曹建廷 黄火键 徐震 严涛
摘要：
洪涝灾害演变规律及致灾机理研究是科学制定防洪减灾对策的重要依据。采用线性回归和Mann-Kendall 检验，分析1979～2020年贵州省洪涝灾害演变规律，采用灾害损失与其驱动因素相关分析方法，从洪涝致灾因子危险性、经济社会暴露度和承灾体的应对能力方面探讨洪涝灾害致灾机理。结果表明：贵州省洪涝灾害仍较严重，近10 a（2010 s）因灾造成直接经济损失50.5亿元/a、死亡人口48人/a；
1978～2020年，因洪涝灾害造成的直接经济损失呈显著增加趋势，造成的死亡人数呈显著减少趋势；
暴雨洪水危险性呈增加趋势，一定程度上加大了洪涝灾害损失，经济资产暴露度的显著增加是洪涝灾害直接经济损失增加的主要驱动因素；
近几十年防洪工程和非工程措施建设不断加强，对降低洪水危险性、减少经济社会暴露度、提升受洪水威胁人群的应急能力发挥了重要作用，有效降低了洪涝灾害损失，但仍滞后经济社会发展。研究成果可为进一步加强贵州省洪涝灾害治理及风险管控提供科学依据和有力支撑。
关 键 词：
洪涝灾害；
致灾因子；
暴露度；
脆弱性；
响应能力；
贵州省
中图法分类号：
X43
文献标志码：
A
DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.05.008
0 引 言
受地形地貌、降水时空分布不均等多种因素影响，贵州省洪涝灾害频发。经过近几十年的水利工程建设和非工程措施应用，贵州省防洪减灾能力有了明显提高，但洪涝灾害事件仍频繁发生并造成严重损失，这迫切需要依据洪涝灾害致灾机理，多措并举降低洪涝灾害风险。贵州省洪涝灾害演变规律及致灾机理研究，是科学判断贵州省防洪形势，提出有针对性防洪措施和降低洪涝灾害风险的重要基础。
一些学者对全国和贵州省洪涝灾害状况及其驱动机制进行了分析探索。如李莹等［1］对全国洪涝灾害损失与降水关系进行研究，揭示了降水与直接经济损失的相关性较强，并且暴雨量、暴雨日数与灾害损失的相关性较降水量更强。裘峰等［2］分析了2014年7月乌江流域贵州省贵阳、铜仁、遵义等市（州）发生的严重洪涝灾害，揭示其主要是受强降雨及乌江干支流洪水影响，同时乌江中下游城镇防洪工程体系不健全，因而造成洪涝灾害，并提出了乌江流域防洪调度意见。何小聪等［3］分析揭示了乌江流域洪涝灾害造成严重损失是由于流域整体防洪能力不足，提出加强流域干流梯级水库联合调度和支流水库应急调度建议。严亚等［4］针对贵州省2016年洪涝灾害进行评估，揭示了暴雨造成的山洪是洪涝灾害损失严重的主要原因。这些研究在分析洪涝灾害驱动因素方面主要考虑了致灾因子如暴雨洪水的影响，而对经济社会（如人员、资产等）对洪水暴露度、应对洪水能力等考虑不足或没有考虑，同时对贵州省洪涝灾害分析主要集中在洪涝灾害损失较重的单一年份，尚未对较长时段洪涝灾害系列资料进行分析。
近年国际社会上对灾害和灾害风险认识及应对方面，在注重致灾因子的同时，更加重视承灾体的暴露度和脆弱性。政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《管理极端事件和灾害风险推进气候变化适应》特别报告指出，极端气候造成的灾害（影响）不仅取决于极端气候本身，还取决于承灾体的暴露度和脆弱性［5-6］。联合国减少灾害风险部门发布的相关报告强调灾害风险的多维度［7-9］，特别是《2015～2030年仙台减少灾害风险框架》确定“认识灾害风险”为4个优先领域之一，强调从人员和资产的脆弱性、能力、暴露度、致灾因子的特征和环境等各个方面认识灾害风险。世界银行灾害风险管理专家总结城市洪水风险管理时强调，在认识洪水致灾因子特征的同时，需要加强城市扩张和主要承灾体（人员、建筑物、基础设施、家庭资产等）暴露度和脆弱性的认识［10］。国内一些学者对气候变化背景下灾害风险管理进行总结，同样强调从致灾因子、暴露度、脆弱性和恢复力等维度认识灾害风险并进行防控［11-12］。李昌文等［13］从气候变化、流域下垫面改变、防洪体系建设、经济社会发展4个维度，分析环境变化引起长江流域超标准洪水風险及灾害的新特点。这些研究揭示，需要从更宽广的视野（范围）认识灾害风险成因，不仅要考虑致灾因子（自然致灾因子，如暴雨洪水），还需要考虑社会经济系统对致灾因子的暴露度及其脆弱性。
基于以上研究成果，本文利用贵州省1978～2020年洪涝灾害损失系列资料，分析洪涝灾害演变规律，克服单一年份洪涝灾害资料限制，分析灾害损失的变化趋势。在分析洪涝灾害的驱动因素方面，本文从洪涝灾害风险多个维度考虑，不仅考虑暴雨洪水因素，还考虑经济社会因素对洪涝致灾因子的暴露度、对致灾因子的防范、处置和应对能力方面的影响。研究成果可为制定贵州省防洪减灾规划、加强贵州省洪涝灾害风险管理提供科学依据和有力支撑。
1 数据和方法
1.1 研究区概况
贵州省地处中国西南内陆区域，位于第四大高原云贵高原之上，介于东经103°36′～109°35′，北纬24°37′～29°13′之间，全省国土总面积17.62万km2。全省地域分属长江流域和珠江流域，长江流域面积11.58万km2，占全省总面积的65.7%，珠江流域面积6.04万km2，占全省总面积的34.3%。贵州省属于典型的高原山地地貌，素有“八山一水一分田”之说，境内岩溶地貌发育非常典型，是世界岩溶地貌最典型的地区之一。贵州省属亚热带温湿季风气候区，降水丰富，时空分布差异大，全省多年平均年降水量1 179 mm，变化范围在800～1 700 mm之间。由于全省90%以上面积为山地，山区河流坡陡流急，又多强暴雨，特殊的地理位置和气候原因导致洪水发生频繁。
1.2 数据来源
贵州省洪涝灾害数据主要来源于贵州省防汛抗旱指挥部办公室统计的灾害损失资料，以及《中国水旱灾害防御公报2020》中贵州省相关资料，两来源资料相互补充校核，确定1978～2020年洪涝灾害统计资料。贵州省1978～2020年径流系列中，1978～2000年系列来源于第二次全国水资源评价，2001～2020年系列来源于相应逐年的《贵州省水资源公报》。贵州省的经济（GDP）和建成区数据分别来源于《贵州省统计年鉴2020》和相应年份的《中国统计年鉴》。贵州省水利工程建设和非工程措施方面资料主要来源于贵州省水利厅统计资料。
1.3 分析方法
本文主要利用洪涝灾害系列资料，统计分析洪涝灾害损失情况。Mann-Kendall 检验（M-K检验）是提取序列变化趋势的有效工具，被广泛应用于气候参数和水文序列的趋势分析［14-15］。利用M-K检验和线性趋势，分析洪涝灾害变化趋势。
洪涝灾害是灾害风险实际发生造成灾害的事件。借鉴灾害风险相关研究成果，从影响洪水灾害风险的主要因素方面，分析洪涝灾害损失原因（见图1）。洪涝灾害风险主要由以下3个方面构成：① 致灾因素，即洪水的特性和来源方面；
② 暴露度，即人员、生计、环境服务和各种资源、基础设施，以及经济、社会或文化资产等处在潜在受洪水威胁的位置；
③ 承灾体脆弱性，包括易损性和应对能力。对具体承灾体而言，其易损性与其结构、组成、抵御能力有关。承灾体应对能力与其脆弱性呈负相关，即应对能力越强，脆弱性越小。
本文首先分析径流及其来源降水的变化规律，揭示致灾因子的变化；
其次，从已建水利工程抵挡洪水、经济社会发展空间变化等方面分析承灾体暴露度的变化；
最后，从防洪非工程体系建设方面，从洪水预报预警和应急救援方面分析承灾体应对洪涝水的能力。洪涝灾害发生是致灾因子、暴露度和脆弱性同时作用的结果，通过洪涝灾害损失和水文因子、暴露度、应对能力的相关性分析，定性揭示洪涝灾害损失变化原因。
2 洪涝灾害演变规律
贵州省为全国洪涝灾害出现频次和损失程度较高的省份之一，受气候变化、经济社会发展和防洪减灾工作进展影响，贵州省洪涝灾害损失发生明显变化，呈现一些新特征。
2.1 洪涝灾害损失总体状况
贵州省1978～2020年因洪灾造成的直接经济损失和死亡人口见图2。1980年以来不同年代时段平均损失见表1。由于受价格和经济规模影响，用整个时段平均状况反映洪涝灾害现状不客观，因此用近10 a平均状况反映洪涝灾害现状。2010～2019年，贵州省洪涝灾害损失较严重，年均死亡人口48人，年均耕地成灾面积94 500 hm2，年均直接经济损失50.51亿元。在2014年这一较大洪涝灾害年，贵州省9 个市（州）共有1 267个乡镇716万人遭受洪涝灾害，因洪涝导致81人死亡，189 000 hm2耕地成灾，造成直接经济损失达到126.11亿元，占该年全省GDP的1.38%。
2.2 洪涝灾害的变化
洪涝灾害造成的直接经济损失呈波动增加趋势，且波动较大。在1980 s，1990 s，2000 s和2010 s，因洪涝灾害造成的年均直接经济损失分别为1.58亿，28.23亿，15.03亿元和50.51亿元。M-K检验（显著性水平0.001）和系列的线性趋势（见图2（a））皆显示洪涝灾害造成的直接经济损失呈显著增加趋势。
洪涝灾害造成的直接经济损失在年代际和年际波动较大。1990 s和2010 s洪涝灾害损失较大，2010 s年均直接经济损失是2000 s的3倍以上。在年际变化上，2014年洪涝灾害造成的直接经济损失是近20 a均值的3.8倍，是近10 a损失最少年份的10倍。
尽管洪涝灾害直接经济损失呈增加趋势，但其直接经济损失占同期GDP的百分比（灾害损失率）总体呈减少趋势。在1990 s高达3.46%，其后明显降低，在2010 s减少为0.55%。灾害损失率系列的线性趋势和M-K检验（显著性水平0.01）皆显示洪涝灾害损失占比呈显著减少趋势。
因洪灾造成的死亡人口呈明显的减少趋势。在1980 s，1990 s，2000 s和2010 s，因洪灾致死人数年均分别为510，346，89人和48人，表明进入21世纪以来因洪灾致亡人数显著减少。系列M-K检验（显著性水平0.01）和线性趋势（见图2（b））皆显示呈显著减少趋势。
3 洪涝灾害演变驱动因素分析
3.1 致灾因子及危险性的变化
贵州省洪涝灾害致灾因子主要有山洪、河道漫溢洪水和岩溶洼地涝水3种类型。山洪是山区河流溪沟中发生的暴涨洪水，主要由暴雨形成，还受地形、地貌、地质（喀斯特）、土壤、植被等因素的影响。山洪具有突发性，水量集中流速大，水流中挟带泥沙甚至石块等，其冲刷破坏力极大，容易同时诱发山体滑坡泥石流，危害性大。河道漫溢型洪水主要是由于遇到高强度、长时间、大范围的降雨时，河道内实际洪水超过现有堤顶高程，或风浪翻过堤顶而漫溢形成洪水。洼地涝水主要是由于贵州省岩溶发育，洼地、麻窝地等分布广泛，在遇到暴雨时，若泄水通道受阻，排水不畅，则容易涝水成灾。
分析洪涝灾害致灾因子危险性的变化需要分析洪水的频次、规模、强度、范围、持续时间等变化及其造成的灾害情况。由于资料限制，本文根据收集的贵州省径流系列数据，一定程度代替洪水状况数据，分析其变化趋势以及与洪涝灾害造成的直接经济关系。1978～2020年贵州省径流系列线性趋势显示，径流量呈小幅波动，变化较小，M-K检验显示呈增加趋势，但置信度较低（显著性水平大于0.1）。图3显示径流和灾害系列变化，总体上而言，洪涝灾害损失严重年份与径流量较大年份对应。径流与洪涝灾害造成的直接经济损失之间的相关系数R为0.40，通过了0.05显著性水平的t检验，表明兩者之间呈显著正相关。
影响洪水危险性的主要因素是暴雨、下垫面汇流过程和水利工程径流调蓄作用。贵州省多暴雨，且暴雨在年内发生时间相对集中。贵州省暴雨一般出现在4～10月，日雨量大于100 mm的大暴雨主要出现在5～9月。特大暴雨日雨量（200 mm以上）则集中在5～8月出现。一次大的降雨过程的降雨量可占平均年降雨量的25%～40%。相关研究显示，2001～2020年，贵州省暴雨量、暴雨日数有显著增加趋势［1］。短历时强暴雨时，因中小河流源短坡陡，洪水汇集快，陡涨陡落，涨幅大，洪峰高，流速大，导致在山洪、中小河流或局部地区形成分散分布的插花型洪水灾害。长历时、大面积暴雨还可导致河道漫溢洪水，造成影响范围广、损失严重的洪涝灾害。贵州省2001～2020年洪涝灾害农作物受灾面积、因灾死亡人口和直接经济损失与对应年降水要素（降水量、暴雨量和暴雨日数）的相关关系分析显示呈正相关，直接经济损失与降水要素相关性不显著，而农作物受灾面积、因洪涝灾害死亡人口与降水量要素呈显著正相关，与暴雨量和暴雨日数的相关性更显著，通过0.05的显著性检验［1］。相关研究揭示贵州省近10 a处在降水相对偏多时期［16］，该时段洪涝灾害损失较高也与其相对应。
除暴雨主要因素外，下垫面变化对洪水涝水的流速和流量规模等也具有重要影响。1978～2020年，贵州省植被森林覆盖率从约12.6%增加到61.5%。森林具有重要涵养水源和调节径流的功能［17］，贵州省森林覆盖率的不断增加，减缓了陆面汇流过程，在一定程度上降低了洪涝水危险性，但总体不足抵消暴雨增加导致的洪水危险性增加。此外，近年贵州省城市地区快速扩张，占用耕地、水田和林地，加快了地面径流的形成和流速，可能导致相应地区洪涝水危险性增加。
通过调节径流，可改变洪水流量过程和洪水事件的频率、持续时间，从而降低洪水危险性。2010年，贵州省建成大中小型水库1 896座，总库容23.5亿m3。到2020年贵州省已建成大中小型水库2 464座，总库容514亿m3，具有防洪任务的水库共165座，总库容161.19亿m3，防洪库容13.82亿m3（见表2）。近年较大规模水库建设，特别是大中型水库建设，大幅增加了蓄洪、滞洪、调洪功能。如在乌江、都柳江、清水江等大江大河重要支流的一些水库（水电站）设计了防洪库容，充分发挥了水库电站联合调度削峰错峰能力，降低了下游威胁沿河城镇的洪水危险性［18］。堤防工程也具有调节洪水作用，主要是阻隔约束洪水，减少暴露度和洪涝灾害发生频率。
3.2 暴露度变化
只有暴露于洪水下，洪水对社会经济系统的影响才可能产生灾害。由于受地形条件的限制，大江大河的切割深，贵州省城镇和主要居民点一般都分布在溪河出口的平坝地带或靠山分布，受溪河洪水威胁。图4显示贵州省山洪易发区分布情况，贵州省山洪高易发区面积达6.01万km2，占全省国土面积34.13%。山洪高易发区分布的社会经济系统受洪水威胁的暴露度高。
定居模式、城市化和社会经济条件的变化都影响暴露度的变化。经济社会发展特别是城市化的快速发展，对沿河周围地域的不断开发，会进一步增加人口和经济资产的暴露度。贵州省适宜开发土地面积较少，经济社会快速发展，城镇人口快速增加，人们的生存空间不断向河流靠近，向相对河流水面高程以上较低的地方，甚至向河流河滩地发展，进一步增加暴露度。据中国统计年鉴等参考资料，1998～2020年，贵州省建成区面积从283.55 km2增加到1 118.4 km2；
2008～2020年，贵州省城区面积从1 655.86 km2增加到3 702.3 km2，城区面积的快速扩张，不可避免地增加了这些地区受洪水威胁的经济资产和人口的暴露度。因此，若承灾体向远离河流相对较高地区或防洪标准较高地区迁移，可以降低其暴露度。
堤防工程可使洪水避开并保护相应区域，减少相应区域人口和经济资产暴露度。贵州省不断加强防洪工程建设，特别是自2011年中央一号文件和中央水利工作会议后，防洪工程立项和建设规模迅速增长，2014～2020年，累计建成堤防长度从3 025 km增加到5 042 km。2020年贵州省各地市已建成堤防情況见表3。堤防工程减少了被保护区暴露于设防洪水及其规模以下洪水的暴露度，减少了发生相应设防标准以下洪水淹没的频次。即使发生超标准洪水，也大幅降低了河道漫溢洪水的危险性。
3.3 承灾体应对能力的变化
承灾体的易损性和自身的应对能力是影响洪涝灾害损失的重要方面。在发生相同量级洪水和暴露度的情况下，易损性越低和自身应对能力越强，承灾体的洪涝灾害损失越小。如对基础设施而言，防洪标准或防水标准设定越高，抵御洪水灾害能力越高。本文仅从防洪非工程措施方面，分析暴露在洪涝水风险下的承灾体（主要是人群）对洪涝水应对能力的变化。
通过近几十年，特别是最近10多年防洪非工程措施项目建设，如2010～2012年山洪灾害防治县级非工程措施项目，2013～2015年贵州省山洪灾害防治项目等，贵州省目前已基本建成防汛抗旱指挥系统和监测预报预警体系。防汛抗旱指挥系统涵盖全省291个重点防洪城镇、883座大中型和重点小型水库。水文监测预报预警体系包括大江大河支流和重要中小河流332个水文站重要控制断面，水利部门降水监测站点1 551个，全省9 个市（州）共计88个县（市、区）的视频会商系统。2020年，贵州省仅水利部门就发送水情信息1亿余条，洪水预警短信3 696万余条。根据预警预报信息，汛期贵州全省临时转移避险28.6万人次，避免了人员伤亡。
贵州省监测预报预警体系不断完善，提前发布暴雨洪水预警信息，使相应地区人们及时获得洪水预警预报信息，提升了相关群众和地方政府避免洪水直接威胁的应急响应能力，大幅降低了洪涝灾害造成的人员伤亡和一定的财产损失。
4 讨 论
贵州省洪涝灾害仍较严重，未来暴雨洪水危险性仍可能增加。2010～2019年年均洪涝灾害损失率为0.55%，而同期全国洪涝灾害损失率为0.37%。在洪涝灾害较严重的2014年，贵州省洪涝灾害损失率达1.38%，远超同年全国的0.25%。考虑贵州省地形和暴雨是发生洪水涝水主要原因，降水和暴雨变化趋势显示近40多年洪水涝水导致灾害的潜在危险性呈增加趋势。未来在全球气候变暖的背景下，预估强降水的极端性和频次将增加［19-20］，并进一步增加致灾因子强度和洪涝灾害风险。
洪涝灾害损失是洪水危险度、承灾体暴露度和防洪减灾能力等因素同时综合作用的结果。较大或极端洪水事件可能产生较大灾害，一般洪水也可能对经济社会暴露度和脆弱性高的地区造成较大灾害。在其他条件不变情况下，洪涝灾害损失与洪水危险度、经济社会资产暴露度呈正相关，与承灾体应对能力呈负相关。贵州省洪涝灾害造成的直接经济损失占同期GDP的百分比总体呈现显著的减少趋势，同时因洪灾造成的死亡人口呈显著减少趋势，而洪水危险度呈一定的增加趋势，经济社会暴露度显著增加，表明抵御洪水涝水、承灾体应急响应等防洪减灾能力有效提升。
贵州省因洪涝灾害造成的直接经济损失呈增加趋势，考虑到堤防、水库等防洪工程建设不断增强和预警预报系统的不断完善，贵州省防御洪水涝水并降低其危险性的能力不断增加，而洪涝灾害造成的直接经济损失反而呈现增加趋势，表明洪涝灾害损失增加，除一定的价格因素外，主要是由于洪涝灾害易发地区洪水危险度增加或经济暴露度增加造成的。在暴露度增加的同时，由于防洪工程建设，这些暴露于洪水威胁下的资产和社会群体受到相应防洪工程的防护，降低了发生洪涝灾害的风险，减少了发生洪水时的灾害损失。综合以上结果表明：虽然贵州省防洪基础设施建设取得了较大进展，但其发展的速度、规模、标准仍滞后于经济社会发展，特别是滞后于城市化发展，从而导致暴露度增加。
贵州省多暴雨和以山地丘陵为主的地形使洪水的危险性高，不同河流等级沿岸相对河床以上不同高程地区的洪水危险性不同。受地形限制，贵州省适宜开发地区面积比例较小，人口、主要农业区和工业城市多分布在地势较平缓的河流河谷和坡麓地区，这增加了经济社会资产受洪水淹没的暴露度。因此，需要统筹洪水危险性和经济社会暴露度情况以减少灾害损失。一方面继续加强防洪工程建设，减少洪水危险性，拒洪水于经济社会集聚区外；
另一方面防止在距河流较近且相对较低地区进一步开发，或对居于洪水危险性高且难于防护（或防护不经济）地区的人口进行迁移，减少暴露度。
尽管洪涝灾害致亡人口显著减少，近2010～2019年均致亡人数仍近50人，因洪涝灾害致亡问题仍较严重。考虑贵州省洪涝灾害预报预警不断完善，气象、水利、应急等部门及时发布暴雨洪水信息，同时考虑现代信息传播途径多样化和人的主动避险本能，推断因灾致亡事件的发生主要是由于人们的防洪意识不高，对预警预报信息响应不及时或没有行动造成。未来在完善落实洪涝灾害“四预”（预报、预警、预演、预案），提高预警预报和应急响应能力的同时，需要加强多渠道宣传，着力提高整个社会灾害风险意识，进一步减少因灾致亡损失。
5 结 语
贵州省洪涝灾害仍较严重，近2010～2019年因灾造成的直接经济损失达50.5亿元/a，致亡人口达48人/a；
年均洪涝灾害损失率为0.55%，是同期全国洪涝灾害损失率的1.49倍。1978～2020年，因洪涝灾害造成的直接经济损失呈显著增加趋势，致亡人口呈显著减少趋势。
洪涝灾害致灾因子暴雨洪水危险性呈增加趋势，这一定程度上加大了洪涝灾害损失。经济资产暴露度的显著增加导致洪涝灾害直接经济损失增加。近几十年防洪工程和非工程措施建设不断加强，对降低洪水危险性、减少经济社会暴露度、提升受洪水威胁人群的应急能力、减少洪涝灾害损失特别是减少致亡人口发挥了重要作用。但贵州省防洪工程措施和非工程措施仍较滞后，同时未来气候变化带来的暴雨洪水危险性进一步加大，需要加快提升防洪减灾能力，以保障贵州省经济社会快速发展。
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（编辑：谢玲娴）
Abstract：
Research on evolution and related driving mechanism of flood disasters is the basis for scientifically planning flood control and disaster mitigation measures.Linear regression and the Mann-Kendall test were used to analyze the evolution law of flood disaster losses in Guizhou Province from 1979 to 2020，and correlation and qualitative analysis of the driving forces were also conducted to explore the driving mechanism of disaster changes from the risk of flood disaster-causing factors，economic and social exposure and the response ability of disaster carriers.The results showed flood disaster losses in Guizhou Province were still serious in the past 10 years（2010s），with the direct economic losses of 505 billion yuan per year and the mortality of 48 people per year.From 1978 to 2020，the direct economic losses caused by the flood and waterlogging disasters were increasing significantly，while the mortality reduced significantly.Although heavy precipitation increased the flood hazards，the increase of direct economic losses were mainly driven by the increase of the exposure of economic assets during the recent decades.Implementation of flood engineering and non-engineering measures in recent decades have played an important role in reducing flood disaster losses，especially in reducing flood risk，reducing economic and social exposure，and improving the emergency response ability of related local governments and people threatened by floods，but they still lag behind demand of economic and social development.The research results can provide a scientific basis and strong support for further strengthening the flood disaster control and risk management in Guizhou Province.
Key words：
flood disaster；
disaster-causing factors；
exposure；
vulnerability；
response ability；
Guizhou Province
