第五章 自然灾害系统研究

致灾机制
三大板块交 界 孕灾 环境 致灾 因子 两大地震 带交汇处 两级阶梯的 交界；多山 西南和东南 季风影响
高山冰川
构造活跃
地形复杂地表不稳
暴雨
水源充足
地震
滑坡
泥石流
建设者的防范意 识和措施不到位
地 质 灾 害 灾 情 严 重
承灾体
开发山区 建筑物、人、财产 生产活动增加 等趋于密集
成灾机制
西南地区地质灾害的致灾与成灾机制
6·灾害群聚、群发
灾害群聚：
灾害多度=单元灾种数/区域灾种总数， 单位： %
DD =n/ N
灾害群发：
灾害频度=单元灾害发生频次/时段灾害发生频次，单位： %
DF= f/ F
8 · 灾害信息（ Disaster Information）
新闻部门
气象部门 保险部门
水利部门
海洋部门 地震部门
民政部门
致 灾 区 域 规 律
1）研究思路
区域减灾
基本认识
1.中国自然致灾分异
致灾特征值及其模型构建：
A
多度：自然致灾种类在一定区域内的群聚 性程度为自然致灾多度（D）。
D＝n/N
指标与模型
式中n为某县域统计时段内自然灾害的种数 （中国陆地主要自然致灾因子种数共102种） N为全国该统计时段内自然灾害种数。
3、 致灾因子：是指可能造成的财产损失、 人员伤亡、资源与环境破坏、社会系统混乱 等孕灾环境中的变异因子。 4、承灾体：是指人类本身在内的物质文化环境 5、 灾情：是在一定的孕灾环境、承灾体条 件下，导致某个区域内，一定时期生命和财 产损失的情况。灾情是孕灾环境、承灾体、 致灾因子综合、相互作用的产物。研究区域 灾情是地理科学研究灾害系统的重要内容。
的梯形区域，
成为全国高值区（大于10）。
东北平原、华北平原和黄土高原地区为高值中心（大于16）。 东南沿海地带和西南地区的云、贵、川一带是南方相对高值区，
以藏北高原为低值中心，且向外侧增大。
基本认识： 被灾指数与多度值呈正相关关系，其中最突出的是华北地区。 呈面状分布（如气圈、水圈、生物圈）的自然致灾因子影响的
不稳定性评价 风险评价 危险评价 脆弱-易损 性评价 环境安全评价
资源保护与 改造分析
丘陵区 山地区
生态安全评价
第三节、中国自然灾害分异研究
1.中国自然致灾分异
模型1-图1
信 息 源
《地理学报》1994.49卷1期
县 域 单 元 数 据 库
提取 特征等值线
选 择 参 数
构 建 模 型
模型2-图2 叠加 模型3-图3
灾害信息源
林业部门 农业部门 ··· ··· ···
第二节、自然灾害系统分析
案例.洞庭湖地区洪水灾情与减灾
降水 径流 降水 正常水位
水 灾 问 题
径流
围 湖
泥沙
山地区 丘陵区 湖滩区 平原区
湖岸区
湖区
洞庭湖流域地貌分区模式
思 路（1）水情要素角度分析
区域状况 流域状况 可选库区 径流流域分布 降水季节变化 水 情 分 析 降水与蒸发 降水年变化 导致洪水的 临界水量 新建水库分洪能力 加高堤坝 提高蓄水量

基本认识：
自然环境过渡地带，诸如中纬度带、海陆过渡带、农牧
交错带等，
自然致灾因子相对群聚。
几种自然环境过渡的交错区域形成高值连片区，中国的
华北地区
正处在这样的位置，因此成为中国自然致灾因子最群聚的 地区。
自然条件差的区域不一定致灾种类多。
3） 自 然 致 灾 因 子 制 图
被灾指数
区域分异特征 被灾指数高低相差4倍多（4—16），区域分异明显。 以齐齐哈尔、哈尔滨、天水和杭州为顶点连成
2.中国自然自然灾害区域分异
3)中国自然灾害灾次比区域分异
区域分异特征 东西分异明显，二连—察隅线以西为大面积
低值区。
高值区主要发生在淮河流域。
基本认识： 灾次比的区域分异大范围受气候及地貌的综合影响，局部受
承灾体和防灾能力的影响。
贵州的灾次比值低，再次表明自然环境脆弱并不一定多灾。 浙江为沿海最低灾次比区域，这与自然致灾因子组合稳定和
案例
A·孕灾环境
大气圈（对流层、平流层等）
孕灾环境 结构
水
圈（地表水、地下水）
岩石圈（土壤、风化壳、地壳、地幔） 生物圈（植物、动物、微生物）
孕灾环境属性
地带性/非地带性 —基带/边缘带 波动性/突变性 —周期/准周期/随机 渐变性/趋向性 —梯度/累积
人类圈（种族、民族、宗教、穷人/富人、 疆域、生活地图）
致灾机制
西南和东南 横跨三大阶梯 阶梯交界处多 中下游地势地 山；迎风坡 平排水不畅 季风影响
孕灾环境
东部临海
降雨充沛
地形地貌
土壤地质
海洋灾害影响
致灾因子
暴雨
滥伐森林 水土流失
洪涝
泥沙淤积、围湖造田 河湖蓄洪行洪能力差
风暴潮
经济核心地带
水 文 灾 害 灾 情 严 重
承灾体
成灾机制 长江流域水文灾害的致灾与成灾机制
抗灾能力强有关。
2.中国自然自然灾害区域分异
4）中国成灾指数与致灾指数区域分异相互关分析




区域分异特征 致灾指数和成灾指数高值区集中在华北地区、江淮地区及华南 地区；前者范围偏北和偏西，后者更偏南、偏东。江淮地区， 是全国致灾和成灾最高值区域。 致灾指数和成灾指数低值区对应较好，浙江和贵州—广西岩溶 地区为两个低值区域；青海和西藏为全国最大范围的最低值区 域。 成灾指数的东西分异较被灾指数更为显著。
技术圈（建筑物、计算机网络系统、 运输系统）
B·承灾体
人口、经济 土地利用（城市、 厂矿、农田、 牧场、森林、 道路、机场、 港口等）
C·致灾因子(Hazard)
马宗晋等分类（1994）
地震灾害 气象灾害（含洪水灾害） 农作物灾害 海洋灾害 森林生物灾害 地质灾害 其他灾害
致灾 圈层 划分
灾害链
蒸发量
泥沙於积 径流名称 各流域情况 分析汇总
改变 地表 植被 截流 径流 控 制 围 湖 造 田 控 制 注入 排出 径流 水量
减灾 措施
地表径流
各径流注入水量 排出水量 季节和年际变化
造址 建水 库分 散洪 峰
地下水位
季节和年际变化
思 路（2）动态角度分析体系
历史面积
灾情 面积 支流汇入 蓄水量 降水量 洞 庭 湖 目前面积 年汇入水量 历史目前 年平均降水量 临界值 历史年最大降水量 历史含沙量 目前含沙量 最大移民数目
案
例
串发灾害链
并发灾害链
Ⅴ
Ⅵ Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ Ⅰ
台风-暴雨灾害链
跨堤坝 山崩 滑坡 渍涝 病虫害 水土 流失 机械 故障
暴雨
洪水 大风
大风
台风
风暴潮 海水 污染
泥石流
溢洪 结构 破坏
Baidu Nhomakorabea
断电
巨浪 机械 故障
火灾
跨堤
D·灾情
人员伤亡、心理影响 直接、间接经济损失
建 筑 物 破 损
案
例
•1969， 8.29,
致灾因子是对人 类及其经济社会、 自然资源造成损 害的自然异常变 化。
孕灾环境是由大气圈、岩石圈、 水圈、生物圈共同组成的综合 地球表层环境。
灾情：因灾导致的 生命、财产、资源 损失的情况。
孕灾环境 承灾体
致灾因子
灾情
承灾体是灾害的承 受体，包括人在内 的物质文化环境、 自然资源。
灾情
自然灾害系统 各部分的关系 自然灾害的发生过程
1.中国自然致灾分异
C
被灾指数：某县域所受各种自然致灾 因子影响的规模程度，为被灾指数（C）
C Si (i 1,2,, n)
i 1
n
Si：第i种致灾因子的面积比
多度
自 然 致 灾 因 子 制 图
多度高低值相差达8倍（4%—30%），空间群聚性区域差异大。 以华北为中心，向东北、西北和东南沿海延伸，形成高群聚区。 多度>20％的区域，有90％的范围分布于北纬25°－45°的地区。 全国最低值出现在藏北地区，中东部低值区出现在西南地区。
资源保护与 改造分析
稳定性 脆弱性 风险一危险 易损性
灾情——经济
减 灾——对策
生态—环境安全
自然条件 分析
自然资源 分析 经济分析
降水 地形 植被 径流 湖泊湿地 耕地 森林草场 人口、财产 社会稳定性 洪泛区
临 界 值 矛 盾
警戒 水位 工 程
正常雨量 正常流量 正常水位 湖区湖岸变化 坡地区水土流失 淹毁灾情 防洪工程 水保工程
周周围地形植被覆盖率及汇入洞庭湖泥沙含量
迁出区域 移民 退还 减灾 迁入地区
经济损失对工业农业影响
退田最大临界值 增加周围地区植被覆盖率的提高 支流兴修水利调节经径流量 森林覆盖率的临界值
思 路（3）灾害系统角度分析
孕灾环境——自然条件 致灾因子——不利自然条件 承 灾 体——资源 自然条件 分析 自然资源 分析 经济分析
2.中国自然自然灾害区域分异
2）中国自然灾害多度区域分异
主要特征（自然灾害多度与自然致灾多度相比）
•多度高值中心从华北南移 •东南沿海地带多度值降低 •东西分界界线向西移
原因分析（承灾体特点决定）
•高值中心南移表明灾害多度受耕作熟制及土地利 用类型的影响， 由麦区向稻区移动； •东西分异线西移表明人类活动的西移； •沿海成灾多度降低与该地区承灾和抗灾的经济能 力提高有关； •东北北部高值区则与承灾体抗灾能力低有关。
自然环境较差或生态脆弱地区，不一定都是强灾、多灾地区。
（如贵州）。 牧交错带）。
自然环境演变的敏感地带并不一定多灾强灾并重（如：北方农 华北地区处在世界两大自然灾害带的交汇区域，三方面均为高
值区。
中国自然致灾因子区域可划分为9个一级自然致灾因子区。
二、中国自然灾害时空分异研究
2.中国自然灾害区域分异
第四章 自然灾害系统分析
第一节、自然灾害系统 第二节、自然灾害分析
第一节
灾害系统 （Disaster
System）
灾害系统：是复杂的地球表层系统
1、 灾害系统的组成：孕灾环境、承 灾体、致灾因子和灾情共同组成复杂特 性的地球表层变异系统。灾情是孕灾环 境、承灾体、致灾因子相互作用的产物。
2、 孕灾环境：大气圈、岩石圈、水 圈、物质文化圈所组成的综合地球表层 系统。
1.中国自然致灾分异
B
相对致灾强度：
自然致灾因子造成的相对破坏或毁坏能力的 程度，是造成区域灾情的基本原因（条件）。
S
P S
i 1 i
n
i
(i 1,2, , n)
指标与模型 上式中，S为某县域相对自然致灾因子强度 （等级），Pi为第i种致灾因子的相对强度， Si 为第i种致灾因子的面积比，取值为0.01 到1.0，即1％到100%。
基本认识：
致灾与成灾之间虽然有密切关系，但成灾主要与人类 活动在土地利用中的规模、方式、程度以及抗灾能力的强 弱有密切关系。
三、自然灾害区划的方法研究
自然灾害区划是通过研究自然灾害发生发展的时空规律对其 进行区域划分，以便为区域防灾减灾提供科学依据。在国内已 有多位学者进行过全国性的自然灾害区划研究工作 ，这些区划 进行了分析和比较后认为，从定性向定量发展是自然灾害区划 的大趋势。应该首先基于自然灾害基本单元，自下而上进行区 域合并，得到较低级别的区划单位；然后在把握自然灾害宏观 分异格局下 自上而下，进行较高级别的划分，从而得到一套完 整的区划方案 。已有的传统聚类分析方法。由于未考虑各个图 斑的空间邻接关系，难以满足目前区域合并的要求，必须发展 基于空间邻域关系的新的区域合并方法。
《自然灾害学报》1996.5卷1期
1）1949——1990年中国40多种自然灾害发生
50816县次，发生最多的前6位灾害是： 旱灾 17501县次, 占总灾次的34．4％ 洪水 7641县次，占总灾次的15．0％ 暴雨 6463县次，占总灾次的12．7％ 麦虫 3243县次，占总灾次的6．40％ 冰雹 3028县次，占总灾次的5．95％ 棉虫 2635县次，占总灾次的5．18％
生 态 环 境 破 坏
北京10个区县先后降雹, 大的似茶碗,4—5斤重,地面积 雹半尺厚,降雹的同时伴有大 风。 房山、门头沟、昌平、 延庆、海淀、朝阳、丰台、大 兴、通县、城区等十余个区县 不同程度遭危害。海淀、丰台、 等区县果树、蔬菜遭到严重损 害，减产50％以上，东西长安 街的路灯打坏三分之二，居民 住房玻璃打坏很多。
致灾机制
两大温度带 过渡地区
位于季风 地处蒙古高原 的前缘 气候区 冬季风通道
临近 沙源地
蒸发强烈
孕灾 环境
水热条件不稳 定
植被盖度低
致灾 因子
寒潮
主要农业区 商品粮基地
干旱
政治、经济、文化中 心人口、城市密集
沙尘暴
过量抽取地下水 地面沉降、海水倒灌
气 象 灾 害 灾 情 严 重
承灾体
成灾机制 华北地区气象灾害的致灾与成灾机制
地区，被灾指数相对高。
1.中国自然致灾分异
4） 自 然 致 灾 程 度 分 区
3 5 6 4 6 3 2 4
1
区域分异特征
华北地区三者均为高值区，属中国的最多灾、强灾区。 沿海地区均为次高值区，形成多灾、强灾区。 北方农牧交错带及草原区属多灾区。 西南地区，是中国的强灾区。
基本认识：