發(fā)布時間：2023-08-20 14:58:02
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的自然災害危險性分析樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：高寒山區(qū) 地質(zhì)災害 危險性評估
中圖分類號： P624 文獻標識碼： A 文章編號：
隨著中國西部大開發(fā)工作的全面展開，西部公路交通改建項目越來越多。公路項目的建設(shè)，必然會對周圍生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。對于西部高原地區(qū)公路改建項目，由于其特殊的地形地貌和地質(zhì)特點，如海拔達數(shù)千米、多年凍土比較發(fā)育，工程地質(zhì)條件普遍較差。公路工程改造擴建活動將極大地改變地質(zhì)環(huán)境，并可能誘發(fā)地質(zhì)災害，因此，公路改建工程必須進行地質(zhì)災害危險性評估，對地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災害的影響進行重點評價，并制定切實可行的環(huán)境保護措施。
一、地質(zhì)災害評估工作的特點
地質(zhì)災害評估不同于一般的地質(zhì)災害調(diào)查，其特點包括以下方面：
（1）地質(zhì)災害評估工作一般是在項目選址階段進行，可理解為在項目的可行性研究報告完成時，即應進行地質(zhì)災害評估工作，為后續(xù)的工程地質(zhì)勘察和項目的設(shè)計提供必要的依據(jù)。
（2）地質(zhì)災害評估工作是一項責任重大的工作，直接為建設(shè)項目服務(wù)，預測結(jié)果將直接對建設(shè)項目產(chǎn)生影響。因此，科學合理的做出評估結(jié)論，并對結(jié)論負責是評估工作鮮明的特點。
（3）地質(zhì)災害評估工作對象的重點，一是地質(zhì)災害對工程建設(shè)造成危害的可能性，二是工程建設(shè)可能誘發(fā)地質(zhì)災害的可能性。
（4）地質(zhì)災害評估工作是與工程建設(shè)緊密結(jié)合的，相對與區(qū)域地質(zhì)災害調(diào)查來說，地質(zhì)災害評估與工程建設(shè)本身的關(guān)系更為密切，是為工程建設(shè)服務(wù)的。
（5）地質(zhì)災害評估具有風險性評價的特征。由于地質(zhì)災害評估工作往往是先于工程勘察展開，一般享有的資料較少，同時擬建工程對環(huán)境的影響表現(xiàn)在工程建設(shè)過程中或建成后，因此從該角度看，地質(zhì)災害危險性評估實際就是一種風險評估。
（6）評估工作更加重視區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的研究，并從區(qū)域環(huán)境條件中分析地質(zhì)災害體的演化過程和主要控制及誘發(fā)因素。
（7）重視已有工程積累的經(jīng)驗。己有的同類型工程在建設(shè)過程中誘發(fā)或遭受的地質(zhì)災害狀況會給在建工程的地質(zhì)災害評估提供有效的信息，為地質(zhì)災害的預測評估提供可靠的依據(jù)，減少預測的風險性。
（8）重視典型地質(zhì)災害點的研究。典型地質(zhì)災害點的研究對于新建項目地質(zhì)災害評估是非常重要的手段，特別是在沒有同類型建設(shè)項目對比的前提下，更要重視典型地質(zhì)災害點的結(jié)構(gòu)、規(guī)模、變形跡象與發(fā)展趨勢的研究，為預測工作打下良好的基礎(chǔ)。
（9）地質(zhì)災害評估工作對從事評估工作的地質(zhì)工作者具有很高的要求，必須具有良好的職業(yè)素質(zhì)和強烈的責任心。地質(zhì)災害評估的結(jié)果往往具有不確定性，具備一定工程知識和經(jīng)驗的地質(zhì)人員在地學方面的造詣和豐富的勘察經(jīng)驗可使得出的結(jié)論更為可靠。提高從業(yè)者的技能和經(jīng)驗是保證評估結(jié)果可靠而有效途徑。
二、地質(zhì)災害危險性綜合評估
地質(zhì)環(huán)境綜合評價是一個比較新的課題，目前還沒有一個統(tǒng)一的評價標準和評價方法。國土資源部僅規(guī)定了地質(zhì)災害危險性評估的基本原則，而具體的評價方法措施并無具體規(guī)定，可見這是一項具有探索性的研究課題。地質(zhì)災害綜合評估(地質(zhì)災害危險性分區(qū)方法)的方法目前大多數(shù)評估單位在建設(shè)用地地質(zhì)災害危險性評估中采用的是災損率（Zs）法和風險區(qū)劃法:
（1）災損率（Zs）法
該方法是地質(zhì)災害危險性分級采用地質(zhì)災害的災損率（Zs）的大小來表示。
災損率(Zs)的求取方法:首先將現(xiàn)狀評估、預測評估所確定的各災害點危險性等級賦予0.3、0.2、0.1的系數(shù)(相對應危險性等級大、中、小)，用此系數(shù)乘以實地量測和預計災損長度，即得災害點的災損長度。由于實際危害程度不同的災害點其防治措施的難易程度、工程規(guī)模也有差異，因此，在計算災損率時需考慮防治措施等因素而將災損率乘以一定的系數(shù)。之后以一定的間距對評估區(qū)進行分割，統(tǒng)計每個分割區(qū)間的災損長度之和即得每個單元的災損率。每個單元根據(jù)地質(zhì)災害現(xiàn)狀評估和預測評估定性、定量分析結(jié)果，計算其災損率，對于具體某一單元災損率具體分析過高或過低以及它的合理性。
綜合評估分區(qū)的原則是綜合考慮地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災害的發(fā)育分布情況，劃分的區(qū)段不跨越差異大的兩種地貌單元，定量分區(qū)的級別應與野外調(diào)查以及綜合分析結(jié)果基本一致。每個區(qū)段綜合評估災損率值為區(qū)段內(nèi)各個單元災損率值的平均值，即:區(qū)段綜合評估災損率平均值=區(qū)段內(nèi)剖分單元災損率值總和令區(qū)段內(nèi)剖分單元數(shù)。這樣可按災損率(25)的大小劃分地質(zhì)災害危險性綜合評估大、中等、小三級。
（2）風險區(qū)劃法
該方法是建立在張業(yè)成等所介紹的“中國自然災害風險區(qū)劃”方法基礎(chǔ)之上，首先分析地質(zhì)災害危險性構(gòu)成，建立地質(zhì)災害危險性分析結(jié)構(gòu)模型，地質(zhì)災害危險性分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害危險性是指已經(jīng)發(fā)生的地質(zhì)災害的活動程度，要素有:災害活動強度或規(guī)模、災害活動頻次、災害分布密度、災害危害強度。地質(zhì)災害潛在危險性評估是指未來時期將在什么地方可能發(fā)生什么類型的地質(zhì)災害，其災害活動的強度、規(guī)模以及危害的范圍、危害強度的一種分析、預測。地質(zhì)災害潛在危險性的最重要因素，包括地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件等。之后劃分評估范圍和單元，分析單元劃分子區(qū)，以每一子區(qū)作為研究對象，分析每個子區(qū)影響地質(zhì)災害潛在活動強度的各種控制條件(影響因素)，在此基礎(chǔ)上建立地質(zhì)災害危險性指數(shù)計算模型。計算中每項指標評分標準采用張業(yè)成等人的研究成果，各類地質(zhì)災害形成條件的權(quán)重使用的是張業(yè)成先生等采用專家問卷調(diào)查的方法并對調(diào)查結(jié)果采用層次分析后獲得的，依據(jù)充分，結(jié)果可信。
以上兩種方法各有優(yōu)缺點，災損率法將現(xiàn)狀評估、預測評估所確定的各災害點危險性等級賦予一定的系數(shù)，在計算災損率時需考慮防治措施等因素而再乘一定的系數(shù)，是一種定性與定量相結(jié)合的方法，不過計算過程中單元劃分和分區(qū)有一定的隨機性，不同評估人員由于經(jīng)驗不同往往會得出不同的結(jié)果，可對比性較差;岡;險區(qū)劃法雖然不失為一種較好的定量評估方法，但其中指標評分標準及各種災種的權(quán)重取值具有一定的普適性，對某個具體的區(qū)域來說適用性有限，因此也需要在實踐中逐步改進。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：滑坡；支持向量機； GIS
1 引言
滑坡危險性分區(qū)的研究方法可大致分為三類，分別是統(tǒng)計方法、軟計算方法和解析法。當研究區(qū)范圍較大時，解析法通常不能應用，因此統(tǒng)計法和軟計算方法的應用變得越來越廣泛。同時，在GIS平臺上實現(xiàn)這些方法相對容易。像證據(jù)權(quán)模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊邏輯模型等一些新方法不斷提出。也有很多研究將不同方法得到的結(jié)果進行比較研究。支持向量機模型等一些進行滑坡危險性評價和分區(qū)的新方法被提出，并對其結(jié)果進行了評價。顯然，危險性分區(qū)中方法的選擇是至關(guān)重要的。
2 數(shù)據(jù)準備
研究區(qū)在最近幾年發(fā)生了較多滑坡地質(zhì)災害。研究區(qū)中的大多數(shù)的滑坡發(fā)生在道路、高速公路和堤壩附近或由削坡引起。這些滑坡大多為淺層滑坡且發(fā)生在殘積土層中，降雨和暴雨是誘發(fā)滑坡的最為主要的危險因素。本文采用了遙感信息技術(shù)獲得關(guān)于滑坡的有價值的重要信息。通過航片上滑坡存在的證據(jù)來確定滑坡，如雨林的覆蓋間斷、的土壤和其他典型的地理特征。基于現(xiàn)場描述、已獲得的數(shù)據(jù)庫和航片解譯。確定一系列合適的與滑坡破壞有關(guān)的不確定因素首先需要得到關(guān)于導致滑坡發(fā)生的主要的先驗信息。這些不確定因素包括基巖巖性、結(jié)構(gòu)、坡面產(chǎn)狀、幾何形態(tài)、滲流條件、地下水條件、氣候、植被覆蓋、土地利用和人類活動等。在本文的研究中以10m×10m的網(wǎng)格作為最小單元對研究區(qū)進行剖分，選擇10m×10m是因為其尺寸既可以將滑坡危險性的信息包含在內(nèi)，又可以降低計算的復雜度。為了獲取研究區(qū)的地理信息參數(shù)，本文依據(jù)DEM圖并利用等高線和高程點繪制了地形圖。建立了輸入數(shù)據(jù)模型。
3 滑坡危險性分區(qū)
在本次研究中，把來源于ArcGIS的數(shù)據(jù)采用相同的方法進行處理。在對數(shù)據(jù)進行劃分時，沒有經(jīng)驗法則可以借鑒。研究區(qū)包含254034個網(wǎng)格，其中有5988個網(wǎng)格含有滑坡。換句話說，包含滑坡的網(wǎng)格占研究區(qū)總面積的2.36%。由于數(shù)據(jù)分布的不均一性，本文選擇一個典型的滑坡的參數(shù)作為典型樣本，以此產(chǎn)生訓練數(shù)據(jù)系列。為了減小數(shù)據(jù)分布的不均一性對結(jié)果產(chǎn)生的影響，本文將滑坡數(shù)據(jù)隨機的分成兩組，一組用于模型的訓練，另一組用于模型的預測。第一組中的滑坡網(wǎng)格單元都表示滑坡的存在并被賦值。如果用于訓練的數(shù)據(jù)可以反映整個研究區(qū)的特征，那么支持向量機這種方法就會運行的非常有效。支持向量機實質(zhì)是統(tǒng)計學習理論，基于統(tǒng)計學習思想在實際工程應用中得以實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的統(tǒng)計理論方法相比，支持向量機方法可以有效地解決小樣本、非線性及高維模式識別問題。由于該方法優(yōu)良的學習特性，受到大量研究學者關(guān)注，并在很多相關(guān)領(lǐng)域都有廣泛的應用。支持向量機的基本思想是通過用內(nèi)積函數(shù)定義的非線性變換將輸入空間變換到一個高維空間，在所建的高維空間中尋找輸入變量與輸出變量之間的復雜非線性關(guān)系。巖土工程中所遇到的問題，多數(shù)都是小樣本、非線性問題，并且?guī)r土問題作用機理非常復雜，無法建立與問題相關(guān)的準確數(shù)學函數(shù)或力學模型。而支持向量機方法可以通過對有限數(shù)目樣本的學習，可較為理想的反映出輸入因素和輸出結(jié)果之間復雜的非線性映射關(guān)系。支持向量機得到的結(jié)果很大程度上依賴于核函數(shù)的選擇。在以往的研究中，共有4種核函數(shù)被廣泛應用，分別為線性核函數(shù)；Sigmoid核函數(shù)；多項式核函數(shù)；高斯徑向基核函數(shù)（支持向量機應用最廣泛的核函數(shù)），基于該核函數(shù)，支持向量機可實現(xiàn)包含隱層的多層感知器，隱層節(jié)點數(shù)是由算法自動確定，不存在局部極小點問題。對于該核函數(shù)，有兩個主要的參數(shù)需要確定，分別是規(guī)則化參數(shù)和核函數(shù)寬度。支持向量機算法基本步驟如下所述：首先初步建立模型，需要選取與目標類別相關(guān)的影響因子，提取因子數(shù)據(jù)，對所獲得的數(shù)據(jù)進行預處理，主要進行標準化處理，根據(jù)數(shù)據(jù)要求選擇核函數(shù)、懲罰因子，然后根據(jù)分類，形成分類所需的二次優(yōu)化問題，從而獲得初步的支持向量機模型。接下來是模型測試，選取測試樣本數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)預處理，用滿足模型的數(shù)據(jù)格式，代入第一步建立的初步模型。如果滿足測試要求，即可成為判別目標的支持向量模型，否則從頭重新進行模型建立。最后是模型預測，根據(jù)獲取的預測樣本數(shù)據(jù)，先進行數(shù)據(jù)預處理，建立滿足模型的數(shù)據(jù)格式，基于支持向量機模型，將所得的模型預測結(jié)果進行判別預測判別結(jié)果，否則從頭重新進行新模型建立。
4 危險性分區(qū)結(jié)果
本文利用成功率的方法對滑坡危險性分區(qū)圖進行確認。成功率的數(shù)據(jù)通過訓練數(shù)據(jù)中滑坡網(wǎng)格的比較來獲得，成功率表明了滑坡預測結(jié)果和訓練數(shù)據(jù)的相似程度。這種方法按照從高到低的危險性指數(shù)將滑坡危險性分區(qū)圖劃分成不同的等級。然后，計算每一個滑坡網(wǎng)格在每一個危險性等級分區(qū)中的數(shù)目。通過成功率方法利用訓練數(shù)據(jù)用于模型進行訓練。結(jié)果表明支持向量機模型成功率為73.06%，具有很好的預測能力。
5 結(jié)論
由于滑坡危險性評價較為困難且用到了復雜的非線性方法，滑坡危險性評價的研究逐漸成為熱點。大量的方法被應用于滑坡危險性分區(qū)。在建立模型的過程中一般經(jīng)歷三個階段，滑坡詳細數(shù)據(jù)采集，危險性分析，危險性確定。第一階段，通過勘查研究區(qū)已發(fā)生滑動的滑坡采集數(shù)據(jù)，以此產(chǎn)生訓練數(shù)據(jù)系列。并將滑坡數(shù)據(jù)隨機的分成模型訓練組和模型預測組。第二階段，確定了滑坡條件參數(shù)用于滑坡危險性評價。以10m×10m的網(wǎng)格作為最小單元對研究區(qū)進行剖分，經(jīng)計算支持向量機模型成功率為73.06%，具有很好的預測能力，模型得到了較為理想的結(jié)果。但是結(jié)果的優(yōu)劣不僅取決于方法的選擇，獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量也至關(guān)重要。因此，如果數(shù)據(jù)準確性增加，該模型得到的結(jié)果也會更加可信。
參考文獻
[1]譚立霞. GIS支持下基于支持向量機的滑坡災害危險性評價研究[D].中南大學，2008.
[2]鄭向東. 滑坡遙感信息提取及危險性評價研究[D].成都理工大學，2013.
[3]何原榮，傅文杰. 模糊支持向量機在滑坡危險性評價中的應用[J]. 自然災害學報，2009，05：107-112.
關(guān)鍵詞：地下公共建筑 火災危險性
地下公共建筑中的商場、超市、住宿的模式出現(xiàn)的較為常見，而這些場所一旦發(fā)生火災，則極易造成群死群傷和重大財產(chǎn)損失的惡性火災事故。探討地下公共建筑特性、地下建筑火災發(fā)生的一般原理，從防火安全角度出發(fā)，探討地下公共建筑中容易產(chǎn)生火災危險性的因素，對地下公共建筑的使用及預防火災的工作提供參考。
一、地下公共建筑火災危險性研究意義
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步，城市建設(shè)發(fā)展呈現(xiàn)出多元化、國際化和快速化。在城市化發(fā)展的過程中，土地資源的稀缺、城市的可持續(xù)發(fā)展，使得高層及地下建筑成為發(fā)展的必然趨勢。對于高層化的建筑，國家已制訂了《高層民用建筑防火規(guī)范》，使防火設(shè)計和消防監(jiān)督有章可循，有法可依。但對于深層化的建筑，目前國家尚無規(guī)范。然而，形勢的發(fā)展需要我們對深層化的建筑，特別是地下公共建筑的火災危險性進行認真的研究，提出切實可行的防火設(shè)計對策，以保障地下公共建筑的消防安全。在研究地下公共建筑的過程中，對火災危險性的研究迫在眉睫、意義重大。
根據(jù)我國的火災統(tǒng)計，從 1997 年到 1999 年，每年地下建筑火災發(fā)生次數(shù)約為高層建筑的 3-4 倍，火災中死亡人數(shù)約為高層建筑的 5-6 倍，造成的直接經(jīng)濟損失約為高層建筑的 1-3 倍。由此可見，地下建筑比高層建筑的火災發(fā)生次數(shù)更多，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失更大。因此，地下公共建筑的火災危險性分析及火災預防更為重要。
二、地下公共建筑火災危險性分析
（一）地下公共建筑火災特點
地下公共建筑往往是自身形成一個封閉的循環(huán)空間，對自然災害有較強的抵御能力，可是當內(nèi)部發(fā)生災害事故時，卻要比地上的公共建筑有更大的危險性。一旦發(fā)生災害，將造成極大的損失。建筑自身在設(shè)計的過程中必定會注意到其防火性能，但是不結(jié)合地下公共建筑自身的防災復雜性及困難性，便會忽略很多防火細則進而造成了更大的火災危險性，在發(fā)生火災后不利于人員安全疏散和火災撲救，從而造成更嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。
1、地下公共建筑火災發(fā)生率較高
地下公共建筑以其自身的特點，形成了起火空間大且密閉、服務(wù)對象多且不確定、裝修復雜且特殊，有別于其它民用建筑火災。存在的問題主要體現(xiàn)在地下公共建筑因其缺少自然光而不得不使用大量的電器照明設(shè)備。在內(nèi)部建筑中大量使用安裝照明的燈具，其中的鎮(zhèn)流器是屬于易發(fā)熱起火設(shè)備。
2、易產(chǎn)生的較大煙氣且排煙困難
通過大量的火災實例告訴我們，煙氣是致人傷亡的第一殺手，人員在濃煙中停留一二分鐘就可能昏倒，四五分鐘即有死亡的危險。地下公共建筑形成的封閉空間，沒有自然采光及通風條件，一旦發(fā)生火災，易產(chǎn)生大量煙氣，受巖土隔絕和地面建筑布置的限制，沒有條件與大氣相通，造成供氣排煙不足。
3、火場火勢蔓延快、溫度高、持續(xù)時間長
因其地下公共建筑的孔口面積小，排煙散熱性能差，因此發(fā)生火災時熱煙積聚不散，散熱緩慢，內(nèi)部空間溫度驟升，可以達到 800℃～900℃，甚至 1000℃以上；室內(nèi)空氣體積也增大 1～2 倍，壓力相應增加。
（二）地下公共建筑火災危害性
地下公共建筑以商場、超市、地鐵、住宿等模式出現(xiàn)的較為平常。通常在一個城市中處于中心區(qū)域。根據(jù)火災發(fā)生的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，地下公共建筑發(fā)生火災的次數(shù)較多，這樣一旦發(fā)生火災則容易造成大量的人員傷亡及財產(chǎn)損失。在分析地下公共建筑的火災危險性是，其主要有以下幾個方面：
1、易造成大量人員傷亡
地下公共建筑以其公共性和社會性，使其人員較為積聚。而有因其建筑特性造成安全通道及安全出口設(shè)置狹窄及數(shù)量較少。這就造成了大量的人員流動與安全通道狹小之間的矛盾。同時，地下公共建筑中的人員對安全通道及安全出口的設(shè)置和位置不熟悉，在發(fā)生火災的情況下，從人的心理反應中就會產(chǎn)生驚慌、混亂，安全疏散極為困難?；馂陌l(fā)生時，日常生活用電往往被損壞，因缺乏自然照明，在大量的有毒、高溫煙氣中僅僅依靠應急照明進行逃生，困難重重。同時加之人員之間的擁擠，若在疏散通道有障礙物阻塞的情況，不僅疏散受到嚴重影響，還有可能產(chǎn)生人員踩踏事故的發(fā)生。
2、易造成重大經(jīng)濟損失
地下公共建筑的使用性質(zhì)，及商業(yè)、文化區(qū)域特性，從內(nèi)部的裝修、設(shè)備的配置、較多的物品，在發(fā)生火災時，高溫、煙熏、火烤、炭化伴隨而至，搶搬和疏散這些物品幾乎不可能。因此，在火災發(fā)生的地下公共建筑中的物品，就算是沒有被火直接燒過，也因為高溫及煙熏等也基本失去了其應有的價值。
隨著城市規(guī)模的不斷擴大，地下公共建筑也是節(jié)省、高效利用土地資源的一項重要途徑。在處理高效與安全的問題是，我們還應該牢記安全為先的原則，認識與了解地下公共建筑的火災危險性，讓人們在將來的設(shè)計、使用與火災預防上有一個良性參考，更好的為維護社會公共消防安全作出自己的一份力量。
參考文獻：
[1]中國人民共和國國家標準．建筑設(shè)計防火規(guī)范 GBJ16-87
本文針對風力發(fā)電場存在的危險有害因素辨識分析如下：
一、主要生產(chǎn)建(構(gòu))筑物、設(shè)備事故危險因素辨識分析
1、地震危險性分析
地震對風力發(fā)電設(shè)施設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，生產(chǎn)過程中的安全隱患之一，地震烈度不同影響程度不同。因此，進行危險有害因素辨識過程中應依據(jù)地區(qū)地震烈度等級進行辨識。
2、坍塌危險性分析
場址選區(qū)時須嚴格考察地基土層的地質(zhì)構(gòu)造，如果地基承載力不能滿足要求可能會發(fā)生以下幾種方式的坍塌事故：
樁基設(shè)計不合理，未按設(shè)計要求回填土方、施工中存在問題，如：野蠻施工等，發(fā)生坍塌事故。
樁基設(shè)計載荷不符合安全要求，未達到最大風機載荷要求，造成基礎(chǔ)缺陷事故。
基礎(chǔ)設(shè)計不合理，基礎(chǔ)質(zhì)量不良，混凝土標號未按設(shè)計配比，造成坍塌事故。
基礎(chǔ)設(shè)計強度不夠，不能承受風機的動、靜載荷、基礎(chǔ)發(fā)生明顯沉降甚至造成坍塌、地基缺陷事故。
地面基礎(chǔ)周圍未采取防風固沙措施，風沙對風機基礎(chǔ)的潛蝕和淘蝕造成基礎(chǔ)坍塌事故。
3、主要建筑物缺陷危險性分析
（1）升壓站的建筑物危險有害因素分析：
升壓站的主要建筑物在設(shè)計過程中若未嚴格按照國家標準規(guī)范進行設(shè)計，建筑基礎(chǔ)在凍土層未考慮防凍措施；施工期間未嚴格按照施工作業(yè)規(guī)程進行施工等造成主要建筑物有缺陷，從而造成各種事故的發(fā)生。
（2）風力發(fā)電機組的基礎(chǔ)與塔架危險有害因素分析：
風力發(fā)電機組的安裝選址不當，安裝地點可能發(fā)生滑坡、塌方等。
因基礎(chǔ)設(shè)計不當、基礎(chǔ)質(zhì)量不良、基礎(chǔ)載荷不正確等或地震、極端天氣下超過風機安全風速的大風等自然災害造成風力發(fā)電機組倒塔事故。
基礎(chǔ)發(fā)生明顯沉降或沉降不均可能引起風力發(fā)電機組運行振動、傾斜，嚴重的可能造成倒桿塔。
塔架設(shè)計不良，造成風機運行中產(chǎn)生共振，發(fā)生倒塔事故。
塔架產(chǎn)生振動或頻繁晃動，造成風力發(fā)電機組減少發(fā)電量或停機，甚至可能引起倒塔事故。
鋼制塔筒制造不良或防護不當造成腐蝕。
鋼結(jié)構(gòu)焊接不合格、鋼制塔架制造不良或防護不當造成腐蝕嚴重，遭遇極端惡劣天氣造成倒塔、折塔等事故。
在颶風、沙塵暴、風雪、雷電等條件下登高作業(yè)，易發(fā)生高處墜落、物體打擊的危險。
鋼結(jié)構(gòu)高強度的螺栓連接設(shè)計不合理、施工偷工減料，造成緊固件松落、脫落、緊固件螺栓強度不夠，長期運行可能發(fā)生倒塔、折塔等事故。
風輪設(shè)計不當，造成運行過程不平衡，引起塔架晃動，遭遇大風時有發(fā)生倒塔、折塔的可能性。
4、風電機組等主要設(shè)備缺陷危險性分析
風電機組的主要設(shè)備決定著風電機組內(nèi)在的本質(zhì)安全，風電機組的安裝工作同時又決定著風電機組運行過程的安全，下面從以下幾個方面進行危險性分析。
（1）風輪系統(tǒng)(槳葉)危險有害因素分析:
葉片材料的性能指標不符合運行環(huán)境溫度技術(shù)條件要求，在低溫環(huán)境下易發(fā)生葉片斷裂事故。
風力發(fā)電機組容易遭受強烈的旋風和切變風速的破壞；風速和風向的劇烈變化，不僅使風力發(fā)電機組運行不穩(wěn)定，而且會使機組葉片承受強烈的振動和應力，輕則極大地降低風力發(fā)電機組的使用壽命，重則毀壞機器。
大雪和冰凍可能影響葉片和機械部件的正常運行。
接地網(wǎng)設(shè)計不合理及接地電阻不合格，風輪葉片和發(fā)電機組有可能遭受雷擊損壞的可能。
槳葉設(shè)計制造不合理，制造工藝質(zhì)量不良，運行嚴重振動或易損壞。
風輪和槳葉運行中因材料疲勞問題發(fā)生損壞；極端天氣造成折槳、斷槳事故。
安裝過程中未按照廠家技術(shù)人員進行組裝，安裝不合格，發(fā)生安全事故。
（2）機械傳動系統(tǒng)（齒輪箱）危險有害因素分析:
設(shè)備制造不良、設(shè)備安裝質(zhì)量差，可發(fā)生風電發(fā)電機組傳動機械損壞或人身傷害事故。
設(shè)備使用劑(脂)不符合要求，不良、造成轉(zhuǎn)動設(shè)備機械磨損嚴重。
齒輪箱安裝不良，運行中損壞，保護不起作用，油溫高、漏油可能引起火災。
（3）液壓系統(tǒng)危險有害因素分析:
液壓系統(tǒng)漏油，發(fā)現(xiàn)不及時，遇明火或高溫可能造成火災事故。
液壓系統(tǒng)失靈可造成發(fā)電機組剎車保護失靈、運行失控、飛車等。
（4）偏航系統(tǒng)危險有害因素分析：
偏航系統(tǒng)機械故障、偏航系統(tǒng)失效引起發(fā)電效益低或風力發(fā)電機運行中晃動損壞發(fā)電機組。
偏航系統(tǒng)漏油可能造成火災。
偏航定位系統(tǒng)失效可能造成電纜紐結(jié)、斷裂、短路等事故。
偏航系統(tǒng)設(shè)計不合理或制造質(zhì)量不良，遇有極端天氣可能導致機艙墜落。
（5）風力發(fā)電機控制系統(tǒng)危險有害因素分析：
風機發(fā)電機組實行現(xiàn)場、遠程監(jiān)控系統(tǒng)，如果設(shè)計不合理、工程施工不規(guī)范、控制系統(tǒng)質(zhì)量不合格、操作人員不按照操作規(guī)程進行安全操作等情況下，容易造成控制系統(tǒng)失靈、控制接地系統(tǒng)故障、保護系統(tǒng)失靈、控制系統(tǒng)電源失電故障和壓力、溫度等測量裝置故障等安全生產(chǎn)事故。
5、風電機組對電網(wǎng)的影響分析
正常運行工況對電網(wǎng)的影響：
(1) 對電網(wǎng)調(diào)峰的影響
由于風力發(fā)電存在隨機性，風電場功率預測尚未全面展開、風電機組出力基本不具備在線控制功能、還沒有配套建設(shè)與風電相對應的隨機用電負荷的情況下，大規(guī)模風電并入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)中風電以外的其他電源除需隨負荷用電變化進行調(diào)節(jié)外，還需為適應風電的隨機性進行出力調(diào)節(jié)，即對這些機組的調(diào)峰性能提出了更高要求。
(2) 風電場的無功功率的影響
風力的波動引起風機吸收無功的變化時，如風電場容量較大，系統(tǒng)電壓水平降低時，無功補償量下降。此時風電場本身缺乏無功支持，而補償無功又大大減少，導致風電場對電網(wǎng)的無功凈需求反而上升，進一步惡化電壓水平，造成電網(wǎng)電壓崩潰，風電機組由于自身的低電壓保護停機，停機后風電場有功輸出減少，需求無功相應減少，系統(tǒng)失去這部分無功負荷又容易導致電壓水平偏高。
(3) 風電場對電能質(zhì)量的有如下影響：電壓偏差、電壓變動、閃變和諧波。
風速變化、湍流以及風力機尾流效應造成的紊流會引起風電功率的波動和風電機組的頻繁啟停；風機的桿塔遮蔽效應使風電機組輸出功率存在周期性的脈動。風電功率的波動勢必會引起電壓的變化，主要表現(xiàn)為：電壓波動、電壓閃變、電壓跌落以及周期性電壓脈動等。
此外，風電機組中的電力電子控制裝置如果設(shè)計不當，將會向電網(wǎng)注入諧波電流，引起電壓波形發(fā)生不可接受的畸變，可能因諧波造成電力設(shè)備損壞并可能引發(fā)由諧振帶來的潛在問題。
發(fā)生故障時電網(wǎng)的影響：
風電機組在電網(wǎng)頻率偏離下應有一定的運行和控制能力。如果在電網(wǎng)頻率偏低時切機，將由于有功功率的缺失造成電網(wǎng)頻率進一步下降。在電網(wǎng)頻率偏高時風電機組無法高周切機或控制出力甚至停止狀態(tài)的風機自動并網(wǎng)將進一步惡化電網(wǎng)頻率的偏離。在東北吉林電網(wǎng)曾發(fā)生類似情況。
二、生產(chǎn)過程中的主要危險因素辨識分析
1、火災危險性分析
風電場的火災危險主要潛在于貯存或可燃介質(zhì)通過的設(shè)施或地方，如發(fā)電機組絕緣冷卻系統(tǒng)失效，發(fā)生著火；變壓器繞組絕緣損壞、老化、變質(zhì)引起主絕緣擊穿造成短路；變壓器套管閃絡(luò)；鐵芯故障發(fā)熱等引起變壓器爆炸著火。電纜密集區(qū)域可能因電纜散熱或隔熱情況不好引起電纜燃燒火災；對電纜未采取隔離防火、阻燃措施；檢修、施工、運行未嚴格遵守質(zhì)量標準和規(guī)程；對易引起電纜著火的場所沒有設(shè)置火災自動報警和滅火裝置。在挖掘施工中，疏于現(xiàn)場管理，野蠻施工等使電纜受到外力破壞，由于電纜絕緣損壞造成短路引燃電纜起火。
發(fā)電機組的冷卻設(shè)備失效，不能及時冷卻發(fā)電機組，造成發(fā)電機組過熱產(chǎn)生火災；發(fā)電機組的軸承因油不合適，油脂過多或過少，油失效，有異物進入滾道，軸電流電蝕滾道，軸承磨損，軸彎曲、 變形等原因，造成軸承過熱從而發(fā)生火災。斷路器連接部分接觸不良發(fā)熱、閃弧，使其相間、對地短路，甚至爆炸著火。液壓系統(tǒng)漏油，發(fā)現(xiàn)不及時，遇明火或高溫可能造成火災事故。配電裝置的容量較大，存在短路、接地的危險因素，一旦發(fā)生短路、接地故障，雖然有良好的電氣保護，如果保護失靈，事故的后果將十分嚴重，導致發(fā)生火災爆炸事故。
如果風力發(fā)電機組處于山林地區(qū)，如發(fā)生山林火災將引發(fā)風力發(fā)電機組及升壓站火災事故。
2、爆炸危險性分析
運行維修期間使用的油漆、汽油、柴油等，氣焊、切割用的乙炔鋼瓶等屬于易燃易爆物品，以上物品由于管理、使用不當，就有發(fā)生爆炸的危險性。
氣焊、切割用的氧氣鋼瓶和乙炔鋼瓶應使用檢驗合格且在允許使用期限內(nèi)的鋼瓶，并且鋼瓶安全附件。
繼保室蓄電池間內(nèi)的電氣設(shè)備不防爆、防爆級別選型錯誤、防爆電器設(shè)備損壞、通風不暢等情況下，有發(fā)生爆炸可能性。
風電場主變壓器及電容補償裝置均為帶油設(shè)備，變壓器及電容補償裝置內(nèi)部故障時會引起電弧加溫，有燃燒和爆炸的可能。
3、電傷害危險性分析
電傷害包括雷電、靜電、觸電等事故。
這些問題主要表現(xiàn)為：
電氣系統(tǒng)產(chǎn)生過電壓(包括操作過電壓、雷電過電壓等)引起電力、電氣設(shè)備絕緣擊穿，發(fā)生短路故障，引起人員傷亡。
電氣設(shè)備缺相運行或機械設(shè)備卡住引起電氣設(shè)備過載，引起絕緣層擊穿短路，造成觸電事故。
電纜選型，電壓等級或截面設(shè)計不當或敷設(shè)不合理，可造成火災事故。
人為誤操作、違章操作。如帶負荷斷開隔離刀閘，將會引起兩相或三相弧光短路，造成設(shè)備事故和人身傷害等事故。
操作人員與帶電電氣設(shè)備的部分安全距離不足，可造成觸電或短路弧光燒傷，造成人員傷亡。
事故油池及易燃材料庫未設(shè)置在直擊雷保護范圍內(nèi)，或其建筑物、設(shè)備上裝設(shè)避雷針，未采取防止感應雷和靜電的措施。
風力發(fā)電機的防雷長時間未進行檢測、檢修其防雷系統(tǒng)失效，在雷雨季節(jié)，風力發(fā)電機有受到雷擊的危險。
冬季取暖期使用電暖氣取暖，在違章操作，安全管理不到位，長時間疲勞工作等情況下，有造成觸電等危險事故。
引起電氣傷害的部位主要是戶內(nèi)的電氣設(shè)備以及高壓配電設(shè)備，有造成觸電傷害事故的可能。
4、機械傷害危險性分析
生產(chǎn)場所和修配場等的機械設(shè)備外露機械部件沒有安全防護罩或安全防護罩不規(guī)范，機械設(shè)備沒有必要的閉鎖裝置或失靈，機械設(shè)備維護不當和操作工人在違章作業(yè)時，容易造成機械傷害事故。
當風力發(fā)電機組出現(xiàn)超速和過載時，風力發(fā)電機組的控制與安全系統(tǒng)不能啟動大風脫網(wǎng)控制時，可能發(fā)生風電機組飛車事故，導致設(shè)備損壞。
5、物體打擊危險性分析
如果風力發(fā)電機組的輪轂高度為60m，葉輪直徑為50m，且處于北方，冬季溫度在零下二三十度左右，溫度較低，雨雪較多，風力發(fā)電機葉輪容易結(jié)冰，在運行過程中或緊急制動的情況下冰塊下落將造成物體打擊傷害，如風力發(fā)電機底部有工作人員進行工作或非工作人員經(jīng)過將造成人員傷亡。
6、高處墜落危險性分析
風力發(fā)電機組塔筒一般高于地面60m，工作人員在頂部檢修過程中有從風力發(fā)電機頂部墜落的可能，工作人員在攀爬風電機過程中如未佩戴安全帶或安全帶失效將造成工作人員墜落。
7、自然災害(暴風雨雪、極端風、冰雹等)危險性分析
根據(jù)當?shù)刈匀粭l件，暴風雨和洪水對本建設(shè)項目的影響不會很大，但在雨水季節(jié)要注意暴風雨的侵襲，防止電氣設(shè)備受潮造成事故發(fā)生。
暴風雨對風電機組的基礎(chǔ)有一定影響，在風機基礎(chǔ)施工過程中，要嚴格按照國家標準規(guī)范進行核算，把暴風雨對風電機組影響降低到最小。
風力災害：
風向、風速具有不確定性、隨機性，本身具有不可控不可調(diào)的特征，風速的變化會導致風機處理的波動，如果對風電場風力預測達不到工程使用的程度，風機發(fā)電機脫網(wǎng)，造成電網(wǎng)電壓下降，風機頻繁波動和啟停對風電機組本身和電網(wǎng)都有較大影響。 當風速達到風力發(fā)電機的切出風速時，如風力發(fā)電機制動系統(tǒng)損壞將造成風力發(fā)電機飛車的危險。
雷暴災害：
如果風電場場址所在區(qū)域為多雷暴區(qū)，而風電場處于山區(qū)的頂部，風力發(fā)電機組遭受雷擊的可能性相對較大。風電機組遭受雷擊的過程就是帶電雷云與風電機組間的放電。在所有雷擊放電形式中，雷云對大地的正極性放電或大地對雷云的負極性放電具有較大的電流和較高的能量。
峰值電流的影響，當雷電流流過被擊物時，會導致風電機組葉片溫度而發(fā)生損壞。當雷電流流過葉片還可能產(chǎn)生很大的電磁力，電磁力的作用也有可能使其彎曲甚至斷裂。
風電機組遭受雷擊的過程中經(jīng)常發(fā)生控制系統(tǒng)或電子器件的損壞。
其他自然危險、有害因素：
特殊氣候：如冬、夏溫度對油的影響，復雜地形產(chǎn)生的氣流會造成偏航力矩導致部件疲勞。
風力機常規(guī)測風儀中的風杯如被結(jié)成冰球，導致測風數(shù)據(jù)不準，將影響風力機正常發(fā)電；如風標被凍結(jié)則將影響風力機主動偏航；葉片表面結(jié)冰，也會影響風力機發(fā)電量；架空線因“霧凇”結(jié)冰，電線負重增加，可能導致斷線，影響電力負荷送出。
極端大風可導致風機停機，同時大風夾帶的的沙礫不僅會使葉片表面嚴重磨損，甚至會造成葉面凹凸不平，影響風機出力；另外還會破壞葉片的強度和韌性，影響風機的性能。
風為自然能源，風向、風速具有不確定性、隨機性，本身具有不可控不可調(diào)的特征，風速的變化會導致風機出力的波動，如果對風電場風力預測達不到工程使用程度，風力發(fā)電機脫網(wǎng)，風力機組頻繁波動和啟停對電網(wǎng)的影響較大。
該地區(qū)大雪和冰凍可能影響葉片和機械部件的正常運行，引起機組發(fā)生振動，會使機械部件很快疲勞或磨損，嚴重的會導致風力機故障或飛車；當激振力與某些部件產(chǎn)生共振時，對機組運行會十分危險。
在霜、雪、冰凍等條件下登高檢修作業(yè)，易發(fā)生高處墜落事故；同時，冰雪天極易發(fā)生污閃事故以及接地短路故障，絕緣子融雪閃絡(luò)；冰雪天路面不好(如路面有陷坑、障礙物、冰雪等)施工過程中易發(fā)生車輛傷害事故。
8、人的不安全行為危害因素分析
管理缺陷危險性分析：
風電場工程風機分布范圍較廣，在工程運行期間，未建立健全安全生產(chǎn)責任制、未組織制定本單位安生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程、未及時督促和檢查本單位的安全生產(chǎn)工作并及時消除生產(chǎn)安全過程中的事故隱患等管理缺陷，均有可能造成安全事故的發(fā)生。
行為缺陷危險性分析：
風電場工程運行、檢修期間，從業(yè)人員個人安全意識薄弱，作業(yè)期間進行違章指揮、冒險作業(yè)、誤操作或未正確使用勞動防護用品等行為缺陷，均會造成安全事故的發(fā)生。
三、生產(chǎn)作業(yè)場所有害因素辨識分析
1、噪聲及振動危害因素分析
該工程噪聲主要來自于運行期間的風電機組發(fā)電過程中葉輪擾動空氣產(chǎn)生的空氣動力性噪聲和電磁噪聲(因電磁作用引起振動產(chǎn)生)。噪聲超過約80dB(A)作業(yè)人員有可能受到噪聲的危害。
振動的部位主要在風電機組，由于機組運行而引起的微弱振動。
2、高溫、低溫危害因素分析
高溫作業(yè)人員受環(huán)境熱負荷的影響，作業(yè)能力隨溫度的升高而明顯下降。高溫使勞動效率降低，增加操作失誤率。
低溫作業(yè)人員受環(huán)境低溫影響，操作功能隨溫度的下降而明顯下降。
3、潮濕危害因素分析
辦公室、電氣配電室等場所，應保持環(huán)境與電子設(shè)備一定的濕度，不能超過國家標準規(guī)范等要求的濕度，防止電子設(shè)備因空氣濕度過大發(fā)生故障，從而造成安全生產(chǎn)事故。
4、采光照明不良危害因素分析
作業(yè)場所采光、照明不良，易造成標識不清、人員的跌絆和誤操作率增加的現(xiàn)象，特別是應急照明不良，安全出口指示標識不清，在發(fā)生事故時，不能正確的為作業(yè)人員指明逃生路線和方向，進一步造成事故擴大。
5、電磁輻射危害因素分析
就風力發(fā)電機而言，輻射源有發(fā)電機、變電站、輸電線路三部分。
風電場有高壓輸變電線路、計算機網(wǎng)絡(luò)、移動電話、視聽設(shè)備等，都能產(chǎn)生電磁輻射。
可能產(chǎn)生電磁輻射的場所主要是66kV升壓站設(shè)備對地面靜電感應場強。
關(guān)鍵詞:石油行業(yè);重大損失風險;風險分析
一、引言
風險一詞來源于英文“risk”的中文翻譯。學術(shù)界對風險始終沒有得出統(tǒng)一的定義,通常情況下,風險是指損失發(fā)生的可能性。
國際保險業(yè)界趨向于把由于自然力或人為因素導致偶發(fā)事件出現(xiàn)的結(jié)果的風險,通常被定義為重大自然災害風險,當重大災害風險甚至造成了巨大的災難,可以稱為巨災風險,然而針對石油行業(yè)風險特點,本文提出重大損失風險的概念,從不可抗自然力造成的重大損失風險和可以通過人為加以管理控制的重大安全事故風險兩方面,分別對重大損失風險進行討論。
二、石油行業(yè)重大損失風險分類和特點
1、重大損失風險分類
重大損失風險的發(fā)生往往是由于自然因素或非自然因素導致偶發(fā)事件出現(xiàn)的結(jié)果。下面將石油行業(yè)重大損失風險分為重大自然災害風險、重大安全事故風險和環(huán)境責任風險三方面進行分類說明。
(1)重大自然災害風險
根據(jù)自然災害的成因和我國災害管理現(xiàn)狀,國家科委、國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委自然災害綜合研究組將自然災害分為七大類:氣象災害、海洋災害、洪水災害、地質(zhì)災害、地震災害、農(nóng)作物生物災害以及森林生物災害和森林火災。
(2)重大安全事故風險
石油行業(yè)日常生產(chǎn)風險高,極易發(fā)生重大安全事故,按照事故發(fā)生的原因,石油行業(yè)重大事故又可分為重大火災事故、重大交通事故、重大生產(chǎn)事故、重大設(shè)備事故以及重大人員傷亡事故5類。
(3)重大環(huán)境責任風險
石油行業(yè)的原料的特殊性,一旦發(fā)生了突發(fā)性事件或事故引起有毒有害、易燃易爆等物質(zhì)泄漏,或突發(fā)事件產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì),對周圍人員造成重大人身傷亡及對周圍環(huán)境產(chǎn)生重大污染和破壞。企業(yè)所應承擔的責任風險必須引起行業(yè)的關(guān)注。
2、石油行業(yè)重大損失風險特點
重大損失風險造成的重大財產(chǎn)損失和嚴重人員傷亡,以及環(huán)境破壞引發(fā)的社會責任問題,對石油行業(yè)的相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響。相對于普通風險來說,重大損失風險具有:風險損失程度巨大、風險的不確定性、風險影響范圍廣,相關(guān)性高、責任風險巨大等風險特點。
石油石化行業(yè)是國家重點監(jiān)控的六大高風險行業(yè)之一,生產(chǎn)工藝具有連續(xù)化、自動化的特點,一旦發(fā)生災害,不僅會引起連鎖反應,而且涉及面大,易形成次生災害,導致嚴重損失,在造成巨額經(jīng)濟損失和人員傷亡的同時,對周圍地區(qū)的人員、生態(tài)環(huán)境也造成了巨大的影響,嚴重影響石油企業(yè)的聲譽。
對于石油行業(yè)的建設(shè)和日常生產(chǎn)經(jīng)營來說,盡管采取了嚴格的安全管理措施,但是從安全理論上來說,絕對的安全是不可能的,一些偶然的、意外的、甚至有意的人為破壞事件必然會發(fā)生,這就導致了石油行業(yè)一些重大的災害損失發(fā)生。
三、重大損失風險分析
引發(fā)重大損失的因素大致可以分為兩大類:自然因素和非自然因素。自然因素造成的重大損失風險包括地震、洪水和其他嚴重的暴風雨、龍卷風等。而對于非自然因素包括人為因素、設(shè)備因素、物料因素、管理因素等多方面,具體表現(xiàn)為:人為的誤操作(人為安全事故),人為有意的行為,設(shè)備故障或意外事故等。
1、自然因素風險分析
從技術(shù)層面上講,自然災害風險分析是通過自然因子發(fā)生時、空、強的可能性數(shù)值和各種破壞的可能性數(shù)值,推測各種損失的可能性數(shù)值,最后,將3個可能性數(shù)值組合起來,得出損失風險。以地震災害進行致災因子風險分析為例。
2.非自然因素風險分析
石油行業(yè)的原料、成品、半成品、中間體和雜質(zhì)等,很多都是易燃易爆品;很多物質(zhì)還含硫等腐蝕性物質(zhì);在生產(chǎn)和儲存過程中極易由于人為原因、設(shè)備等非自然原因引起火災、爆炸、化學品泄露、放射性污染、環(huán)境污染等重大損失事故。通過對石油行業(yè)的勘探與開發(fā)、油氣儲運及銷售、煉油化工三個不同板塊的危害性分析,以便采取控制措施有效降低損失。
(1)石油勘探與開發(fā)
石油勘探與開發(fā)屬于石油行業(yè)上游過程,其大損失風險因素包括:火災爆炸風險、物理性爆破風險、中毒風險、井噴風險、環(huán)境污染風險。
(2)油氣儲運與銷售
在這個過程中最嚴重的危險是火災爆炸,以及壓力容器的物理爆炸和運輸過程的重大交通事故;其次危險是排放的有毒廢水、廢氣等引起的環(huán)境風險事故。
(3)煉油化工風險
對于石化裝置而言,火災爆炸是煉油化工生產(chǎn)中最顯見的,也是破壞程度較大的危險,其次是中毒風險和環(huán)境污染風險。煉油化工廢氣以及石油化工廢水是造成重大災害損失的主要原因。
結(jié)束語
通過對重大損失風險的特點和分類的闡述,以及在自然因素和非自然因素兩個方面對石油行業(yè)重大損失風險的研究,進一步對引發(fā)重大損失的風險進行分析表明石油行業(yè)重大損失風險研究至關(guān)重要。
通過對國內(nèi)外歷年來石油板塊重大損失事故原因進行統(tǒng)計分析,石油板塊事故比例為
煉油化工:儲運與銷售:勘探開發(fā):其他=62%:29%:7%:2%。
從統(tǒng)計數(shù)字來看,煉油化工板塊事故比例最高,這也進一步印證了在重大損失風險理論分析和實際情況的一致性。
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近年來極端氣象災害頻發(fā)，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成極大影響，開展針對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的主要氣象災害風險評估及管理系統(tǒng)研究，基于GIS技術(shù)將各類災情數(shù)據(jù)進行直觀表達，通過各類專題圖對災情信息進行直觀分析，為開展災害風險評估以及應急救災行到提供了直觀數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】水產(chǎn)養(yǎng)殖 GIS 氣象災害
隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的不斷擴大，養(yǎng)殖行業(yè)遭受各種自然災害的風險也越來越高，比較典型的就有低溫寒災、臺風、赤潮、暴雨等。廣東作為我國的海洋漁業(yè)大省，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量多年居全國首位。近年來臺風、低溫等災害性天氣頻發(fā)，且災害發(fā)生范圍廣，危害面積大，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成的損失也越來越嚴重。本文針對廣東水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)應對氣象災害方面的現(xiàn)狀，開展主要氣象災害風險評估及管理系統(tǒng)研究，建立基于GIS的災情信息管理和風險評估系統(tǒng)，通過對各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行空間維度的直觀表現(xiàn)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的防災減災工作提供了主要的數(shù)據(jù)源支持。
1 系統(tǒng)主要功能
廣東水產(chǎn)養(yǎng)殖大多分布于沿海地區(qū)，而沿海地區(qū)又是臺風、暴雨等重大氣象災害頻發(fā)的地區(qū)，頻繁的氣象災害對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)往往造成難以挽回的重大的經(jīng)濟損失。隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的不斷擴大，養(yǎng)殖行業(yè)遭受各種氣象災害的風險也越來越高。本系統(tǒng)在多年氣象災害數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)處理、二次加工，建立水產(chǎn)養(yǎng)殖氣象災害風險評估與管理系統(tǒng)，通過系統(tǒng)分析，將災情數(shù)據(jù)進行多為直觀展現(xiàn)，為災前準備、災時應急、災后評估提供詳細的全方位的信息資源。
結(jié)合目前水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)氣象災害的特點，本系統(tǒng)研究重點內(nèi)容是以臺風、暴雨、低溫寒潮等災害為主要對象，建立這些氣象災害的時空分布模型，以GIS空間地圖為基礎(chǔ)，分析這類災害的時空分布格局及其特點；建立主要氣象災害風險評估指標，包括對養(yǎng)殖水體、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖設(shè)施等指標的風險評估；建立氣象災害風險評估方法模型，對過往重大災害進行科學分析和評估；提示，結(jié)合基層防災減災實際情況，設(shè)計應對氣象災害的防災減災應急管理體系，建立相應的應急系統(tǒng)。系統(tǒng)主要模塊如圖1所示。
1.1 氣象災害時空分布
根據(jù)已有資料和漁業(yè)部門、氣象部門提供的歷史數(shù)據(jù)，研究水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)主要氣象災害發(fā)生發(fā)展規(guī)律、變化趨勢及時空分布情況，建立水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)主要氣象災害時空分布格局專題圖。
1.2 氣象災害評估指標體系
利用歷史氣象災害統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用模糊數(shù)學法、灰色系統(tǒng)法分析技術(shù)建立主要氣象災害對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成損失的評估指標體系，重點是對養(yǎng)殖水體、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖設(shè)施的評估指標，并在此基礎(chǔ)上建立主要氣象災害災情評估模型。
1.3 氣象災害風險評估
借助GIS可視化技術(shù)開展氣象災害在沿海不同地區(qū)的危險性分析，以及各個區(qū)域遭受災害的暴露性、脆弱性分析，開展沿海地區(qū)防災減災能力評估，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)災害風險評估系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)對災害的風險指數(shù)評估以及風險等級評估。
1.4 氣象災害風險管理研究
開展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)氣象災害風險決策分析方法研究，在研究國內(nèi)外有關(guān)災害應急管理體制的基礎(chǔ)上，分析廣東沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖災害風險管理的實際情況，集合沿海地區(qū)防災減災能力水平，建立適用性較強的氣象災害應急預案。
2 技術(shù)方法
系統(tǒng)研究的基本流程分為：災情數(shù)據(jù)收集、整理、加工；信息入庫與管理；災情指標體系建設(shè)；災情風險分析評估；應急管理研究等幾部分。
系統(tǒng)在技術(shù)實現(xiàn)方面采用PHP+MySQL+Baidu地圖開發(fā)，基于B/S模式和多層框架結(jié)構(gòu)，以瀏覽器為操作界面，建立安全、可靠、易于維護的信息系統(tǒng)。
3 災情專題圖實現(xiàn)
專題圖能夠?qū)⒍喾N屬性要素在地理空間上進行多尺度表達，具有較強的直觀性，在空間數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域廣泛。本系統(tǒng)可將各類災情數(shù)據(jù)按照不同的參數(shù)要求自動生成各類專題圖，如圖2所示，通過設(shè)定災害類型、專題圖類型、災害區(qū)域以及災害起止日期，可生成相應的專題圖。
系統(tǒng)支持的專題圖類型有點密度、柱狀、餅圖等6種。通過頁面腳本調(diào)用百度地圖API接口，可以實現(xiàn)相關(guān)專題圖操作，以下給出部分示例代碼：
// 百度地圖API功能
var map = null；
function SquareOverlay（center， length ， width ， x ， y ， color）{
this._center = center；
this._length = length；
this._width = width；
this._color = color；
this._x = x；
this._y = y；
}
//百度地圖API異步功能
function loadMapJs（） {
var script = document.createElement（"script"）；
script.type = "text/javascript"；
script.src = "http：///api？v=2.0&ak=UPjLWesAvHLvpjeTGkXMbUk7&callback=init"；
document.body.appendChild（script）；
}
varlabel_map = new Map（）； //地址 - 覆蓋物（標簽）列表映射
//加載地圖
map = new BMap.Map（"allmap"）； // 創(chuàng)建Map實例
// map.centerAndZoom（"城市"， 9）；
map.enableScrollWheelZoom（）； //啟用滾輪放大縮小
//限制縮放等級
map.setMinZoom（8）；
map.setMaxZoom（13）；
var city = "**市"；
map.centerAndZoom（city， 9）；
4 結(jié)束語
目前，已經(jīng)出現(xiàn)了不少關(guān)于水產(chǎn)養(yǎng)殖以及氣象災害方面的信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)普遍偏重于信息監(jiān)測、信息采集與、氣象預報預警等方面，缺少有關(guān)氣象災害危險性分析、評估等方面的研究。本文開展了針對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的氣象災害風險評估及管理系統(tǒng)研究，通過災情數(shù)據(jù)采集、加工處理、指標庫建設(shè)、以及風險評估模型建立，將各類屬性數(shù)據(jù)以空間直觀方式進行多維展現(xiàn)，提高了數(shù)據(jù)可視化能力，對加強災害風險評估，提高應急能力具有一定的促進作用。
參考文獻
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作者簡介
吳衛(wèi)祖（1959-），男，現(xiàn)為廣東海洋大學數(shù)學與計算機學院副教授。研究方向為軟件工程、智能信息處理。
一、開展地震保險的必要性
（一）地震風險對人類造成的危害
長期以來，地震對人類的生存造成了極大的威脅。我國是一個地震多發(fā)的國家。世界上地震主要集中在兩個地帶：一是環(huán)太平洋地震帶（占全球67%的地震能量），二是喜馬拉雅-地中海地震帶（占全球22%的地震能量），這兩條地震帶均經(jīng)過我國，并且發(fā)生了幾次大的地震，帶來了巨大損失。地震活動的主要特點是：分布廣、頻率高、震源淺、強度大。我國有60%的國土、50%的城市、67%的大城市位于7度及以上烈度區(qū)，而且震中區(qū)內(nèi)大中城市居多，建筑物的抗震能力大多較弱，一旦災害性地震發(fā)生，其損失將是巨大的。據(jù)統(tǒng)計，上世紀以來，我國發(fā)生8級以上地震9次，7-7.9級地震100余次。1995年就發(fā)生了5級以上地震30多次，上世紀中國死于地震災害的人數(shù)就達61萬之多，占全世界地震死亡人數(shù)的50%以上。由以上數(shù)據(jù)可見，地震風險給我們造成的損失之大，我們必須采取行之有效的措施加以應對。
目前我國大災之后損失的恢復基本上是靠國家財政和民間捐助，這給國家財政帶來了巨額負擔。而且由于國家財力和民間捐助非常有限，對損害的補償也只能是低層次和小范圍的，地震巨災給人民生活造成的傷痛往往難以在短期內(nèi)消除。如果開展地震保險，地震損失主要由保險業(yè)承擔，不但減輕了地震災害對國家財政的帶來的沖擊，而且逐年積累的地震保險基金可在震災發(fā)生后起到及時、充分的補償作用，能有效地支援救災和重建家園，迅速恢復生產(chǎn)與生活，保證社會生產(chǎn)的正常運行，促進社會穩(wěn)定。
（二）開展地震保險是我國保險公司提高競爭力的要求
由于地震事件的大災難、大范圍、小概率特性，地震保險成為一種特殊的財險險種，世界各國對開展與地震責任有關(guān)的保險業(yè)務(wù)都十分謹慎。經(jīng)過多年的經(jīng)驗積累和完善的國家地震保險機制的建立，國外許多發(fā)達國家（如美國、日本、新西蘭等）早已開展了此項業(yè)務(wù)。隨著我國積極加入WTO，外資保險公司紛紛在中國搶灘登陸，外資與中資保險公司在各個層面上的競爭都日趨劇烈。在傳統(tǒng)保險險種的競爭上，我國保險公司也在過去二十多年的發(fā)展過程中也積累了豐富的經(jīng)驗，具有與外資保險公司抗衡的基本條件。然而在地震保險這個領(lǐng)域，由于技術(shù)的缺乏和經(jīng)驗的不足，中資保險公司至今都沒有全面地開拓這一市場，地震巨災保險市場的供給遠遠不能滿足日益增長需求，形成了地震保險市場巨大的供需缺口。外資保險公司進入之后，正好可憑借其豐富的經(jīng)驗、成熟的技術(shù)以及強大的資金實力，迅速的占領(lǐng)該市場。
二、借鑒日本地震保險制度，建立我國的地震保險風險分散機制
首先，我們來看看日本家庭財產(chǎn)地震風險的保險與再保險。日本的家庭財產(chǎn)的地震風險，是由一個由民間保險公司和政府作為承保人共同參與其中的再保險體系。具體做法是：家庭財產(chǎn)的地震保險業(yè)務(wù)先由民間保險公司承保，然后再全部分給日本各保險公司參股成立的地震再保險公司，該公司自留一部分，其他保險公司按一定比例進行分配，對于超出再保險公司和直接承保限額的部分由國家來承擔。見圖一：（借鑒日本地震保險）
從日本家庭財產(chǎn)地震保險的做法我們可以得到一些啟示：我們可以設(shè)立類似于日本地震再保險股份有限公司這樣的機構(gòu)，承擔地震保險的再保險業(yè)務(wù)，通過再保險機構(gòu)將地震保險風險在整個保險市場上進行分散。根據(jù)我國保險市場目前的情況，筆者認為可由中國人民再保險公司來承擔地震保險的再保險業(yè)務(wù)。這不僅有利于地震風險在各保險公司的公平、合理分擔，而且很大程度上緩解了入世以后法定再保險逐步取消給中國人民再保險公司造成的沖擊。
第二，鑒于地震保險的特殊性，國家財政應該給予一定的扶持。在日本，政府的財政補償基金是納入保險補償基金的運行系統(tǒng)，并按保險的原則和方式加以運用的。這不僅有利于提高財政補償基金的使用效率，壯大地震保險基金的規(guī)模，而且還有利于弱化或消除人們對財政補償?shù)囊蕾囆睦?。我國目前地震保險的財政補償與保險補償兩條渠道是并列的。這不僅大大降低了財政資金的使用效率，而且還導致了人們對財政補償?shù)囊蕾囆?。因此我們應該借鑒日本的經(jīng)驗，將財政補償納入保險補償?shù)那?，按照保險補償?shù)脑瓌t加以運用，提高財政補償資金的使用效率，壯大我國地震保險基金的規(guī)模。
三、發(fā)行地震巨災債券，轉(zhuǎn)移地震風險
以上分散地震巨災風險的方法通過再保險的方式來完成，有一定的局限性，風險分散的范圍最終還是局限在保險行業(yè)之內(nèi)。90年代初期發(fā)生在美國境內(nèi)的安德魯颶風和北里奇地震，使世界63家財產(chǎn)和傷害保險公司破產(chǎn)，至此人們開始注意到了在自然災害給人類生命財產(chǎn)帶來的巨大損失。由此看出，在發(fā)生地震巨災之后僅靠保險公司的保險基金來補償是不足以保障保險及再保險公司的風險的。我們必須尋求新的風險分攤方法來規(guī)避地震風險，那就是通過發(fā)行地震巨災證券將地震風險在資本市場上進一步分散。
從保險業(yè)的角度來看，通過發(fā)行地震風險證券，既可從資本市場上獲得了大量的資金，又通過將保險市場風險分散到資本市場上去，有效地提高了保險業(yè)的承保能力和抵御風險的能力。具體的操作方式簡要說明如下：
筆者認為可以讓中國人民再保險公司充當保險公司與資本市場上投資大眾的中介。首先，由保險公司與再保險公司簽訂再保險合同，將部分地震保險費交給再保險公司，這部分保險費就是未來發(fā)生地震巨災時，獲得來自于再保險公司的賠償支出的代價。之后由再保險公司在資本市場上發(fā)行地震保險證券，由廣大的投資者來認購，當然初始投資者在認購證券后可在資本市場上任意買賣（即是地震風險保險證券可以在資本市場上任意流通。）再保險公司取得資金后可以進行投資，購買一些低風險且流動性高的債券，從而獲取投資收益。相應的再保險公司分散風險所付出的代價就是按期支付利息給投資者，該利息率的大小可在市場利率的基礎(chǔ)上結(jié)合再保險公司經(jīng)營狀況來決定。債券到期時，再保險公司將本金支付給債券持有人，但若是不幸發(fā)生了地震風險，再保險公司就將由投資人投出的本金形成的保險基金按比例賠償給保險公司，然后將扣除損失后的余額償還給債券持有人。如圖二：
四、關(guān)于地震保險的費率制定
長期以來，地震保險費率的合理制定一直是困擾保險公司的一大難題，從某種意義上也限制了我國地震保險業(yè)的發(fā)展。地震保險的費率制定必須從兩個方面著手分析:一是地震的危險性強弱，二是保險標的(建筑物)的抗震程度。
近幾年，隨著地震工程技術(shù)對信息化要求的逐步提高，地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）技術(shù)逐漸在地震災害預測與應急系統(tǒng)中得到廣泛應用。特別是近年來，基于GIS技術(shù)的震災預測方法在各大中城市的震災預測及防震減災對策中發(fā)揮了不容忽視的作用。因此，對于第一個方面的問題，我們完全可以利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)提供全國各地的地震危險性分析情況。通過地震危險性的分析，我們可以按地震危險的程度將國土劃分為幾個區(qū)域，不同的區(qū)域采取不同的保險費率承保，這樣才能使費率的制定趨于公平化，避免保險逆選擇的產(chǎn)生。
對地震危險性的分析不僅可以給保險公司制定費率提供理論依據(jù)，而且給各地的防震抗災工作提供了技術(shù)指導。因為通過地震危險性大小的分區(qū)，國家可以對不同區(qū)域的建筑物制定不同的防震標準，要求各地的建筑物在新建時必須達到基于當?shù)氐卣鹞ｋU性和烈度大小的防震標準，對于未到標準的建筑物應盡快實行改造，增強其抗震能力，避免在地震發(fā)生之時造成巨大的損失。
對于第二個問題，就某個區(qū)域而言，地震風險的危險性都是一致的，但由于保險標的本身的建筑結(jié)構(gòu)的不同，導致在面臨同樣的地震災害中造成的損失也是不同的，因此我們在承保地震風險時，必須考慮保險標的的抗震能力。鑒于此，我們可對現(xiàn)有的各類結(jié)構(gòu)形式的建筑物進行經(jīng)濟損失評估，并將評估結(jié)果用直觀的方法給出，以指導保險部門合理地制定不同區(qū)域、不同破壞程度下、不同建筑群體保費。建筑結(jié)構(gòu)損失可以參照以下方法計算：
1資料與方法
1．1資料來源及處理東北三省共86個氣象臺站(黑龍江省31個站點，吉林省28個站點，遼寧省27個站點)的1961－2012年逐日平均氣溫數(shù)據(jù)和農(nóng)氣觀測站1991－2012年水稻生長發(fā)育期資料由中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供。單季稻實際總產(chǎn)及播種面積資料來自各省歷年統(tǒng)計年鑒。研究區(qū)范圍及氣象站點分布如圖1所示。
1．2東北水稻冷害指標及其辨別東北三省1961－2012年水稻冷害的辨別主要依據(jù)氣象行業(yè)標準《水稻、玉米冷害等級》(QX/T101－2009)。表1和表2分別列出東北水稻延遲型冷害和障礙型冷害等級指標。逐年逐站點將日平均氣溫按月份合成月平均氣溫，再累加成5－9月月平均氣溫總和∑T5－9。計算∑T5－9與距平基準年T5－9(1981－2010年∑T5－9平均值)之差，得到各站點1961－2012各年5－9月月平均氣溫總和距平ΔT5－9，并根據(jù)指標表判斷每個站點發(fā)生一般和嚴重延遲型冷害的年份，并統(tǒng)計各類延遲型冷害發(fā)生頻率。對農(nóng)氣站觀測的水稻生長發(fā)育期資料進行統(tǒng)計，得出東北三省水稻普遍孕穗期范圍和普遍抽穗開花期范圍分別在儒略日(DOY)189－207(7月中旬至下旬)和DOY209－227(7月下旬至8月上中旬)。分生育期范圍按障礙型冷害指標，逐年逐站點地分析DOY189－207和DOY209－227間的日平均氣溫數(shù)據(jù)，判別每個站點水稻孕穗期、抽穗開花期輕度、中度及中度障礙型冷害發(fā)生的年份，并統(tǒng)計各類障礙型冷害發(fā)生頻率。
1．3產(chǎn)量分離作物產(chǎn)量的形成是自然環(huán)境因素和社會生產(chǎn)力綜合作用的結(jié)果。通常把長時序產(chǎn)量數(shù)據(jù)分解為趨勢產(chǎn)量、氣象產(chǎn)量及隨機“噪聲”3部分，一般情況下可假設(shè)忽略“噪聲”的影響。趨勢產(chǎn)量可由多種方法進行模擬和預報［13］，本文選擇不損失樣本且模擬效果較好的直線滑動平均法，設(shè)滑動步長為11，具體步驟參見文獻［14］。按QX/T101－2009行業(yè)標準，定義水稻減產(chǎn)率為實際產(chǎn)量與其趨勢產(chǎn)量的差值占趨勢產(chǎn)量的百分比(即相對氣象產(chǎn)量)的負值。
1．4綜合風險評估及區(qū)劃方法在GIS平臺下利用反距離權(quán)重插值法(inversedistanceweighting，IDW)對各單項評價指標進行空間化表達。采用熵值法(entropymethod，EM)和層次分析法(analytichierarchyprocess，AHP)相結(jié)合的綜合賦權(quán)法和加權(quán)綜合評分法(weightedcomprehensiveanalysis，WCA)構(gòu)建水稻冷害風險綜合評估模型。對空間分布的單項風險要素評價指標疊加計算，并利用ArcGIS中自然斷點分類法NaturalBreaks(Jenks)對綜合風險評價指標進行區(qū)劃。熵值法和層次分析法原理及操作步驟可參見文獻［12］。
2東北三省水稻低溫冷害綜合評估指標的構(gòu)建
2．1致災因子危險性評估指標致災因子危險性評估是以農(nóng)業(yè)氣象災害的自然屬性為基本出發(fā)點，通過分析致災因子歷史活動的頻繁程度和強度，來確定致災因子的危險性大小及其發(fā)生的可能性。本文選擇從水稻生育期熱量條件變異系數(shù)、延遲型冷害氣候風險概率、障礙型冷害發(fā)生頻率及冷害氣候風險指數(shù)4方面來綜合體現(xiàn)致災因子危險性。
2．1．1∑T5－9的變異系數(shù)有研究表明5－9月的熱量條件與東北地區(qū)水稻產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)［15］，且年際間熱量條件的穩(wěn)定性直接關(guān)系到水稻低溫冷害發(fā)生的風險大?。?］。因此本文通過計算∑T5－9的變異系數(shù)CVh來表明各地水稻生長季內(nèi)熱量條件穩(wěn)定程度大小，即評估致災因子風險強度大小。
2．1．2冷害氣候風險概率同冷害發(fā)生頻率相比，當統(tǒng)計樣本足夠大時，冷害概率值不隨統(tǒng)計年份的增加而改變，更具有客觀性和穩(wěn)定性。計算概率前，需采用偏度－峰度檢驗法對氣候樣本序列進行正態(tài)分布檢驗，不滿足檢驗的序列需要進行偏態(tài)分布正態(tài)化處理［14］。經(jīng)檢驗，東北地區(qū)所有站點∑T5－9和ΔT5－9歷年序列分布曲線均滿足正態(tài)性。因此，可以引入冷害氣候風險概率的概念，用正態(tài)分布密度函數(shù)揭示各地發(fā)生延遲型冷害的風險性大小。概率密度函數(shù)公式為:式中，一般冷害指標ΔT1和嚴重冷害指標ΔT2可參見表1。分別計算各站點的一般冷害和嚴重冷害的風險概率(F1和F2)，其值越大，表明發(fā)生延遲型冷害的風險性越大;反之，發(fā)生低溫冷害的風險越小。
2．1．3冷害氣候風險指數(shù)冷害氣候風險指數(shù)是冷害強度和冷害發(fā)生頻率的綜合指標［16］，能較客觀地反映冷害的風險程度。將每個臺站出現(xiàn)冷害的年份按一般冷害和嚴重冷害分為兩組，求出每組達到相應冷害等級的ΔT5－9的頻數(shù)Di和組中值Hi，再按式(5)計算冷害氣候風險指數(shù)RI，其中n為總年數(shù):
2．1．4障礙型冷害頻率以上3類指標都只能反映延遲型冷害風險大小。但用于判斷障礙型冷害發(fā)生與否的數(shù)據(jù)序列是非連貫的，因此無法利用概率密度函數(shù)求解風險概率。由于本研究數(shù)據(jù)屬大樣本時序(超過30)，故可用歷史發(fā)生頻率反映障礙型冷害風險程度。分孕穗期和抽穗開花期分別統(tǒng)計不同等級障礙型冷害頻率，即發(fā)生相應冷害的年份總頻數(shù)占總年數(shù)的百分率(同時發(fā)生不同程度同種障礙型冷害時不重復統(tǒng)計)。孕穗期和抽穗開花期水稻障礙型冷害綜合頻率由相應的輕度、中度和重度障礙型冷害分別賦予0．2，0．3和0．5權(quán)重加權(quán)平均求和得到，分別記為scdf1和scdf2。
2．2承災體脆弱性評估指標某地區(qū)水稻對低溫冷害反應的脆弱性不僅取決于當?shù)厮旧a(chǎn)布局，還與當?shù)厮旧a(chǎn)水平占整個研究區(qū)水平的比例有關(guān)。因此本文的承災體脆弱性評估模型從承災體物理暴露性和區(qū)域抗災性能兩指標來構(gòu)建。
2．2．1水稻物理暴露性(Ve)物理暴露性的評估指標可分數(shù)量型和價值量型兩種［8］。本文采用相對水稻面積作為承災體物理暴露性指標，定義相對水稻面積為各縣(市)水稻種植面積與其行政范圍國土面積之比。水稻種植密度越大，暴露性越大，一旦遭遇生育期的低溫，則水稻產(chǎn)量損失的可能性也就越大。
2．2．2抗災性能指數(shù)(Vd)抗災性能反映的是區(qū)域人類社會為保障承災體免受、少受某種災害威脅而采取的基礎(chǔ)的及專項的防備措施力度大?。?］。目前對抗災性能指數(shù)的定義多以產(chǎn)量為基礎(chǔ)，有的用實際單產(chǎn)與理論極大單產(chǎn)的比值(K)來表示，其中理論極大單產(chǎn)可用歷史最高單產(chǎn)或光溫產(chǎn)量替代［17－19］;有的是為作物歷年趨勢產(chǎn)量序列隨時間的一元線性回歸方程斜率，即生產(chǎn)趨勢指數(shù)(PT)［20］;有的為區(qū)域單產(chǎn)占全研究區(qū)單產(chǎn)總和的平均值所代表的區(qū)域農(nóng)業(yè)水平指數(shù)(AL)［21］;還有利用歉年受災率與相對波動產(chǎn)量樣本序列的相關(guān)性來比較各地區(qū)間抗災性能的強弱［22］，其中受災率與受災面積與作物播種面積有關(guān)。由于單獨的水稻冷害受災面積資料相對缺乏，本文僅對比計算了K，PT和AL這3種指數(shù)與各地區(qū)多年平均單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果分別為0．597，0．899和0．138。AL能代表某一地區(qū)相對于全區(qū)域的生產(chǎn)實力，當發(fā)生全域性嚴重氣象災害導致普遍減產(chǎn)時，區(qū)域農(nóng)業(yè)水平越高表明當?shù)胤罏目篂哪芰υ綇姟Ｒ虼吮狙芯窟x擇AL作為區(qū)域抗災性能指數(shù)。
2．3承災體災損度評估指標
作物產(chǎn)量受到光、溫、水等氣象要素及其他生態(tài)環(huán)境影響。對于農(nóng)業(yè)氣象風險損失度的評估方法，國內(nèi)多以建立作物產(chǎn)量災損風險評估指標和模型為主。以前人研究為基礎(chǔ)，本文選擇歷年平均減產(chǎn)率、災年減產(chǎn)率變異系數(shù)、不同減產(chǎn)率范圍出現(xiàn)的概率和災損減產(chǎn)風險指數(shù)四方面指標綜合評估水稻災損度風險大小。
2．3．1平均減產(chǎn)率災年的水稻減產(chǎn)率可以反映某地區(qū)水稻受災導致的產(chǎn)量損失的平均水平。參照表1，定義減產(chǎn)率大于5%的年份為災年，減產(chǎn)率5%～15%的為一般減產(chǎn)年，減產(chǎn)率大于15%的為嚴重減產(chǎn)率。按式(6)－(7)計算研究區(qū)各縣(市)不同減產(chǎn)程度的平均減產(chǎn)率。
2．3．2災年減產(chǎn)率變異系數(shù)減產(chǎn)率變異系數(shù)大的地區(qū)說明水稻輕度減產(chǎn)或重度減產(chǎn)的年份均很多，生長環(huán)境相對脆弱，受到外界條件影響而減產(chǎn)的風險更大。本文定義減產(chǎn)率大于5%的年份為災年，按式(1)計算災年水稻減產(chǎn)率變異系數(shù)CVl，以描述災年中歷年水稻產(chǎn)量損失的波動程度。
2．3．3減產(chǎn)風險概率作物產(chǎn)量形成過程的不確定部分主要由氣候因素的波動所造成。由此推斷，分解得到的相對氣象產(chǎn)量(即減產(chǎn)率)序列也可能具有正態(tài)性分布的特點，因此可計算減產(chǎn)率風險概率。按式(2)，(8)－(9)求算東北三省各縣(市)減產(chǎn)率風險概率。
2．3．4災損風險指數(shù)與冷害氣候風險指數(shù)相似，災損風險指數(shù)也是減產(chǎn)幅度和減產(chǎn)頻率的綜合反映，因而可以較客觀全面的反映低溫冷害的災損風險程度。按式(5)對一般減產(chǎn)率和嚴重減產(chǎn)率出現(xiàn)頻率及組中值乘積求和，得到冷害災損風險指數(shù)RIl。
2．4東北水稻低溫冷害風險綜合評估模型
2．4．1冷害風險綜合評估模型建立綜合評估模型之前，需按式(10)對各單項評價指標進行標準化處理以消除量綱差異。其中xi和xi''''分別為標準化前后的評價指標值。
2．4．2指標權(quán)重的確定熵值法和層次分析法分別為應用較廣的客觀賦權(quán)和主觀賦權(quán)方法，兩者各有利弊。為融合兩者優(yōu)點、避免其不足，本文采用基于這兩種方法的綜合賦權(quán)法確定各評價指標權(quán)重，使得權(quán)重的確定更加科學合理。熵值法得到的權(quán)重(wE)由指標數(shù)值直接通過數(shù)學模型得到，本文重點說明AHP確定權(quán)重(wA)的打分原則。在參考專家經(jīng)驗［3，25］的基礎(chǔ)上，本文認為重要性致災因子危險性＞水稻脆弱性＞水稻災損度。因為致災因子危險性的低溫冷害針對性強，而水稻災損度無法實際指代低溫冷害這單一災種造成的損失。在對單項評價指標的重要性判定上基本保持等權(quán)重原則，但需要體現(xiàn)出嚴重冷害重要性大于一般冷害，障礙型冷害重要性大于延遲型冷害;風險指數(shù)(RIh和RIl)因綜合考慮了致災強度和頻率兩方面，故打分相對較高。賦權(quán)過程在AHP分析軟件yaahpV6．0中實現(xiàn)。經(jīng)檢驗，Risk，Hazard，Vulnerability和Losses的判斷矩陣的隨機一致性比率分別為0．0088，0．0653，0．0000和0．0257，均滿足小于0．1的一致性要求，表明權(quán)重分配是合理的(風險評估判斷矩陣表略)。令綜合權(quán)重W=λwA+(1－λ)wE，其中λ為主觀偏好系數(shù);1－λ為客觀偏好系數(shù)，且0≤λ≤1。本文確定λ=0．6。由此得到的評估指標熵值法權(quán)重、AHP權(quán)重及綜合權(quán)重值如表3所示。
3東北三省水稻低溫冷害綜合風險區(qū)劃
3．1基于不同冷害風險要素的風險區(qū)劃
對計算得到的致災因子危險性、承災體脆弱性及承災體災損度綜合評估指標值分別通過自然斷點法進行等級劃分，得到基于不同要素的冷害風險區(qū)劃圖(圖2(a)－(c))。從空間分布(圖2(a))來看，冷害致災因子危險性風險具有從東北向西南方向逐漸減弱的顯著趨勢。黑龍江省黑河、牡丹江和吉林省延邊州、通化地區(qū)的水稻生長季內(nèi)熱量條件較少且穩(wěn)定性較差，在氣候條件上具有較高的發(fā)生冷害風險的可能。除西南部地區(qū)以外，黑龍江省其他地區(qū)水稻也可能有中等程度遭受低溫冷害影響的風險。吉林省中西部地區(qū)及遼寧全省熱量條件充足，發(fā)生冷害的氣候風險概率很低。黑龍江省虎林、雙鴨山、寶清、佳木斯北部及哈爾濱中部地區(qū)，吉林省白城及吉林地區(qū)和遼寧省盤錦、沈陽和營口地區(qū)的水稻物理暴露性相對較大，而區(qū)域抗災性能由北致南大體逐漸加強(圖略)。綜合起來，如圖2(b)所示，水稻脆弱性較強風險區(qū)主要集中在水稻物理暴露性較大的東北平原地區(qū)。從圖2(c)可知，東北地區(qū)水稻災損度風險也存在明顯的地域性差異。黑龍江省東北及西部地區(qū)受災后水稻產(chǎn)量穩(wěn)定性較差，減產(chǎn)風險概率較高。遼寧大部分地區(qū)及吉林省中部地區(qū)水稻災損度風險較低。東北西部部分地區(qū)的中等災損度風險可能來源于農(nóng)業(yè)干旱的影響。
3．2綜合風險區(qū)劃
由綜合風險評估指標等級區(qū)劃圖(圖4)可知，東北水稻冷害高風險區(qū)位于黑龍江黑河北部、佳木斯北部、牡丹江東南部以及吉林延邊州東部地區(qū)。黑龍江北部及吉林東部大范圍地區(qū)都因冷涼的氣候具有較高的水稻冷害風險。吉林省西部及遼寧省大部分地區(qū)熱量條件充足且穩(wěn)定，冷害風險較低，僅在水稻暴露性較高的大洼和營口地區(qū)可能存在一定冷害風險。3．3冷害綜合風險評估及區(qū)劃驗證根據(jù)先前對研究區(qū)1961－2012年各地不同程度延遲性冷害和障礙性冷害的辨識結(jié)果，選擇1964，1965，1966，1969，1972，1976，1977，1981，1986，1987，1989，1995，2002，2003及2009年作為典型冷害年，統(tǒng)計各地冷害年平均減產(chǎn)率，并對各縣(市)災年平均減產(chǎn)率與冷害綜合風險指數(shù)Risk平均值的相關(guān)性進行分析，以驗證冷害綜合風險指數(shù)的數(shù)值科學性。由圖3可知，冷害綜合風險指數(shù)與典型冷害年水稻單產(chǎn)平均減產(chǎn)率的回歸關(guān)系顯著，決定系數(shù)R2為0．483，達0．01極顯著相關(guān)水平(n=133)。因此，由致災因子危險性、承災體脆弱性和災損度構(gòu)建的冷害綜合風險評估模型在數(shù)值上可靠，可一定程度反映冷害造成的水稻減產(chǎn)程度。除此以外，本文還利用災害頻率分布法對冷害綜合風險區(qū)劃進行空間分布的合理性驗證。統(tǒng)計1961－2012年辨識有任意類型冷害發(fā)生的地點和年份。如同年某一地區(qū)同時發(fā)生不同程度或不同生育期障礙型冷害，或發(fā)生混合型冷害(延遲型和障礙型冷害并發(fā))，均記為一次任意冷害。求算研究區(qū)各地任意冷害頻次占總年份的百分比，利用IDW插值法得到1961－2012年水稻任意冷害年發(fā)生頻率分布(圖5)。對比圖4和圖5可知，任意冷害發(fā)生頻率超過60%的區(qū)域與冷害綜合風險區(qū)劃中較高以上風險區(qū)域基本一致，從空間尺度證明了本文冷害綜合風險評估模型的準確性，體現(xiàn)了其應用價值。
4結(jié)論與討論
