ICS点击此处添加中国标准文献分类号中华人民共和国气象行业标准QX/T XXXXX—XXXX气象灾害风险管理干旱灾害风险评估方法Technical Specifications for Risk Assessment of drought Disaster点击此处添加与国际标准一致性程度的标识(征求意见稿)(本稿完成日期2019年11月10日)XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX目次前言 (II)1 范围 (1)2 术语和定义 (1)3 资料收集与处理 (1)4干旱风险评估内容和方法 (2)附录 A (资料性附录)归一化处理 (4)参考文献 (5)前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。
本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会(SAC/TC 540)归口本标准起草单位:国家气候中心、中国水利水电科学研究院。
本标准主要起草人:张强、邹旭恺、吕娟、廖要明、侯威、孙洪泉、苏志诚、李威、段居琦、王国复、屈艳萍、宋艳玲气象灾害风险管理干旱灾害风险评估方法1 范围本标准规定了干旱灾害风险评估的内容、方法等。
本标准适用于气象灾害风险评估和管理。
2 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
2.1 气象干旱 meteorological drought某时段内,由于蒸发量和降水量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。
2.2气象干旱指数 meteorological drought index利用气象要素,根据一定的计算方法所获得的指标,用于监测或评价某区域某时间段内由于天气气候异常引起的水分亏欠程度。
2.3 干旱致灾因子 hazards造成干旱灾害的自然异变因素,气象灾害中一般指造成干旱灾害损失的气象干旱极端气候事件。
2.4 土壤田间持水量Field capacity在土壤中所能保持的最大数量的毛管悬着水,即在排水良好和地下水较深的土地上充分降水或灌水后,使水分充分下渗,并防止其蒸发,经过一定时间,土壤剖面所能维持较稳定的土壤含水量。
2.5 干旱灾害风险Risk of drought disaster在某个特定时期的由于干旱事件造成某个行业、城市或社会经济的正常运行出现剧烈改变的可能性或概率。
2.6 干旱灾害风险评估 Risk Assessment of drought disaster对干旱灾害灾害造成的可能影响和损失进行量化评估。
3 资料收集与处理3.1 资料收集3.1.1 气象资料收集气象站建站以来地面气象月报表、气象灾害年鉴、气象志、地方志及相关文献资料中的气象干旱发生记录,包括长时间降水偏少情况,高温发生情况,及气象干旱发生时间、强度和影响范围(区域)等。
3.1.2 社会经济资料收集市、县(区)历年人口、经济GDP、农业种植、农业灌溉和水库蓄水等情况。
3.1.3 灾情资料收集干旱灾害的历史灾情记录,包括受灾人口、受灾面积、直接经济损失等。
4 干旱灾害风险评估内容和方法4.1 评估内容风险评估内容包括致灾因子识别、风险评估模型构建和风险等级划分。
4.2 风险评估方法4.2.1 致灾因子识别分别计算干旱累积强度、相当强度、相当最强、轻旱日数、中旱日数等致灾因子与干旱受灾面积的相关系数,选取相关性最好的指标作为干旱风险评估模型的自变量。
4.2.2 风险评估模型构建干旱风险评估模型按式(1)构建。
(1)式中:——风险指数;——致灾因子;——回归系数。
4.2.3 风险等级划分基于4.2.2统计的风险指数序列,采用“百分位数法”,将干旱灾害风险划分为轻度、中度、重度及特重4个等级(表1),并按照百分位数区间推算得到相应的风险指数阈值。
每过5年应把新资料加入序列中,重新推算风险指数阈值。
表1 干旱灾害风险等级4.2.4 风险评估结果确定对每次干旱过程进行风险评估,将监测或预报的致灾因子代入式(1),计算得到风险指数(^ I),然后按照风险指数阈值确定评估结果。
附录 A(资料性附录)回归系数确定方法设因变量与自变量有线性关系,那么建立与的一元线性回归模型:(A.1)式中:—因变量的值;—自变量的值;、—一元线性回归方程的参数。
和由下列公式求得:(A.2)(A.2)参考文献[1].中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2004.[2].章国材.自然灾害风险评估与区划原理和方法[M].北京:气象出版社,2014.[3].姚玉璧,张强等,干旱灾害风险评估技术及其科学问题与展望.资源科学,Vol.35,No.9 Sep.,2013。
[4].黄崇福.自然灾害风险分析与管理[M].北京:科学出版社,2012.气象行业标准《气象灾害风险管理干旱灾害风险评估方法》编制说明一、工作简况1、任务来源本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会(SAC/TC540)提出并归口。
2018年8月由中国气象局下达国家气候中心(气法函〔2018〕62号),项目编号QX/T-2019-30,立项名称是《气象灾害风险管理干旱灾害风险评估方法》。
2、协作单位本标准由国家气候中心、中国水利水电科学研究院负责起草。
3、标准主要起草人及其所做的工作本标准主要起草人为:张强、邹旭恺、吕娟、廖要明、侯威、孙洪泉、苏志诚、李威、段居琦、王国复、屈艳萍、宋艳玲编写组人员分工如下:张强,标准起草牵头人,组织编写工作,负责标准的框架结构设计、干旱灾害风险评估技术思路确定及技术把关、标准编写修改等;邹旭恺承担干旱灾害风险评估方法研究、标准初稿编写等;吕娟,承担干旱灾害风险评估技术把关、标准修改等;廖要明、侯威、宋艳玲、李威、王国复、段居琦参与干旱致灾因子的选取和试验,孙洪泉、苏志诚、屈艳萍参与承载体资料收集和风险等级的验证等。
4、主要工作过程(1)前期基础干旱灾害是对国民经济发展影响最大的气象灾害,其造成的损失约占气象灾害损失的50%,而大范围、高影响干旱又是造成旱灾损失的主要灾害过程。
本标准项目编制成员先后主持编制过了《气象干旱等级》、《干旱灾害等级》、《全国抗旱规划》、《区域旱情等级》、《抗旱预案编制导则》等现行干旱相关的国家或行业标准。
2017年根据科技部国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”4.1大范围干旱监测预报与灾害风险防范技术和示范立项项目指南。
水利部中国水利水电科学研究院和国家气候中心等单位联合申报,并于2018年1月获科技部批准。
国家气候中心承担其中课题“高精度多源资料综合干旱监测评估技术”(2017YFC1502402),课题在发展适宜的干旱致灾指标以反映干旱的程度或范围、持续时间等的基础,进行了区域性干旱事件识别和强度变化研究,研发了固定区域干旱事件的识别技术,并编制完成《区域性干旱过程监测评估》气象行业标准。
2018年6月课题“高精度多源资料综合干旱监测和评估技术”召开了启动会,在专家的建议课题应该基于“高精度多源资料综合干旱监测和评估技术”和“农业、城市、生态等不同承灾对象旱灾风险动态评估技术旱情综合评估技术”的基础上,编制“干旱灾害风险评估方法”标准,以将成果推广使用。
为此,2018年9月成立标准编写组,召开会议讨论标准申报和并起草了初稿。
本标准获批立项后,起草组参考前期成果,成立标准编写小组,结合业务实践,确定项目编写框架和总体思路,制定工作进度计划,对标准编写内容开展了进一步研究。
(2)编写初稿。
确定编写框架和总体思路,选取国内不同区域有代表性的干旱发生省份,分别计算各个干旱致灾因子指标值,确定评估指标,划分风险等级,完成初稿编写。
(4)形成征求意见稿。
初稿完成后,起草组邀请国家气候中心、气象科学研究院、水利部水科院、辽宁省等单位专家就关键技术问题开展咨询指导,然后按照专家意见进行修改,形成征求意见稿。
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1、标准编制原则(1)科学性本标准利用气象资料和民政部门的灾情资料,分析研究了干旱灾害与气象条件之间的关系,据此建立了干旱灾害风险评估模型,划分了风险等级,并与实际情况进行了对比验证,表明该方法适用于干旱灾害的风险评估。
本标准中的气象干旱指数和干旱等级的划分是基于国家标准《气象干旱等级》(GB/T20481-2017),在业务中得到了广泛的应用和检验。
(2)可行性本标准所采用资料均能实时获取,方法成熟,气象干旱指数的监测已经在业务中使用多年,具备很好的可行性。
(3)规范性本标准依据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草,符合标准编写要求。
2、确定标准主要内容的依据干旱灾情与干旱事件发生的强度、范围和持续时间有关。
为了进一步分析干旱灾害的关键致灾因子,本标准采用相关分析,选择干旱受灾面积与干旱指数表征的干旱强度、时间、范围等指标相关性最好的指标,并且通过显著性检验(005=.α)时,则确定该指标为干旱灾害的致灾因子。
然后采用一元线性回归模型来建立干旱灾害风险指数与致灾因子之间的关系。
最后,采用百分位数阈值方法,将干旱灾害风险指数序列划分为轻度、中度、重度及特重四个等级。
三、主要试验(或验证)的分析及预期的经济效果 1 业务应用和验证情况本标准中构建了干旱灾害风险评估模型,如下式(1):(1) 式中:——风险指数; ——致灾因子; ——回归系数。
利用辽宁、云南、湖北、湖南等省的干旱指标及干旱受灾面积对上述干旱灾害风险评估模型进行了统计验证,具体如下。
2 辽宁省干旱灾害风险评估2.1 资料干旱指数资料为利用辽宁省1971-2018年逐日降水量和气温资料统计的逐日气象干旱指数MCI 。
基于MCI 指数序列,统计了1971-2018年辽宁省干旱累积强度、相当强度、相当最强、轻旱日数、中旱日数等干旱指标。
干旱灾情资料为收集的辽宁省1971-2018年干旱受灾面积资料。
2.2 干旱灾害风险评估(1)干旱致灾因子识别对干旱受灾面积分别与干旱累积强度、相当强度、相当最强、轻旱日数、中旱日数等进行相关分析,相关分析结果见表1。
选择与干旱受灾面积关系最好的相当最强的指标作为致灾因子。
表1辽宁省干旱受灾面积与各干旱指标相关系数要素 累积强度相当强度相当最强 轻旱日数中旱日数样本数 48 48 48 48 48 相关系数0.65**0.65**0.66**0.59**0.65**注:*表示相关程度通过005.α=显著水平检验;**表示相关程度通过001.α=显著水平检验。
(2)风险评估模型构建采用回归分析,构建辽宁省干旱灾害风险评估模型(式2):(2)式中:ˆI为干旱风险指数,为相当最强。
利用式(2)估算出风险指数(ˆI),构成风险指数序列(图1)。
图1辽宁省干旱灾害受灾面积和干旱风险评估模型拟合值历年变化(1971-2018年)(4)风险等级划分按照百分位数法,基于构建的风险指数(ˆI)序列,将干旱灾害风险划分为4个等级,并推算得到风险指数(ˆI)阈值区间(表2):表2辽宁省干旱灾害风险等级划分等级百分位数风险指数(ˆI) 风险等级1 P≤50% ˆI≤98.4 轻度2 50%<P≤70% 98.4<ˆI≤ 124.9 中度3 70%<P≤90% 124.9<ˆI≤ 162.6 重度4 P>90% ˆI> 162.6 特重(5)干旱风险评估模型结果验证为了验证干旱风险评估模型的评估效果,我们利用辽宁省1971-2018年的干旱受灾面积资料,利用干旱风险模型公式(2)拟合了干旱灾害风险指数数值,再按照表2的等级阈值得到历年的干旱灾害风险等级。