ICS 07.060 CCS A 47 DB51 四川省 地 方 标 准 DB51/T 2829 2021 暴雨 洪涝 灾害风险 评估技术 规范 Assessment technical specification for rainstorm and flood disaster risk 2021-08-02 发布 2021-09-01 实施 四 川 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB51/T 28292021 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 资 料收 集和 处理.2 5 区 划流 程.3 6 区 划方 法.4 附录A（规 范性）归一 化处理 方法.7 附录B（规 范性）百分 位数法.8 附录C（规 范性）加权 综合评 价法.9 附录D（规 范性）层次 分析法.10 附录E（规 范性）自然 断点分 级法.13 参考文 献.14 DB51/T 28292021 II 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标准 化工 作导则 第1 部分：标准化 文件 的结构 和起草 规则 的规 定起草。本 文件 由四 川省 气象 局提 出、归口 并 解释。本 文件 起草 单位：四 川省 气候中 心。本 文件 主要 起草 人：郭海 燕、卿 清涛、徐 金霞、马 振峰、徐沅 鑫、邓国 卫、钟燕川、范 雄。本文件 及其 所代 替文 件的 历次版 本发 布情 况为：本次为 首次 发布。DB51/T 28292021 1 暴雨 洪涝 灾害风险 评估技 术规范 1 范围 本文件 规定 了四 川省 暴雨 气象灾 害风 险区 划的 术语、资料 收集 和处 理、流程 和方法。本 文件 适用 于在 四川 省内 开展县 级 行 政级 别 以 上区 域内的 暴雨 气象 灾害 风险 区划。2 规范性 引用 文件 本文件 没有 适用 的规 范性 引用文 件。3 术语和 定义 下列 术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 暴雨 rainstorm 川西高 原（包括 甘孜、阿坝）日降水 量25mm 强降水称为暴 雨；四川 省内 其他 地 区日降 水量 50mm强降水 称为 暴雨。3.2 暴雨过程 rainstorm process 出现暴 雨的 降雨 过程，一 旦出现 无降 水（日降 水量 小于 0.1mm）则认为该 过 程结束。3.3 暴雨过 程降 水 量 precipitation during rainstorm 暴雨过 程的 累计 降雨 量。3.4 暴雨 洪涝 灾害 rainstorm and flood disaster 暴雨引 发洪 涝、城市 内涝 等造成 人员 伤亡 和财 产损 失事件。3.5 承灾体 hazard bearing body 致灾因 子 作 用的 对象，是 人类活 动及 其所 在社 会中 各种资 源的 集合。3.6 孕灾环 境 disaster-inducing environment 承灾体 所处 的地 质地 理环 境。3.7 致灾因 子 危 险性 risk of disaster-inducing factors 当 暴雨 过程 异常 或超 常变 化，对 人类 社会 和经 济可 能造成 的危 害，主要 是由 暴雨活 动规 模（强 度）和活动 频次（概 率）决定 的。3.8 DB51/T 28292021 2 孕灾环 境敏 感性 sensitivity of disaster-inducing environment 受到气 象灾 害威 胁区 域对 致灾因 子影 响的 敏感（反 应）程 度。3.9 承灾体 暴露 性 exposure of disaster bearing body 暴露在 自然 灾害 之下 的人 口、财 产经 济、农田、基 础设施 等的 数量 和价 值量。3.10 暴雨洪涝 灾 害风 险 rainstorm and flood disaster risk 暴雨诱 发洪 涝，对影 响区 域内生 命、财产 和社 会经 济等造 成危 害的 可能 性。3.11 暴雨洪涝 灾 害风 险评估 assessment of rainstorm and flood disaster risk 综合考 虑 暴 雨诱 发洪 涝 灾 害危险 性、承 灾体 暴露 度、脆弱性 以及 防灾 减灾 能力 等，对暴 雨灾 害风 险进行估 算评 价的 过程。4 资料收 集和 处理 4.1 资料收 集 4.1.1 气象观测 资料 宜收 集 30 年以 上的 气象 观 测站降水 资料。4.1.2 承灾体 信息 以县（区）、乡（镇）行 政 区域为 单元，收 集土 地面 积、耕 地面 积、国民 生产 总值（GDP）、人口、防洪除 涝面 积等 资料。4.1.3 灾情资 料 宜收 集 10 年以 上的 暴雨 灾 情资料，包 含 灾 情发 生位 置、受 灾人 口、受灾 面积、直接 经济 损失 等。4.1.4 地理信 息资 料 境界（省界、市界、县界、乡界）、数字 高程 模型（DEM）数 据、地 形地 貌、土地利 用分 布、水系分布等 资料。4.2 资料处 理 4.2.1 处理方 法 4.2.1.1 对收集 的资 料进 行归 一化 处理，归一 化处 理方 法 见 附录A。4.2.1.2 采用百 分位 数法 对暴 雨过 程进行 等级 划分。百 分位 数法见 附录 B。4.2.2 气象资 料 4.2.2.1 统计四 川省 历年 各气 象台 站 1 天、2 天、3 天、10 天（含 10 天 以上）暴 雨过程 降 水 量。DB51/T 28292021 3 4.2.2.2 盆地和 高原 分别 建立 不同 时间长 度 的 10 个降 水过 程 序列。4.2.2.3 按表1 将暴 雨强 度分 为 5 个等级。表1 暴雨强 度等 级表 等级 百分位数（P）区间 1 P 98%2 95%P98%3 90%P95%4 75%P90%5 50%P1500）0.7 0.6 0.5 4.2.5.2 在GIS 平台，计 算河 流密 度，并 进行 归一 化处 理，形成河 网密 度指 数栅 格数 据。DB51/T 28292021 4 4.2.5.3 按照一 级河 流、二级 河流、湖泊 水库 的水 域面 积，计算一 级缓 冲区 和二 级缓 冲区，并赋 予适当的影 响因 子，原则 是一 级河流 和大 型水 体的 一级 缓冲区 内赋 值最 大，二级 河流和 小型 水体 的 二 级 缓 冲区赋值 最小。表 3 和表 4 给出了 缓冲 区划 分参 考值。表3 河 流缓 冲区 等级 和 宽度的 划分 标准 缓冲区宽度/km 一级河流 二级河流 一级缓冲区 二级缓冲区 一级缓冲区 二级缓冲区 8 12 6 10 表4 湖 泊和 水库 缓冲 区等 级和宽 度的 划分 标准 水域面积 104km2 缓冲区宽度/km 一级缓冲区 二级缓冲区 0.1-1 0.5 1 1-10 2 4 10-20 3 6 20 4 8 4.2.5.4 河网密 度和 缓冲 区影 响经 归一化 处理 后，各取 权重，采用加 权综 合评 价法 求得 水系影 响指 数，加权综 合评 价法 参见 附录C。5 评估流程 暴雨灾害 风险评估 遵循 自 然灾害风 险系统 理论，从 致灾 因子 危险性、承灾 体 暴露度和 脆弱性 方面综合评 估气象 灾害风 险 程度的地 区差异，以综 合 的 暴雨 灾 害风险 指数作 为 指标，对 暴雨灾 害进行评估。评 估流程 见图1。危险性 模型 暴露度 模型 脆弱性 模型 危险性 评估 暴露度 评估 脆弱性 评估型 暴雨灾 害风 险评估 资料收 集 气象资料 承灾体 数据 灾情资料 地理信 息数 据 DB51/T 28292021 5 图1 暴雨洪涝 灾 害风 险 评 估流 程 6 评估方法 6.1 暴雨洪涝 灾害 风 险评 估指数 根据暴 雨灾害 风险 形成原 理及评 价指标 体系，分别 将致灾 危险性、承 灾体暴 露度和 承灾体 脆弱 性 各指标进 行归 一化，再 加权 综合，建立 暴雨 灾害 风险 评估指 数 模 型，公式 按式（1）计算：)()(wh ws weVH VS VE FDRI.(1)式中：FDRI 暴雨 洪涝 灾 害风 险 评估 指数;VE 致灾 危险 性指 数;VS 承灾 体暴 露度 指数;VH 承灾 体脆 弱性 指数;we 致 灾危 险性 指数 权 重；ws 承 灾体 暴露 度指 数 权重；wh 脆 弱性 性指 数权 重；权重的 确定 可采 用层 次分 析法，参见 附录 D 6.2 暴雨洪涝 灾 害致 灾危 险性 指数计 算 暴雨灾 害致 灾危 险性 指数 按式（2）计算：,.)3,2,1(1 i E V f VEiii暴 雨 过 程 频 次）.(2)式中：VE 暴雨 灾害 危险 性指 数；Vi 标准 化处 理的 不同 等级的 暴雨 强度 频次；i 暴雨 等级；Ei i 级 暴雨 的影 响权 重。权重的 确定 可采 用层 次分 析法，参 见 附录 D 6.3 暴雨洪涝 承 灾体 暴露 度指 数计算 暴雨 造 成的 危害 程度 与承 受暴雨 气象 灾害 的载 体有 关，它 造成 的损 失大 小 取 决于发 生地 的经 济、人DB51/T 28292021 6 口密集 程度。暴雨 灾害 承 灾体易 损性 指数 按式（3）计算：.)3,2,1(.1 i S V GDP f VSiii），人 口 密 度，耕 地 比 重（地均.(3)式中：VS 暴雨 气象 灾害 承灾 体暴露 性指 数；Vi 经标 准化 处理 的当 地 GDP，人 口，耕地 比重 等；i 承灾 体易 损性 指标 因 子数；Si 对应 的权 重。权重 的确定 可采 用层 次分 析法，参见 附 录D 6.4 暴雨洪涝 灾 害承 灾体 脆弱 性指数 计算 暴雨灾 害承 灾体 脆弱 性指 数 按式（4）计 算：)101C iiiP wp H V VH（.)3,2,1(i.(4)式中：VH 暴雨 灾害 孕灾 环境 脆弱性 指数；Vi 经标 准化 处理 的地 形因子、水 系因 子、受灾 比重等；i 地形 因子、水 系因 子、受灾 比重 等脆 弱性 性指 标因子 数；Hi 地形 因子、水 系因 子、受 灾比 重等 因子 对应 的权重；Pc 防灾 减灾 措施 能力 指数；wp 防灾 减灾 措施 能力 对应权 重；权重的 确定 可采 用层 次分 析法，参见 附 录 D。6.5 暴雨洪涝 灾 害风 险等 级划 分 依据暴 雨洪涝 灾 害风 险指 数大小，按 自然 断点 法，将暴雨 灾害 风险 分为 高、较高、中、较 低和 低 5个等级，各 等级 色系 参见表 5。自然 断点 法见 附录E。表5 暴 雨灾 害区 划等 级 表 风险等级 颜色 RGB 值 低(级)绿色 RGB（0:255:0）较低（级）蓝色 RGB（0:102:255）中（级）黄 色 RGB（255:250:0）较高(级)橙 色 RGB（255:126:0）高(级)红色 RGB（255:0:0）DB51/T 28292021 7 A A 附 录 A（规范 性）归一化 处理 方法 由于气 象灾 害风 险区 划指 标量纲 不同，必 须对 其初 始值进 行标 准化 处理,得 到 相对统 一的 量纲,才能参与区 域最 终风 险度 的运 算。标准化 处理 用以 下公 式：i ii ijijXYmin maxmin5.0 5.0 10.(A.1)式中：Yij 第i 个站 第j 个 指标 的 归一化 值；Xij 第i 个 站 第j 个指 标 的初始 值；mini 第j 个 指标 初始 化 值中的 最小 值;maxi第j 个指 标初 始化 值中的 最大 值。DB51/T 28292021 8 B B 附 录 B（规范 性）百分位 数法 百分位 数是 一种 位置 指标，常用 于描 述一 组样 本值 在某百 分位 置上 的水 平，多个百 分位 结合 使 用，可以更 全面 地描 述资 料的 分布特 征。百分 位数 的计 算采用 以下 经验 公式：)1()j()1()(j iX X p Q.(B.1)3/)1(int(p n p j.(B.2)j p n p 3/)1(.(B.3)式中：)(p Qi 第 i 个 百位 数；p 百 分位 数；对应第 j 位 的中 间计 算量 X 升序 排列后 的样本 序 列 j 第j个 序列 n 序列 总数 DB51/T 28292021 9 C C 附 录 C（规范 性）加权综 合评 价法 加权综 合评 价法 综合 考虑 各个具 体指 标对 评价 因子 的影响 程度，是 把各 个具 体 指标的 作用 大小 综 合起来,用一 个数 量化 指标 加 以集中,计 算公 式为:iniiD W V 1.(C.1)式中：式中：V 评 价因子 的值；iW 指标i 的权重；iD 指标i 的规范 化值；N 评价 指标的 个数。权重iW 的确定可 由各评价 指 标对所属评价 因子的影 响 程度重要性，根据专家 意 见，结合当 地实际情况讨 论确 定。D E DB51/T 28292021 10 D F 附 录 D（资料 性）层次分 析法 D.1 基本原 理 层次分 析法 根据 问题 的性 质和要 达到 的总 目标，将 问题分 解为 不同 的组 成因 素，并按 照因 素间 的 相互关联 影响 以及 隶属 关系 将因素 按不 同层 次聚 集组 合，形 成一 个多 层次 的分 析结构 模型，从 而 最 终 使 问题归结 为最 低层（供 决策 的方案、措 施等）相 对于 最高层（总 目标）的 相对 重要权 值的 确定 或 相 对 优 劣的排序。D.2 步骤 D.2.1 构造判 断矩阵 把 每 一 个复 杂 系统 中 的每个 指 标 都分 解 为若 干 个有序 层 次，每 一 层次 中 的元素 具 有 大致 相 等的 地位，设 某层 有 n 个因 素，21,nX x x x，要比 较它 们对 上一 层某 一目标 的影 响程 度，确定 在该 层中相对 于某 一目 标所 占的 比重，即把 n 个因 素对 上 层某一 目标 的影 响程 度排 序，采用 1-9 尺度 标准（如表 D.1）对这 n 个 因素 进 行两两 比较。表D.1 1-9 尺 度标 准 尺度 含义 1 第i个因素与第j个因素的影响相同 3 第i个因素比第j个因素的影响稍强 5 第i个因素比第j个因素的影响强 7 第i个因素比第j个因素的影响明强 9 第i个因素比第j个因素的影响绝对地强 2、4、6、8 第i个因素比第j个因素的影响介于上述两个相邻等级之间 上述过程 得到成 对比较 矩 阵A为：DB51/T 28292021 11 nn n nnnn n ija a aa a aa a aa A.)(2 12 22 211 12 11.(D.1)矩阵中：ija 表示第i个因素 相 对于第j个因素的 比较结 果，其中，jiijaa1。D.2.2 层次单 排序 对应于 判断 矩阵 最大 特征 根max 的特 征向 量，经 归一 化（使 向量 中各 元素 之和 等 于 1）后 记为 W。W 的 元素 为同一 层次 因素 对于上 一层 次因 素某 因素 相对重 要性 的排 序权 值，这一过 程称 为层 次单 排序。能否确 认层 次单 排序，则 需要进 行一 致性 检验。D.2.3 一致性 检验 一致性指 标用CI 计算，CI越小，说 明一致 性越大。定义一致 性指标 公式为：1 nnCI.(D.2)CI=0，有 完全 的一 致性；CI 接近于0，有 满意 的一 致 性；CI 越大，不 一致 越严 重。为衡量CI 的大小，引 入随 机一致 性指 标RI:nCI CI CIRIn.2 1.(D.3)根据判断 矩阵阶 数，按 照 表D.2 找出 对应的RI。表D.2 平均随 机一 致性 指标 值 矩阵阶数 RI 1 0 2 0 3 0.58 4 0.9 5 1.12 6 1.24 7 1.32 8 1.41 9 1.45 10 1.49 DB51/T 28292021 12 根据CI 和RI 的值，计算 一 致性比例，得出 检验系 数CR:RICICR.(D.4)当CR0.1，则 判断矩 阵通 过一致 性检 验，否则 就不 具有满 意一 致性，要 重新 构造成 对比 较矩 阵，直至通 过一 致性 检验。D.2.4 计算合 成权 重 计算某 一层 次对 应于 最高 层（总目 标）相对 重要 性 的权重，称为 层次 总排 序。当 所有 层次 的相 对权重计算 得出 后，利用 各层 次指标 的层 次单 排序 结果，进一 步计 算递 阶层 次结 构模型 中最 底层 指 标 相 对 于总目标 的组 合权 重，由下 而上逐 层进 行层 次总 排序。DB51/T 28292021 13 E G 附 录 E（规范 性）自然断 点分 级法 自然断 点分 级法 是一 种地 图分级 算法。该算 法认 为数 据本身 有断 点，可 利用 数据 这一特 点进 行分 类。算法的 功能 就是 减少 同一 级中的 差异、增 加级 间的 差异。统计 公式 见式（E.1）。）N j ii jjkA SSDkkjkj i 1(11212.(E.1)式中：SSD 方 差；i、j 第i、j 个元素；A 长 度为N 的数组 K i、j 中间 的数，表 示A组中的 第k个 元素。DB51/T 28292021 14 参 考 文 献 1 MZ/T 027-2011 自 然灾害风险管理基本术语 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 章国材.气象灾害风险 评估与区划方法M.北京：气 象出版社，2010