蘇廣全， 呂海深， 朱永華， 陳庭興， 花佳程

（1.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210098；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇南京 210098）

洪水災(zāi)害是世界發(fā)生最為頻繁的自然災(zāi)害［1］。隨著氣候變化及城市化進(jìn)程的加速，中國成為百年內(nèi)世界上洪水風(fēng)險(xiǎn)增長最顯著的地區(qū)［2］。洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作為洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的重要工具，對(duì)防洪減災(zāi)工作具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可以提高公眾對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)的意識(shí)。

20世紀(jì)以來，各國開展了大量的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，形成以下3種洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法：（1）基于歷史數(shù)據(jù)［3-5］，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)或統(tǒng)計(jì)方法來確定洪水風(fēng)險(xiǎn)薄弱區(qū)；（2）構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析［6-8］；（3）采用雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)或二維水動(dòng)力模型進(jìn)行洪水淹沒情景分析［9-11］。這些廣泛應(yīng)用的洪水風(fēng)險(xiǎn)分析方法仍存在一些不足：如基于歷史資料進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的方法無法準(zhǔn)確反映洪水的空間變異性；構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的方法往往在指標(biāo)賦權(quán)上存在主觀性；采用雷達(dá)遙感和水動(dòng)力模型的方法需要大量的數(shù)據(jù)，且不考慮承災(zāi)體和致災(zāi)環(huán)境對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)的影響［12］。

洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要綜合多種要素來確定洪水風(fēng)險(xiǎn)，各要素與最終洪水風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系具有模糊性和隨機(jī)性。因此，考慮模糊關(guān)系的模糊綜合評(píng)價(jià)模型廣泛應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［13］。模糊綜合評(píng)價(jià)模型中最重要的問題就是指標(biāo)權(quán)重的確定，以往研究多采用單一賦權(quán)方法，如AHP（analytic hierarchy process）法、德爾菲法等主觀賦權(quán)方法［6,8,14］，CRITIC法、熵權(quán)法等客觀賦權(quán)方法［6,13］。然而，主觀賦權(quán)方法嚴(yán)重依賴專家的主觀經(jīng)驗(yàn)，客觀賦權(quán)方法僅依靠數(shù)據(jù)計(jì)算權(quán)重，不考慮評(píng)價(jià)因素對(duì)評(píng)價(jià)主體的重要性，得到結(jié)果往往與實(shí)際情況存在較大差異。為減少賦權(quán)主觀性，并兼顧決策者經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合主客觀賦權(quán)的博弈論組合賦權(quán)方法被提出，以期得到更為符合實(shí)際情況的賦權(quán)結(jié)果［15］。

近年來，氣候變化導(dǎo)致水循環(huán)加速，極端氣象事件頻發(fā)，干旱區(qū)、半干旱區(qū)的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究得到關(guān)注，但研究尺度多為省一級(jí)［4-5,16］，沒有對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)脆弱區(qū)進(jìn)一步細(xì)化，且研究多側(cè)重于洪水危險(xiǎn)性，缺乏對(duì)洪水易損性的考慮。甘肅省武威市環(huán)境氣候復(fù)雜多變，南部祁連山植被覆蓋度高，河網(wǎng)密集，降雨頻繁，是甘肅省中部的暴雨中心之一，受到山脈融雪影響，春季洪水時(shí)有發(fā)生［17］；北部為荒漠區(qū)，降雨稀少，植被稀疏。受到區(qū)域南部多山地形和沙漠地區(qū)氣候的影響，武威市洪水災(zāi)害頻率極高，根據(jù)歷史資料，1971—2012 年武威市僅山洪災(zāi)害平均每年發(fā)生11 次［18］。2006 年7 月底涼州區(qū)西營鎮(zhèn)山區(qū)每小時(shí)降水超80 mm，產(chǎn)生泥石流造成了嚴(yán)重的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失；2011年8 月14—18日涼州、古浪、天祝3 縣區(qū)產(chǎn)生洪澇致10.74×104人受災(zāi)。研究表明，武威市近年山區(qū)降水有所增加，洪水頻率呈現(xiàn)增長趨勢(shì)［19］。

該研究基于GIS 技術(shù)，通過對(duì)武威市的暴雨次數(shù)、歸一化植被指數(shù)、高程標(biāo)準(zhǔn)差、人口密度等因子的綜合分析，并采取博弈論組合賦權(quán)方法構(gòu)建洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。將AHP 法和熵權(quán)法與博弈論組合賦權(quán)法進(jìn)行比較，驗(yàn)證所提出的方法對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的有效性，對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理性分析，對(duì)武威市洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和分區(qū)，為武威市的洪水預(yù)報(bào)、預(yù)警、防控提供合理依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況

武威地區(qū)位于甘肅省中部，地理位置為36°29′～39°27′N，101°49′～104°16′E，總面積32345 km2，是黃土高原、青藏高原和蒙新高原的交匯處（圖1）。南接祁連山脈，中部為河西走廊平原，北交騰格里和巴丹吉林兩大沙漠，海拔在1200～4700 m間，由南至北高程逐漸降低。年均降雨量在100～600 mm，降雨集中在6—9月，8月最多，降雨量呈現(xiàn)由南向北減少的趨勢(shì)。區(qū)域內(nèi)蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣干燥。流經(jīng)的主要河流為黃河和石羊河，其中石羊河發(fā)源于祁連山脈東段，上游由西營河、黃羊河和西大河等河流組成，下游內(nèi)流入民勤縣的沙漠盆地，流域面積3.98×104km2。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of study area

1.2 研究方法

首先，根據(jù)災(zāi)害理論［20］及武威自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征，按照致災(zāi)因子危害性、孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性、承災(zāi)體脆弱性3個(gè)方面選取了7個(gè)指標(biāo)作為洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)要素：第一步，構(gòu)建洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；第二步，通過GIS技術(shù)對(duì)指標(biāo)預(yù)處理，分別選取熵權(quán)法與層次分析法計(jì)算客觀權(quán)重與主觀權(quán)重，采用博弈論進(jìn)行組合賦權(quán)；第三步，根據(jù)博弈論組合賦權(quán)得到各指標(biāo)組合權(quán)重，采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法構(gòu)建武威洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，選擇自然斷點(diǎn)法將洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為：高風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)等5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；最后，基于歷史洪災(zāi)，將AHP 法、熵權(quán)法與博弈論組合賦權(quán)法進(jìn)行比較，驗(yàn)證所提出的方法對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的有效性，確定洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，為洪水災(zāi)害管理提供合理建議，研究路線圖見圖2。

圖2 研究路線Fig.2 Flow chart of the study

1.3 洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

研究基于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，通過對(duì)致災(zāi)因子的風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估、孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性的分析、承災(zāi)體易損性的評(píng)價(jià)來揭示區(qū)域的致災(zāi)機(jī)制［20］，并參考洪水風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)研究［6,7,21］，選取以下洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：歷史最大日降雨量（RF）、暴雨次數(shù)（RFT）、高程標(biāo)準(zhǔn)差（DEM）、歸一化植被指數(shù)（NDVI）、水系距離（DR）、GDP 密度（GDP）、人口密度（POP），以下對(duì)指標(biāo)內(nèi)容、來源和處理方法進(jìn)行說明。

1.3.1 致災(zāi)因子指標(biāo)

（1）歷史最大日降雨量（RF）：暴雨是引起武威洪水的主要原因，歷史最大降雨則反映了洪水可能造成的最大損失。選擇1961—2019 年中國地面降水日值0.5°×0.5°格點(diǎn)數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)來自國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://data.cma.cn/），采用反距離權(quán)重插值法獲得研究區(qū)域逐日降雨數(shù)據(jù)。

（2）暴雨次數(shù)（RFT）：暴雨發(fā)生越頻繁的地區(qū)，未來發(fā)生洪水的可能性越大。根據(jù)武威0.5°×0.5°格點(diǎn)降雨數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)日降雨量30 mm以上的次數(shù)，采用Kriging插值法計(jì)算得到武威暴雨次數(shù)數(shù)據(jù)。

1.3.2 孕災(zāi)環(huán)境指標(biāo)

（1）高程標(biāo)準(zhǔn)差（DEM）：高程標(biāo)準(zhǔn)差越大，表示格點(diǎn)附近的地形起伏越大，更易形成洪水。選擇SRTMDEM 90M 分辨率原始高程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來自（https://www.gscloud.cn/search），通過GIS 鄰域分析得到研究區(qū)高程標(biāo)準(zhǔn)差。

（2）歸一化植被指數(shù)（NDVI）：植被直接影響產(chǎn)匯流過程，對(duì)洪水的形成時(shí)間和規(guī)模大小有著重要作用。數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（https://www.resdc.cn/）。

（3）水系距離（DR）：距離河流湖泊越近，越容易受到洪水侵襲。水系數(shù)據(jù)來自國家1：1000000標(biāo)準(zhǔn)矢量地圖數(shù)據(jù)（https://www.webmap.cn/main.do?method=index），通過GIS 近鄰分析得到區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)距水系距離。

1.3.3 承災(zāi)體指標(biāo) 相同量級(jí)的洪水發(fā)生在不同的地區(qū)，所造成的損失是不同的，洪水具有社會(huì)屬性，涉及到經(jīng)濟(jì)和人口要素。GDP 密度和人口密度數(shù)據(jù)均為1 km柵格數(shù)據(jù)，來自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（https://www.resdc.cn/）。

確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系后，對(duì)圖層進(jìn)行預(yù)處理，將各指標(biāo)圖層重采樣為1 km分辨率，通過柵格計(jì)算器進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化方法見式（1）、（2），通過GIS 統(tǒng)計(jì)工具統(tǒng)計(jì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)熵值，進(jìn)而計(jì)算熵權(quán)法指標(biāo)權(quán)重。

1.4 熵權(quán)法

熵來源于熱力學(xué)，用來描述分子運(yùn)動(dòng)的不可逆現(xiàn)象。在信息論中，熵反映了信息的無序化程度，可以用來度量信息量的大小，某項(xiàng)指標(biāo)攜帶的信息越多，表示該項(xiàng)指標(biāo)對(duì)決策的作用越大，此時(shí)熵值越小，即系統(tǒng)的無序度越大［22］。計(jì)算指標(biāo)權(quán)重主要步驟如下：

（1）指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：對(duì)于正向指標(biāo)，也即越大越優(yōu)型，按下式處理：

對(duì)于負(fù)向指標(biāo)，即越小越優(yōu)型指標(biāo)，按下式處理：

式中：(aj)max為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值；(aj)min為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最小值；aij為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)在第i個(gè)評(píng)價(jià)單元的指標(biāo)值；rij為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)在第i個(gè)評(píng)價(jià)單元標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。

（2）計(jì)算指標(biāo)熵：

式中：當(dāng)fij=0，fijlnfij=0，m為研究區(qū)的基本網(wǎng)格單元數(shù)；n為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量；Hj為指標(biāo)熵。

（3）根據(jù)指標(biāo)熵計(jì)算熵權(quán)，如下式：

1.5 層次分析法（AHP）

層次分析法基本原理是：將評(píng)價(jià)系統(tǒng)的多種方案的各種要素分解成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層，進(jìn)行兩兩判斷比較并計(jì)算出各要素的權(quán)重，根據(jù)綜合權(quán)重按最大權(quán)重原則選出最優(yōu)方案。層次分析法可操作性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)靈活，其基本步驟如下：

（1）構(gòu)建研究系統(tǒng)的遞階層次：層次分析法首先要將所研究對(duì)象進(jìn)行分層次化處理，一般可分為三層，即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。

（2）構(gòu)造判斷矩陣：對(duì)同一層次的不同要素進(jìn)行兩兩判斷，得到兩兩判斷矩陣，為了對(duì)其重要性進(jìn)行分級(jí)，通常采用1-9標(biāo)度法。

（3）層次單排序：對(duì)本層次各要素重要性進(jìn)行兩兩判斷，從而計(jì)算出對(duì)上一層次的權(quán)重。

1.6 博弈論組合賦權(quán)

博弈論組合賦權(quán)廣泛應(yīng)用于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［23-24］，在博弈論中，假定各個(gè)方案都是理性決策的結(jié)果，其目的是尋求目標(biāo)系統(tǒng)整體利益最優(yōu)解。其最終結(jié)果不是由單一方?jīng)Q策者掌控的，而是由所有決策者共同實(shí)現(xiàn)的［24］。它可以歸結(jié)為一個(gè)多主體的優(yōu)化問題，其基本思想是在不同方法的權(quán)重之間尋找一致或妥協(xié)，即最終賦權(quán)結(jié)果與各個(gè)基本方法權(quán)重之間的偏差達(dá)到最小。

博弈論組合賦權(quán)的實(shí)質(zhì)是不同賦權(quán)方法的結(jié)果進(jìn)行綜合，所以使用博弈論進(jìn)行組合賦權(quán)結(jié)果前，要對(duì)2 種方法的賦權(quán)結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。其中不同賦權(quán)方法的結(jié)果一致性程度可通過距離函數(shù)表示：

在通過一致性檢驗(yàn)后，對(duì)2 種方法進(jìn)行組合賦權(quán)，具體步驟如下：

（1）假設(shè)共采取L種方法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，其中任一方法賦權(quán)結(jié)果的向量為ωk={ωk1,ωk2,…,ωkn} (k=1,2,…,L) ，則L個(gè)向量可任意線性組合為：

式中：ω為全部可能的組合權(quán)重向量；為單一方法賦權(quán)結(jié)果；βk為權(quán)重系數(shù)且規(guī)定βk＞0。

（2）為了求得最優(yōu)的權(quán)重組合方法，就是使得博弈論組合賦權(quán)結(jié)果向量與各方法賦權(quán)結(jié)果向量離差最小，則最優(yōu)權(quán)重系數(shù)依據(jù)下式求解：

式中：ωg為博弈論組合賦權(quán)結(jié)果。

根據(jù)矩陣微分性質(zhì)將式（8）展開可得以下線性方程，求解以下線性方程組便可得到最優(yōu)權(quán)重系數(shù)：

（3）根據(jù)上列線性方程組求得最優(yōu)權(quán)重系數(shù)后，對(duì)權(quán)重系數(shù)進(jìn)行歸一化處理，將歸一化的最優(yōu)權(quán)重系數(shù)帶入式（7），得到博弈論組合賦權(quán)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 多方法對(duì)比分析

基于洪水風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害理論搭建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，根據(jù)專家評(píng)價(jià)構(gòu)建洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣，各層次指標(biāo)權(quán)重均通過一致性判斷。通過GIS分析工具計(jì)算洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)熵值，得到熵權(quán)法各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。兩者權(quán)重通過一致性檢驗(yàn)，經(jīng)博弈論組合賦權(quán)計(jì)算權(quán)重系數(shù)為：β1=0.525，β2=0.475。

根據(jù)表1，熵權(quán)法賦權(quán)結(jié)果顯示對(duì)武威洪水風(fēng)險(xiǎn)影響較大的因子有人口密度、GDP密度及暴雨次數(shù)，忽視了高程標(biāo)準(zhǔn)差和水系距離等加劇洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性的環(huán)境因素；AHP法結(jié)果顯示影響較大的因子有高程標(biāo)準(zhǔn)差、歷史最大日降雨量和暴雨次數(shù)，缺少對(duì)人口密度和GDP 密度等洪水災(zāi)害易損性指標(biāo)的考慮。

表1 洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果Tab.1 Result of flood risk assessment index weighting

無論是基于數(shù)據(jù)的客觀賦權(quán)方法，或是反映專家意見的主觀賦權(quán)方法都未能綜合考慮致災(zāi)因子危害性、孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性和承災(zāi)體脆弱性三方面的要素，經(jīng)過博弈論組合賦權(quán)，既能較好地反映專家的主觀意愿，又能克服一些客觀權(quán)重的不足。

由上述3種評(píng)價(jià)方法分別構(gòu)建模糊綜合評(píng)價(jià)模型，采用自然斷點(diǎn)法對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)，以驗(yàn)證組合賦權(quán)方法的有效性，生成洪水風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖（圖3）。

圖3 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖Fig.3 Flood risk map

熵權(quán)法得到的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖中，高風(fēng)險(xiǎn)和較高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)面積為3653 km2，占11.73%，較低風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)面積為19252 km2，占61.80%；采用層次分析法的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖，高風(fēng)險(xiǎn)和較高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)面積為13800 km2，占44.30%，較低風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)占38.10%；在組合賦權(quán)中，高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)和較高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)面積占34.81%，中風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)占21.36%，較低風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)面積為13656 km2，占43.84%。AHP法和熵權(quán)法所得到的洪水風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)差異較大，說明采用不同賦權(quán)方法的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)存在不確定性。

各賦權(quán)方法不僅在洪水風(fēng)險(xiǎn)面積上有較大差異，空間分布也存在不同。熵權(quán)法較組合賦權(quán)風(fēng)險(xiǎn)低估地區(qū)占56.34%，高估地區(qū)占2.88%，與組合賦權(quán)方法比較，評(píng)價(jià)一致地區(qū)占40.78%；AHP 法較組合賦權(quán)低估地區(qū)占8.24%，高估地區(qū)占37.86%，與組合賦權(quán)方法比較，評(píng)價(jià)一致地區(qū)占53.90%。AHP法與組合賦權(quán)法洪水風(fēng)險(xiǎn)分布一致性較高，而熵權(quán)法則較組合賦權(quán)法低估。

2.2 歷史洪水驗(yàn)證

根據(jù)《中國氣象災(zāi)害大典》《中國氣象災(zāi)害年鑒》和相關(guān)文獻(xiàn)［18］統(tǒng)計(jì)歷史洪水，將歷史洪水分別在熵權(quán)法、AHP法和博弈論組合賦權(quán)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖中進(jìn)行疊置分析，可以得到該地區(qū)的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)；根據(jù)相關(guān)研究［18］將歷史洪水分為5 個(gè)等級(jí)，洪水次數(shù)＞13 為高風(fēng)險(xiǎn)，10 ＜洪水次數(shù)≤13 為較高風(fēng)險(xiǎn)，8 ≤洪水次數(shù)≤10 為中風(fēng)險(xiǎn)，5 ≤洪水次數(shù)＜8為較低風(fēng)險(xiǎn)，洪水次數(shù)＜5 為低風(fēng)險(xiǎn)。比較后的結(jié)果如表2。由于洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要關(guān)注中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，首先對(duì)中風(fēng)險(xiǎn)及以上洪水地區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證，AHP法在這些地區(qū)多為高估，與歷史評(píng)價(jià)一致地區(qū)占26.31%；而熵權(quán)法有較大低估，特別未能識(shí)別出高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，評(píng)價(jià)一致地區(qū)僅占21.05%；組合賦權(quán)方法結(jié)果最為準(zhǔn)確，但在中風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)有所高估，與歷史一致地區(qū)占42.11%。針對(duì)較低和低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，3種方法都存在一定高估，其中熵權(quán)法表現(xiàn)最好。因此博弈論組合賦權(quán)更能反映武威市洪水風(fēng)險(xiǎn)分布規(guī)律，既能準(zhǔn)確識(shí)別洪水脆弱區(qū)，也不高估洪水風(fēng)險(xiǎn)，故下文僅對(duì)組合賦權(quán)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖進(jìn)行分析。

表2 歷史洪水多發(fā)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)Tab.2 Flood risk assessment in areas prone to historical floods

2.3 洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析

通過研究區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析，可以確定子區(qū)域洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)來源，由圖4 可以獲得武威市整體及其行政區(qū)不同洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)占比和影響區(qū)域洪水風(fēng)險(xiǎn)的主要因素。武威市洪水風(fēng)險(xiǎn)由西南向東北遞減，高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)集中在涼州區(qū)西南部的石羊河上游、西營河、五壩河、黃羊河和沙溝河和天祝藏族自治區(qū)西南部的干沙河、毛藏河。涼州區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占總面積14.53%，導(dǎo)致地區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)較高的主要原因是承災(zāi)體脆弱性較高，涼州區(qū)西南部地處祁連山脈北麓，河網(wǎng)密集，降雨集中，人口密度大，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，發(fā)生洪水會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。而天祝藏族自治縣較高的洪水風(fēng)險(xiǎn)來源于致災(zāi)因子危險(xiǎn)性，天祝藏族自治縣西南部受到祁連山脈影響，降雨頻繁，易產(chǎn)生較大暴雨。低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)主要集中在民勤縣東部沙漠區(qū)，占總面積的56.28%，主要原因是民勤縣位于騰格里和巴丹吉林兩大沙漠相交處，造成該地獨(dú)特的沙漠氣候，歷史降雨稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，儲(chǔ)水能力差，石羊河在此內(nèi)流進(jìn)入沙漠，整體河網(wǎng)稀疏，人口密度較小。

圖4 洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析Fig.4 Flood risk zoning analysis

3 結(jié)論

對(duì)武威市洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)研究獲得的武威市洪水風(fēng)險(xiǎn)圖與實(shí)測(cè)歷史洪水資料，以及研究區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)研究的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖進(jìn)行比較，結(jié)果顯示該研究對(duì)于武威市洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃判斷比較準(zhǔn)確。得到以下結(jié)論：

（1）采用主客觀權(quán)重相結(jié)合的博弈論組合賦權(quán)方法，可以減少單一方面的局限性，提高洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的精度。

（2）武威市整體洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為較低風(fēng)險(xiǎn)。洪水風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)由西南向東北遞減的分布特征，高風(fēng)險(xiǎn)集中分布于涼州區(qū)與古浪縣交界處以及天祝藏族自治區(qū)西南部，低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)主要分布在民勤縣內(nèi)的沙漠區(qū)。高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)只占4.94%，較低風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)面積占43.84%。

（3）武威市各縣區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)的主要來源各不相同。致災(zāi)因子危險(xiǎn)性呈現(xiàn)由西南向東北遞減的帶狀分布特點(diǎn)，高危險(xiǎn)區(qū)主要分布在天?？h祁連山脈地區(qū)，低危險(xiǎn)區(qū)集中在東北部的石羊河下游。孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性分布較為均勻，除祁連山區(qū)穩(wěn)定性較高，中部河西平原區(qū)及東部沙漠區(qū)穩(wěn)定性相近。承災(zāi)體脆弱性地區(qū)差異性明顯，涼州區(qū)與古浪縣交界處脆弱性遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。