劉鑫趙魯強(qiáng)劉娜惠建忠唐千紅

(1 中國氣象局公共氣象服務(wù)中心，北京 100081；2 國家氣象信息中心，北京 100081)

伊犁河流域春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與區(qū)劃

劉鑫1趙魯強(qiáng)1劉娜2惠建忠1唐千紅1

(1 中國氣象局公共氣象服務(wù)中心，北京 100081；2 國家氣象信息中心，北京 100081)

將春季融雪型洪水發(fā)生最為頻繁的伊犁河流域作為研究區(qū)，選取高程、坡度、地形起伏度、與水系距離、土地利用/覆被、冬季積雪深度作為春季融雪型洪水的影響因子，利用GIS技術(shù)和信息量模型定量計(jì)算了春季融雪型洪水的危險(xiǎn)性，并基于總信息量最終將研究區(qū)域劃分為極高度、高度、中度、低度和極低度等5個(gè)等級(jí)危險(xiǎn)區(qū)。研究表明：春季融雪型洪水災(zāi)害主要沿河谷地帶發(fā)生，并且與冬季積雪深度、農(nóng)田等分布相一致，災(zāi)害點(diǎn)與危險(xiǎn)性區(qū)劃具有很好的空間相關(guān)性，運(yùn)用信息量模型開展春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃具有較好的科學(xué)客觀性和業(yè)務(wù)應(yīng)用價(jià)值，可為該區(qū)內(nèi)的春季融雪型洪水精細(xì)化預(yù)報(bào)提供有力的技術(shù)支撐，可為防災(zāi)減災(zāi)決策服務(wù)提供參考依據(jù)。

春季融雪型洪水，危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，信息量模型，伊犁河流域

0 引言

20 世紀(jì)80 年代以來，在全球氣候變暖的大背景下，雪線上升，積雪消融加快，我國春季融雪型洪水的發(fā)生頻次明顯增加且強(qiáng)度加大，其中新疆融雪型洪水最為顯著[1-2]。新疆融雪型洪水的發(fā)生不僅嚴(yán)重威脅到了當(dāng)?shù)氐墓?、鐵路、水庫、灌溉渠道等交通、水利設(shè)施，危及到了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，更較大地制約了當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[3]。例如，2010年春季新疆北部地區(qū)發(fā)生融雪型洪水40多次，造成15.55萬人受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失約3億元①中國新聞網(wǎng)：新疆今年發(fā)生洪災(zāi)40多次損失近3億元．[2010-05-05]. http://www.chinanews.com/gn/news/2010/05-05/2263366.shtml.。并且，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人類活動(dòng)加劇，融雪型洪水帶來的社會(huì)災(zāi)害損失也與日俱增。而伊犁河流域是新疆春季融雪型洪水發(fā)生最為頻繁的地區(qū)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000—2013年，伊犁河流域的春季融雪型洪水占新疆該災(zāi)害總數(shù)的40%，因此，開展該地區(qū)的春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與區(qū)劃研究尤為迫切和必要。

春季融雪型洪水危險(xiǎn)性包含了孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子等多重因素的影響，春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)需對(duì)這多種影響因素進(jìn)行考慮[4-7]。春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃是在已有融雪型洪水的形成機(jī)理研究基礎(chǔ)上，選擇融雪型洪水形成的主要影響因子，進(jìn)而利用一定的方法進(jìn)行未來潛在融雪型洪水的發(fā)生概率估算，并完成融雪型洪水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)分區(qū)。目前在洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方面，常用的方法有主成分分析、回歸分析、層次分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和信息擴(kuò)散理論等[5,8-9]，由于應(yīng)用條件苛刻或?qū)＜掖蚍种饔^性比較強(qiáng)等原因，不易于操作，而廣泛應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中的信息量模型法[10-11]，易于實(shí)現(xiàn)且評(píng)價(jià)結(jié)果客觀性較高，將初次應(yīng)用于春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與區(qū)劃研究。本文將結(jié)合伊犁河流域春季融雪型洪水發(fā)生的空間分布特征，選出高程、地形起伏度、坡度、水系距離、土地利用/覆被及冬季積雪深度等6個(gè)融雪型洪水影響因子，運(yùn)用信息量模型法和GIS技術(shù)對(duì)研究區(qū)的春季融雪型洪水危險(xiǎn)性開展定量評(píng)價(jià)，為伊犁河流域的春季融雪型洪水精細(xì)化預(yù)報(bào)提供技術(shù)支撐，為春季融雪型洪水的重點(diǎn)防治提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

伊犁河流域位于新疆天山最西部，地理位置在42°50’—44°10’N，80°30’—83°10’E，面積約5.6萬km2，海拔531～6038m。全地區(qū)地貌的基本特征為三山夾兩谷，東、南、北三面高山環(huán)繞，地勢(shì)東高西低，東窄西寬，河流由特克斯河、鞏乃斯河和喀什河三大支流組成，干流全長1236km，在中國境內(nèi)長約442km[12]。伊犁河流域是新疆主要糧油和畜牧業(yè)基地，畜牧總頭數(shù)為全疆第一，占全疆15%以上，耕地面積占全疆的12%，農(nóng)作物的總產(chǎn)量占15%，是新疆重要的綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)（圖1）[13]。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig. 1 The location of research area

2 資料與方法

2.1 資料來源

本文研究資料主要包括伊犁河流域2000—2013年春季（3—5月）融雪型洪水災(zāi)情資料、90m的數(shù)字高程資料、1:100萬的水系分布圖、1km的土地利用圖和1981—2013年2月下旬的積雪深度資料。

2.2 資料處理方法

首先，在總結(jié)借鑒國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的春季融雪型洪水成因和災(zāi)害影響研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)春季融雪型洪水實(shí)際情況篩選影響因子。

其次，基于災(zāi)情資料和GIS技術(shù)，提取災(zāi)情對(duì)應(yīng)的各影響因子數(shù)值。通過分析主要影響因子與春季融雪型洪水空間位置的關(guān)系，將各主要影響因子劃分為多個(gè)特征等級(jí)。

最后，基于信息量模型和GIS技術(shù)，統(tǒng)計(jì)各主要影響因子每個(gè)特征等級(jí)的危險(xiǎn)度信息量，綜合得到研究區(qū)春季融雪型洪水各重要影響因子的危險(xiǎn)度信息量，進(jìn)而運(yùn)用加權(quán)綜合法計(jì)算得到研究區(qū)的危險(xiǎn)度信息量分布；利用自然斷點(diǎn)法，將總信息量重新劃分特征等級(jí)，最終得到精細(xì)化的春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃圖。

3 伊犁河流域春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)估與區(qū)劃

3.1 春季融雪型洪水影響因子的提取與分析

春季融雪型洪水是流域水文地理環(huán)境、流域積雪、下墊面以及熱力條件等因子綜合影響的結(jié)果[14-17]，在春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃中，合理把握融雪型洪水發(fā)生的主要影響因子非常重要。另外，通過分析主要影響因子與春季融雪型洪水空間位置的關(guān)系，可揭示春季融雪型洪水的分布規(guī)律，找出各影響因子對(duì)春季融雪型洪水發(fā)生過程的貢獻(xiàn)大小。本次研究中春季融雪型洪水影響因子的選取是在借鑒國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的研究成果基礎(chǔ)上，并結(jié)合研究區(qū)內(nèi)春季融雪型洪水實(shí)際情況篩選，確定高程、地形起伏度、坡度、水系距離、土地利用/覆被、冬季積雪深度等6個(gè)融雪型洪水影響因子（圖2）。

3.1.1 高程因子

高程是描述地形地貌的定量指標(biāo)[18]，與山區(qū)氣溫和積雪深度有密切關(guān)系[14,16]，因而是春季融雪型洪水危險(xiǎn)性的重要評(píng)價(jià)因子。利用美國NASA的3弧秒（約90m分辨率）的新疆?dāng)?shù)字高程圖，處理生成覆蓋伊犁河流域的1km×1km柵格數(shù)據(jù)，如圖2a所示。從研究區(qū)的高程圖可見，區(qū)內(nèi)海拔較高，主要為山區(qū)。從融雪型洪水與高程關(guān)系（圖3）來看，融雪型洪水主要發(fā)生在533～1300m高程范圍內(nèi)，占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的70.2%。

3.1.2 地形起伏度因子

地勢(shì)起伏度是某一確定面積內(nèi)最高和最低點(diǎn)的高差，是描述地貌形態(tài)的定量指標(biāo)[18-19]。較小的地形起伏度可使得一定范圍內(nèi)的積雪幾乎同步開始消融，中、低山區(qū)能夠同時(shí)來水，從而縮短春季融雪洪水的過程、增加洪峰流量[15]。它也是重要的春季融雪型洪水評(píng)價(jià)因子?；跀?shù)字高程和ARCGIS空間分析計(jì)算得到1km地形起伏度柵格數(shù)據(jù)，如圖2b所示。據(jù)地貌制圖時(shí)的分類標(biāo)準(zhǔn)[18]，研究區(qū)內(nèi)平坦起伏（0～20m）地區(qū)面積占總面積的8.78%，小起伏（20～75m）地區(qū)面積占總面積的12.25%，中起伏（75～300m）地區(qū)面積占總面積的28.55%，山地起伏（300～600m）占總面積的29.37%，高山起伏（＞600m）占總面積的21.05%。該結(jié)果顯示（圖4），研究區(qū)地形大多為中起伏、山地起伏和高山起伏；區(qū)內(nèi)春季融雪型洪水災(zāi)害點(diǎn)主要分布在小起伏、中起伏地區(qū)，約占總災(zāi)害點(diǎn)的75.5%。

圖2 伊犁河流域春季融雪型洪水評(píng)價(jià)因子Fig.2 Hazard evaluation factors of spring snowmelt-flood in the Ili River Basin

圖3 春季融雪型洪水與高程關(guān)系Fig.3 Relation between spring snowmelt-flood and elevation

圖4 春季融雪型洪水與地形起伏度關(guān)系Fig.4 Relation between spring snowmelt-flood and topographic relief degree

3.1.3 坡度因子

坡度是高度變化的最大值比率，反映陡緩程度[20]。從理論角度，坡度越大，水流動(dòng)速度越快。高程、地形起伏度和坡度在春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中能夠起到互相補(bǔ)充的作用，這三個(gè)因子均與春季融雪型洪水具有良好的相關(guān)性，高程越低、地形變化越小，洪水、山洪災(zāi)害越容易發(fā)生[4,8]。使用ARCGIS軟件生成伊犁河流域的1km坡度柵格數(shù)據(jù)，如圖2c所示。從研究區(qū)的坡度圖來看，區(qū)內(nèi)坡度較陡峭，坡度分布在0°～78.9°，從融雪型洪水與坡度分布關(guān)系圖（圖5）來看，融雪型洪水主要發(fā)生在0°～4°，該區(qū)域內(nèi)的融雪型洪水占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的71.7%。

圖5 春季融雪型洪水與坡度關(guān)系Fig.5 Relation between spring snowmelt-flood and slope

3.1.4 水系距離因子

水系分布反映了積雪融水的流動(dòng)方向，河流或山洪溝的水流流量迅速上漲，易發(fā)生融雪型洪水。因而，一般河流附近發(fā)生融雪型洪水的可能性較大[4,8]。根據(jù)河流分布圖，利用ARCGIS軟件生成水系因子圖。如圖2d所示，通過對(duì)研究區(qū)的融雪型洪水宏觀分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)融雪型洪水沿著河谷呈條帶狀分布。利用ARCGIS的空間分析工具，做水系的緩沖區(qū)，分析融雪型洪水在距河流不同的區(qū)域內(nèi)分布特征，圖6為河流不同緩沖寬度內(nèi)的融雪型洪水發(fā)生百分比，融雪型洪水的發(fā)生有兩個(gè)密集區(qū)，0～1000m和3000～6000m。這是由于融雪型洪水有兩種類型，即中小河流洪水和山洪，這兩個(gè)區(qū)域分別代表這兩種融雪型洪水形式發(fā)生的密集區(qū)域。另外，距離河流9000m范圍內(nèi)的融雪型洪水占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的84%，距離河流越遠(yuǎn)，融雪型洪水發(fā)生呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢(shì)。

圖6 春季融雪型洪水與水系分布關(guān)系Fig.6 Relation between spring snowmelt-flood and river system distribution

3.1.5 土地利用/覆被因子

土地利用/覆被是影響積雪融水產(chǎn)流、匯流的重要下墊面條件，一方面坡面植被有利于減緩坡面水流的流動(dòng)速度和下滲速度，另一方面人類活動(dòng)對(duì)于土地資源的不合理開發(fā)利用，破壞了原有的地理水文環(huán)境，成為了融雪型洪水活動(dòng)加劇的成因之一[14-15,21]。原始數(shù)據(jù)是中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心1km網(wǎng)格土地利用數(shù)據(jù)，如圖2e所示，土地利用類型共有6種，分別是居民用地、耕地、林地、草地、水域和未利用土地。從融雪型洪水與坡度分布關(guān)系（圖7）來看，融雪型洪水主要分布在耕地、草地和居民用地，分別占區(qū)內(nèi)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的53.8%，28.6%和12.9%。

圖7 春季融雪型洪水與土地利用/覆被關(guān)系Fig.7 Relation between spring snowmelt-flood and land use/cover types

3.1.6 冬季積雪深度因子

入春前的積雪深度給春季融雪型洪水的發(fā)生提供了物質(zhì)量[14-17,22]，2月底積雪厚是產(chǎn)生春季融雪型洪水的重要條件。計(jì)算研究區(qū)內(nèi)氣象站點(diǎn)1980—2010年氣候平均2月底最大積雪深度，利用cokring方法插值到整個(gè)伊犁河流域，如圖2f所示。從研究區(qū)的冬季積雪深度來看，區(qū)內(nèi)2月底積雪深度較厚，積雪深度分布在9.7～17.7cm，從融雪型洪水與冬季積雪深度分布關(guān)系（圖8）來看，融雪型洪水發(fā)生概率整體隨著積雪深度增加而增大。當(dāng)積雪深度大于13.0cm，該區(qū)域內(nèi)的融雪型洪水占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的94.4%。

圖8 春季融雪型洪水與冬季積雪深度關(guān)系Fig.8 Relation between spring snowmelt-flood and winter snow-depth

3.2 春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和區(qū)劃

3.2.1 信息量模型原理

信息量模型是一種統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)方法，是把各個(gè)影響因子對(duì)災(zāi)害發(fā)生提供的信息量值進(jìn)行疊加所得的總信息量值作為評(píng)價(jià)定量指標(biāo)的一種評(píng)價(jià)方法[23]。如，融雪型洪水受多種因素影響，各種因素所起作用的大小是不同的，利用信息量模型可定量計(jì)算融雪型洪水各影響因子對(duì)災(zāi)害發(fā)生的信息量（貢獻(xiàn)），將這些信息量相疊加得到的總信息量值將作為危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的定量指標(biāo)。

各影響因子對(duì)融雪型洪水發(fā)生所提供的信息量值根據(jù)公式（1）計(jì)算：

式中，P(Xi)是影響因子Xi的信息量值；S是研究區(qū)面積；R是研究區(qū)內(nèi)已發(fā)生融雪型洪水的面積；Si是研究區(qū)內(nèi)含有影響因子Xi的面積；Ri是影響因子Xi分布區(qū)域內(nèi)已發(fā)生融雪型洪水的面積。

單個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)的總信息量值根據(jù)公式（2）計(jì)算：

式中，P為評(píng)價(jià)單元總的信息量值；n為影響因子數(shù)；其他參數(shù)同上。

將總信息量值作為單元網(wǎng)格內(nèi)影響融雪型洪水形成的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，值越大說明融雪型洪水發(fā)生的可能性就越大，根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)單元網(wǎng)格的總信息量值進(jìn)行融雪型洪水危險(xiǎn)性的等級(jí)劃分[10-11]。

3.2.2 信息量模型計(jì)算與危險(xiǎn)性分區(qū)

在信息量模型計(jì)算中，評(píng)價(jià)單元的選取，直接影響到春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果。由于影響春季融雪型洪水的各種因子，如水系、地形、土地利用、入春前積雪深度等是空間分布不均的，因此，選取評(píng)價(jià)單元，應(yīng)盡可能考慮每一單元內(nèi)部的條件最大均一性和單元之間的差異性[24]。本研究根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)圖層精度，選取1km×1km作為評(píng)價(jià)單元。

前面已提取和分析了研究區(qū)內(nèi)春季融雪型洪水的6個(gè)影響因子（高程、地形起伏度、坡度、水系距離、土地利用/覆被、積雪深度），各影響因子已利用ARCGIS轉(zhuǎn)化為1km×1km的柵格數(shù)據(jù)并根據(jù)公式（1）計(jì)算各影響因子對(duì)春季融雪型洪水發(fā)生的信息量，具體見表1。

將信息量分別賦給各因子不同類別的屬性表中，生成單因子信息量圖，通過公式（2）計(jì)算總信息量分布，最后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的自然斷點(diǎn)法將總信息量重新劃分特征類別，即劃分為極高度、高度、中度、低度、極低度危險(xiǎn)等5個(gè)等級(jí)，得到研究區(qū)的伊犁河流域融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)分級(jí)，如圖9所示。

3.2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)的融雪型洪水危險(xiǎn)性分區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出，區(qū)內(nèi)融雪型洪水危險(xiǎn)性較高（表2），高度和極高度危險(xiǎn)區(qū)的面積是17231km2，占研究區(qū)面積的32.98%，極高度危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)分布有災(zāi)害點(diǎn)44個(gè)，占區(qū)內(nèi)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的64.71%，高度危險(xiǎn)區(qū)分布有災(zāi)害點(diǎn)15個(gè)，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的22.06%，中等以下危險(xiǎn)區(qū)域分布災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)較少。由此可見，融雪型洪水災(zāi)害點(diǎn)的分布與危險(xiǎn)性分區(qū)具有很好的相關(guān)關(guān)系，本次危險(xiǎn)性區(qū)劃能客觀反映區(qū)內(nèi)融雪型洪水危險(xiǎn)性的分布情況，區(qū)劃結(jié)果比較好。

研究區(qū)內(nèi)融雪型洪水極高度和高度危險(xiǎn)區(qū)的面積分別是7341和9890km2，占研究區(qū)總面積的14.05%和18.93%，研究發(fā)現(xiàn)，極高度和高度危險(xiǎn)區(qū)呈現(xiàn)集中分布的特點(diǎn)，這兩類危險(xiǎn)區(qū)主要沿河流分布在河谷地區(qū)，這兩個(gè)地區(qū)的水系密集，高程低，地勢(shì)平緩，有利于積雪融水的迅速匯集，另外冬季積雪深度大，為春季融雪型洪水的發(fā)生提供了豐富的物質(zhì)儲(chǔ)備；從土地利用分類來看，極高度和高度危險(xiǎn)區(qū)主要分布在耕地和居民用地，人類活動(dòng)影響大，加大了融雪型洪水的危險(xiǎn)性。融雪型洪水中度危險(xiǎn)區(qū)主要沿高度危險(xiǎn)區(qū)外圍分布，面積10732km2，占研究區(qū)總面積的20.54%，分布有災(zāi)害點(diǎn)5個(gè)，該區(qū)域高程增大，距河流的距離增大，危險(xiǎn)性減??；另外下墊面主要為草地，人類活動(dòng)影響小，災(zāi)害發(fā)生的概率減少。融雪型洪水極低度和低度危險(xiǎn)區(qū)主要分布在山區(qū)，面積24279km2，占研究區(qū)總面積的46.47%，極低度危險(xiǎn)區(qū)為高海拔山區(qū)，區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)少，植被為高山草地、林地和未利用土地，低度危險(xiǎn)區(qū)主要是森林和草地覆蓋，發(fā)生災(zāi)害概率低。

另外，據(jù)2014—2015年中國氣象局災(zāi)情直報(bào)系統(tǒng)信息匯總，2014年春季伊犁河流域發(fā)生了2次融雪型洪水災(zāi)害事件：2014年3月13日，新源縣大部分地區(qū)出現(xiàn)氣溫持續(xù)性回升，山區(qū)向陽坡積雪大面積迅速融化，導(dǎo)致肖爾布拉克鎮(zhèn)洪土拜村牧民定居點(diǎn)發(fā)生融雪性洪水災(zāi)害；2014年3月16—17日，氣溫急劇升高，積雪迅速融化，造成尼勒克縣木斯鄉(xiāng)等多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)相繼發(fā)生融雪型洪水災(zāi)害。對(duì)比伊犁河流域春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃可知，2014年春季融雪型洪水災(zāi)害發(fā)生區(qū)均位于極高度危險(xiǎn)區(qū)和高度危險(xiǎn)區(qū)。該區(qū)位于山區(qū)南部，海拔較低且地形起伏小，有利于山區(qū)向陽坡的融化積雪在該區(qū)域的快速匯集，形成融雪型洪水災(zāi)害，與災(zāi)情實(shí)際形成情況一致。由此可見，該春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃具有較好的業(yè)務(wù)應(yīng)用價(jià)值。

表1 春季融雪型洪水各評(píng)價(jià)因子的信息量Table1 The information value of various evaluation factors on spring snowmelt-flood

圖9 伊犁河流域春季融雪型洪水危險(xiǎn)性區(qū)劃Fig.9 The map of spring snowmelt flooding hazard levels in the Ili River Basin

表2 各危險(xiǎn)性等級(jí)區(qū)春季融雪型洪水災(zāi)害點(diǎn)的數(shù)目分布Table2 The number of spring snowmeltflooding disaster sites in zones with different hazard levels

4 結(jié)論與討論

1）研究結(jié)果表明，春季融雪型洪水災(zāi)害主要沿河谷地帶發(fā)生，并且與冬季積雪深度、農(nóng)田等分布相一致。研究區(qū)地形復(fù)雜，從高程上來看，融雪型洪水主要發(fā)生在533～1300m高程范圍內(nèi)，占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的70.2%。從地形起伏度來看，融雪型洪水災(zāi)害主要分布在小起伏、中起伏地區(qū)，占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的75.5%。從坡度來看，融雪型洪水主要發(fā)生在0°～4°，該區(qū)域內(nèi)的融雪型洪水占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的71.7%。融雪型洪水主要在距離河流一定范圍內(nèi)密集發(fā)生，融雪型洪水的發(fā)生有兩個(gè)密集區(qū)（0～1000m和3000～6000m），分別代表這兩種融雪型洪水形式發(fā)生的密集區(qū)域，另外，距離河流9000m范圍內(nèi)的融雪型洪水占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的84%，距離河流越遠(yuǎn)，融雪型洪水發(fā)生呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)。根據(jù)融雪型洪水在不同土地利用類型的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，融雪型洪水主要分布在耕地、草地、居民用地這3種土地類型中。從冬季積雪深度來看，融雪型洪水發(fā)生概率隨著積雪深度增加而增大，當(dāng)積雪深度大于13.0cm，該區(qū)域內(nèi)的融雪型洪水占區(qū)內(nèi)總災(zāi)害點(diǎn)的94.4%。

2）基于GIS的信息量模型方法應(yīng)用簡單方便，能快速提取融雪型洪水影響因子數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)柵格單元內(nèi)各影響因子對(duì)融雪型洪水的貢獻(xiàn)，很好地綜合了GIS空間分析和信息量計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，且評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)客觀。本次評(píng)價(jià)選取高程、地形起伏度、坡度、水系、土地利用/覆被、冬季積雪作為融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的影響因子，運(yùn)用信息量模型開展春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，將研究區(qū)劃分為極高度、高度、中度、低度和極低度等5級(jí)危險(xiǎn)區(qū)，通過對(duì)危險(xiǎn)區(qū)和融雪型洪水災(zāi)害點(diǎn)的相關(guān)性進(jìn)行分析，得出危險(xiǎn)性區(qū)劃能較好地總結(jié)反映實(shí)際融雪型洪水災(zāi)害調(diào)查結(jié)果，因此基于GIS的信息量模型方法開展的區(qū)劃能夠客觀反映區(qū)內(nèi)融雪型洪水危險(xiǎn)性，為研究區(qū)的融雪型洪水精細(xì)化預(yù)報(bào)提供理論參考和技術(shù)支撐，也為融雪型洪水的防治提供依據(jù)。

3）本文的伊犁河流域春季融雪型洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與區(qū)劃結(jié)果目前已應(yīng)用于中國氣象局公共氣象服務(wù)中心的專業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，在2014—2015年春季融雪型洪水氣象預(yù)報(bào)服務(wù)中顯示了較好的預(yù)報(bào)服務(wù)效果，具有較好的業(yè)務(wù)應(yīng)用價(jià)值。如果能獲得我國其他地區(qū)詳細(xì)的春季融雪型洪水災(zāi)情資料，基于信息量模型將可開展相關(guān)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與區(qū)劃，該研究結(jié)果可為全國的春季融雪型洪水氣象預(yù)警和災(zāi)害防治工作提供有力的技術(shù)支撐和參考。

致謝：新疆氣象服務(wù)中心楊靜高級(jí)工程師為本研究提供了2000—2013年伊犁河流域春季融雪型洪水災(zāi)情資料，特此感謝。

[1]徐羹慧, 毛煒嶧, 陸幗英. 新疆氣象災(zāi)害近期變化和防災(zāi)減災(zāi)工作綜合評(píng)述. 沙漠與綠洲氣象, 2008, 2(1): 50-54.

[2]徐羹慧, 陸幗英. 21世紀(jì)前期新疆洪旱災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策研究. 沙漠與綠洲氣象, 2007, 1(5): 54-58.

[3]張俊蘭. 2011年4月下旬托什干河融雪洪水的氣象成因. 沙漠與綠洲氣象, 2012, 6(4): 1-6.

[4]唐川, 朱靜. 基于GIS的山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃. 地理學(xué)報(bào), 2005, 60(1): 87-94.

[5]黃大鵬, 劉闖, 彭順風(fēng). 洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與區(qū)劃研究進(jìn)展. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2007, 26(4): 11-22.

[6]孫欣, 林孝松, 何錦峰, 等. 基于GIS的山區(qū)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與分區(qū). 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014, 30(3): 44-49.

[7]張克中, 顧麗華, 萬奎, 等. 德清縣氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃技術(shù)方法研究及其應(yīng)用. 第26屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)論文集, 2009: 146-154.

[8]李林濤, 徐宗學(xué), 龐博, 等. 中國洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究. 水利學(xué)報(bào), 2012, 43(1): 22-30.

[9]張杰. 基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)模型的洪災(zāi)危險(xiǎn)性分析與評(píng)價(jià)——以渭河下游秦嶺北麓山區(qū)為例. 西安理工大學(xué), 2014.

[10]朱良峰, 吳信才, 殷坤龍, 等. 基于信息量模型的中國滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究. 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào), 2004, 26(3): 52-56.

[11]周志華, 林維芳, 徐標(biāo). 基于GIS與信息量模型的溝谷密度與滑坡發(fā)育關(guān)系的研究. 中國礦業(yè), 2012, 21(1): 119-121, 124.

[12]張軍民. 伊犁河流域氣候資源特點(diǎn)及其時(shí)空分布規(guī)律研究. 干旱氣象, 2006, 24(2): 1-4.

[13]王宏偉, 張小雷, 喬木, 等. 基于GIS的伊犁河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與動(dòng)態(tài)分析. 干旱區(qū)地理, 2008, 31(2): 215-221.

[14]俞永旺, 徐冰, 白東明, 等. 天山北坡雀爾溝河春季融雪洪水的成因分析. 干旱區(qū)研究, 1995, 12(3): 15-20.

[15]仇家琪, 顏新. 天山北坡中段春季融雪洪水及其災(zāi)害成因研究.干旱區(qū)地理, 1994, 17(3): 35-42.

[16]仇家琪, 徐俊榮, 陳亞寧, 等. 天山北坡春季雪洪形成的氣候因子分析. 干旱區(qū)地理, 1995, 18(1): 43-50.

[17]閆彥, 劉志輝, 葉朝霞. 新疆北疆地區(qū)融雪洪水災(zāi)害預(yù)警模型的建立與驗(yàn)證. 干旱區(qū)地理, 2009, 32(4): 552-557.

[18]程維明, 周成虎, 柴慧霞, 等. 中國陸地地貌基本形態(tài)類型定量提取與分析. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 11(6): 725-736.

[19]李瓊. 基于遙感與地理信息系統(tǒng)的蘭州幅1: 100萬數(shù)字地貌制圖方法研究. 蘭州大學(xué), 2006.

[20]鄭著彬, 任靜麗. DEM地形分析在山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用——以云南省漾濞縣為例. 云南地理環(huán)境研究, 2010, 22(2) : 19-22.

[21]陸智, 劉志輝, 閆彥. 新疆融雪洪水特征分析及防洪措施研究. 水土保持研究, 2007, 14(6) : 216-218．

[22]吳素芬, 劉志輝, 邱建華. 北疆地區(qū)融雪洪水及其前期氣候積雪特征分析. 水文, 2006, 26(6): 84-87.

[23]黃潤秋, 許向?qū)? 唐川, 等. 地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與地質(zhì)災(zāi)害管理. 北京:科學(xué)出版社, 2008: 151-179.

[24]毛正君. 寧夏彭陽縣地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究. 長安大學(xué), 2009.

Risk Evaluation of the Spring Snowmelt Flood in Ili River Basin and It’s Mapping

Liu Xin1, Zhao Luqiang1, Liu Na2, Hui Jianzhong1, Tang Qianhong1
(1 Public Service Centre of China Meteorological Administration, Beijing 100081 2 National Meteorological Information Centre, Beijing 100081)

This paper evaluates the risk of the spring snowmelt fl ooding, which is often occured in the Ili River Basin, based on GIS technology, information quantity model and impact factors including elevation, topographic relief degree, slope, distance from the river system, land use/cover types and winter snow depth. According to the fi nal comprehensive information quantity, the spring snowmelt fl ooding hazard may be divided into fi ve grades: very high, high, moderate, low and very low. Results show that the spring snowmelt fl oods concentrated mainly along the zonal river valley in the Ili River Basin, and are consistent with the distribution of winter snow-belt and farmland. The site number of spring snowmelt fl ooding hazards is positively correlated with the hazard grades. It is shown that the method based on the information quantity, and the mapping of spring snowmelt fl ood hazard zones is objective and has a better business value. The study may provide a technical support for a fi ne forecast of the spring snowmelt fl ood, and a valid basis to prevent from the spring snowmelt fl ood.

spring snowmelt fl oods, risk evaluation, information quantity model, Ili River Basin

10.3969/j.issn.2095-1973.2016.06.006