生活。（4）整个上海市台风大风风险等级图中，沿江、沿海区的台风大风危险性等级较高，在应对台风尤其是超强台风时要重点加强防范，做好台风暴露区域的防御、疏散及撤离工作，保障人身和财产安全。市区和其他县区则要加强街道树木、广告牌等易损物的加固和台风强度的预报工作。2承灾体脆弱性评价城市作为一个结构复杂的开放系统，包括经济、社会和自然3个子系统，各子系统紧密联系、相互影响，一旦遭受灾害打击，一个子系统受到影响会波及其他系统，对城市产生链式破坏，严重时甚至导致城市系统的崩溃，因此对城市承灾体的脆弱性评价是非常有必要的，通过开展评价得到不同承灾体的灾损率，有助于提高区域的抗灾救灾能力，尽快开展灾后救助和恢复工作。借鉴其他专家相关研究成果［9－10］，本文选择的评估单元有台风风灾农业受灾面积、房屋倒塌损失、死亡人口数、倒伏行道树损失及直接经济损失，以此作为脆弱性评价的指标，结合历史灾情数据与《上海统计年鉴》相关资料，利用指标体系法计算各评价单元台风风灾的平均灾损率以表征脆弱性的大小［11］，并且划分脆弱性等级（等级值越大表明脆弱性越大），最后借助ArcGIS9．3的等间距分级功能将脆弱性等级划分结果展示出来（图2）。图2上海市台风风灾风险区划平均灾损率计算是先将以上几个评价指标的原始数据转换成相对值，即计算各区县台风风灾农业受灾面积、房屋倒塌损失、死亡人口数、倒伏行道树损失及直接经济损失与相应的各区县农业总面积、总房屋间数、总人口数、总行道树数和区县生产总值的比值，然后对不同指标的比值赋予不同的权重。笔者依据灾情大小及承灾体的重要性，将农业受灾面积、房屋倒塌损失及死亡人口数赋予同等的权重0．25，倒伏行道树为0．1，直接经济损失赋予权重0．15，以（1）式计算灾损

率。

R=Σni=1UiWi（1）

式中，R表示某区县台风风灾灾损率；Ui表示某区县的台风风灾农业损失率、房屋倒塌损失率、死亡人口率、倒伏行道树损失率、直接经济损失率的标准值；Wi

表示相应损失率的权重。

脆弱性评价结果显示：上海市台风风灾脆弱性等级分布差异显著，西南部的金山区、西北部的嘉定区脆弱性等级最高，浦东新区、奉贤和崇明县脆弱性等级稍低于金山及嘉定区且差距很大，而闵行、青浦、宝山、松江及市区的台风大风脆弱性等级又次于浦东、奉贤和崇明县。产生差异的主要原因是金山、嘉定为上海粮、油作物的主要产区，金山还是上海副食品的重要生产基地，与同等经济水平的郊区相比，其农业灾损率更大，浦东新区虽然农业面积不大但常住人口较多，经济水平高；而闵行、青浦区分别位于上海中部和西部，平均灾损率不高；市区虽然经济发达人口集中、基础设施完善，与沿江、沿海区域相比其台风大风危险性还是较低的，其相应的灾损率也低。崇明县部分区域无居住区、农业区，脆弱性最低。综上可知，台风风灾灾损率与各评价单元的经济发展水平、农业发达程度和防灾保障能力等因素密切相关，金山、嘉定区农业经济发达，应加强防灾保障能力以减少台风大风侵袭时农业受灾面积。