第一章自然灾害基本概念及基本理论

1、第一章 自然灾害基本概念及基本理论1.1自然灾害灾害指因致灾因子所造成的人员伤亡、财产损失与资源破坏的情况。致灾因子可能引起人民生命伤亡及财产损失与资源破坏的各种自然和人为因素。1.1.1灾害链一种灾害发生引发一系列灾害发生的现象串发性灾害链：指因某一种原生灾害发生后，诱发产生的一系列的灾害现象。并发性灾害链：指某一原因或某个地区同时所产生或发生的一系列的灾害现象。1.1.2 灾害群灾害群聚： 灾害多度（DD）=单元灾种数（n）/区域灾种总数（N） 单位：% 灾害群发： 灾害频度（DF）=期间灾害发生频次（f）/时段灾害发生频次（F） 单位：% 1.1.3灾害强度和被灾指数相对致灾强度：自然致

2、灾因子造成的相对破坏或毁坏能力的程度，是造成区域灾情的基本原因（条件）。被灾指数：某县域所受各种自然致灾因子影响的规模程度，为被灾指数（C）1.1.4灾害机制物质与能流耗散机制与灾害生态机制 A：物质和能流耗散机制 因为灾害系统是一类非平衡的耗散系统。就逻辑概念来说，它表现出系统物质流和能量流的一系列扰动涨落相变新态-的耗散机制，具体则表现为系统的波动、渐变与突变。波动与渐变目前可以利用时间序列分析的方法建立动态机制模型；突变则可利用突变论模型转换为灾害突变机制模型。灾害系统的物质与能量流的耗散机制，其核心是灾害时空变化的动力学过程，集中反映了灾害系统的致灾过程。B：灾害生态机制指灾害系统所具

3、有的一系列共同或相似的生态学特征，主要揭示成灾过程。（1）反馈机制正反馈机制使系统越来越不稳定的过程。负反馈机制使系统越来越稳定的过程。（2）阀值机制在致灾因子与承灾体的相互作用下，出现致灾的临界值（域）的机制。（3）迟滞与综合加重机制迟滞环境灾害、人为灾害均表现出明显的致灾与成灾的时间差，把这种时间差理解为灾害系统的迟滞机制。如：沙漠化；人吃污染水等等。迟滞机制的作用对灾害系统致灾成灾的预报，进而进行减灾等有重要的指导价值。综合加重机制即通常所说的“1+12”的系统放大机制，是灾害系统致灾群发与群聚在成灾过程中的集中表现。1.2自然灾害分类1.2.1 灾害的类型按成因分自然灾害、人为灾害和自

4、然人为灾害三类。自然灾害因自然变异为主因并表现为自然态的灾害，即“天灾”。又可分为：天文灾害和地球灾害。人为自然灾害从成因上看，人为自然灾害是在一定的自然环境背景下由于人类社会活动引起的。人类及社会灾害由于人为因素为主因，并表现为人为态的灾害，即“人祸”。按灾害形成过程的时间缓急划分 突发性灾害指持续时间短，起始速度快的灾害。即突然爆发、发展迅速、使人猝不及防，给社会造成震动或激变。一般指自然灾害，即狭义的自然灾害。渐发性灾害指持续时间长，起始速度慢的灾害。即发展缓慢、逐渐成灾，但影响面积广、持续时间长，如不及时防治，同样可以造成巨大损失。按损失划分 直接损失由灾害造成的人员伤亡和财产（不动产

5、）直接经济损失，按单年价格折算。包括：固定资产损失和直接造成的减产或损失。间接损失是一个争议较多，较难计算的问题，多数人应包括：社会经济关联型损失指由灾变对社会经济系统造成的直接破坏通过社会经济系统的网络而引发的社会经济系统的其它破坏，其中最主要的是产业关联型损失。灾害关联型损失指由一种灾害引发的次生灾害造成的经济损失。资源关联型损失既包括传统意义上的人力资源和资本资源的损失对未来经济增长的影响，又包括灾害中的自然资源破坏在可持续意义上对未来发展能力的影响。按致灾因子划分 气象、水文类灾害干旱、洪涝、寒潮、冰雹、连阴雨等；海洋类灾害台风、海啸、风暴潮、赤潮等；地质类灾害滑坡、崩塌、泥石流、地面

6、沉降、地裂缝等；地震类灾害地震；生物类灾害病害、虫害、鼠害、毒草等；土地退化类灾害土壤侵蚀、风蚀沙化、草地退化、土地盐碱化等。 1.2.2 自然灾害的主要类型1）气象、水文灾害 含义指由大气、水文作用对人类生命财产、经济建设和社会的持续发展造成的损害或有害影响。影响因素地理位置；地形；经济；人口以及工农业生产的特征。分布特点A具有显著的地区特点（南北方、东西部、内陆沿海、高山平原等差异，这不仅反映在灾害类型上，更表现为同一灾种在不同地区也有不同特征。）；B群聚性和群发性特征（指一种或多种气象、水文灾害常可在某一地区或不同地区同时或相继发生群聚/多度；同时，气象、水文灾害在某一地区频繁发生或延续

7、时间长群发/频度）。灾种多主要有干旱、洪涝、寒潮、霜冻、冰雹、连阴雨等。 干旱(drought)（1）含义由于较长时间内无雨或少雨造成的空气干燥、土壤缺水的现象。（2）旱灾干旱导致工农业生产等经济活动与人类生活受到危害时称为旱灾。（3）旱灾的成因A自然因素的影响气象因素、水土资源组合的不平衡B人为因素的作用（4）旱灾的后果：A影响农业，造成粮食大幅度减产；B造成水源不足，开采地下水引起地面沉降，海水倒灌；C影响大中城市工农业生产、建设和其他方面；D还能导致环境的恶化沙漠化等。（5）主要防治措施：A兴修水利。建造大、中、小型水库，修建塘坝，配置排灌渠道，挖凿机井和水井，做到蓄水、保水和合理用水；

8、B营造水土保持林、农田防护林林带能减小风速，减少径流量，保持积雪，提高空气和土壤湿度，既能防止干旱又能涵养水源；C采取各种技术措施保墒。如及时翻耙，中耕除草，喷洒抑制蒸发剂和覆盖等减少土壤的蒸发，储蓄降水，防止干旱。洪涝(flood)（1）含义某地长期降雨或暴雨，雨量过于集中，导致河流泛滥、山洪暴发、低洼积水、植被被淹等。其标准是： 1I2 大涝年（2）涝灾指水流或积水超出天然或人工的限制范围，危及人类生命财产的现象。（3）洪涝的形成条件：A自然条件：一是充足的水源、二是河道与地形地势不能及时排除那些迅速增加的水体。B人类活动（4）洪涝灾害产生的后果：A直接造成人畜伤亡；B冲毁或淹没建筑物与人

9、类财产；C破坏铁路、公路、通讯线路与其它工程、设施；D使农作物与经济作物欠收或绝收，土质恶化；E使工农业生产以及其它人类活动中断；F导致某些疾病的流行；G诱发某些次生灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害和病虫害发生。（5）洪涝灾害的防治对策：江河的防洪一般采用综合治理的方法，科学地系统地安排蓄、泄、滞、分等工程措施或环节。防洪的工程措施主要指在江河、湖畔修建各种抗洪措施。如对河道裁弯取直、河槽拓宽、河道清障、清淤等途径整治河道，修理堤防，可提高河道的泄洪能力；在上游开展水土保持工程，中下游修建蓄洪水库等措施咳控制上游洪水来量；在重点保护对象附近或其它需要的地方，修建江河的分洪工程或滞洪工程等。

10、防洪的非工程措施是指在洪水发生之前，通过技术、法律、政策、组织、管理、教育等手段，进行防洪物质准备、人力安排，优化调动洪水或系统性设计抗洪抢险救灾方案、加强洪水监测、预报，对洪泛区的土地科学地划分与管理，以及开展洪水保险等。通过这些途径，可有效地减少洪涝灾害造成的损失。寒潮(cold wave)（1）含义指高纬度地区聚集的强冷空气南侵造成大范围的急剧降温，并伴有大风、大雪、霜冻等特殊天气现象。（2）危害（产生的后果）：A对畜牧业、农业造成严重危害。B破坏交通、通讯等生命线工程。C寒潮大风还可能拔起树木，摧毁建筑物，造成工厂、矿山停工停产。D寒潮降温易使某些类型的疾病增多。如心脏病、风湿病等。E

11、寒潮在我国西北和北方地区还常引起沙尘暴和暴风雪等灾害性天气。（3）防御措施：A掌握寒潮气候规律，合理搭配品种。B加强寒潮的预报及其应用。C运用综合栽培技术防御寒潮灾害。2）海洋灾害台风(typhoon)/热带气旋(topical cyclone)（1）含义发生在热带或亚热带海洋面上的气旋性涡漩，主要依靠水汽凝结时放出的潜热发展的。（2）台风的主要致灾因素A狂风与巨浪狂风和巨浪造成的灾害主要有*可摧毁大片的建筑物或工程设施；*吹断通讯与输电线路；*毁坏农作物或经济作物；*造成严重的人畜伤亡与财产损失；*台风在海面上引起的巨浪使来不及躲避的船只颠覆沉没。B暴雨与洪水灾害台风造成的暴雨产生的灾害有*

12、常常造成山洪爆发，江河横溢，淹没农田村庄，冲毁道路桥梁；*引发泥石流、滑坡等多种次生灾害，给人民生命财产造成重大损失。C风暴潮风暴潮产生的灾害有*引起海水暴涨，吞没沿岸田舍；*可使海浪冲毁海堤，海水倒灌，给人民的生命财产造成巨大的损失；*还会引起土地盐碱化，淡水资源污染，海岸侵蚀等次生灾害。（3）热带气旋的防御对策A利用电视、电台、报纸、刊物等宣传媒介经常广泛地开展防御台风灾害的公众教育，使人民群众掌握必要的防灾、抗灾和救灾知识。B增强综合抗台风能力。主要包括：*提高房屋建筑质量，在沿海地区采用石头、钢筋水泥等材料建造房屋，增强抗台风能力。*合理安排农作物生产布局，选择具有较强抗台风能力的优良

13、品种，使农作物生长关键期和台风频繁发生时间错开等，减少台风造成的损失。*大力开展植树造林，把沿海防护林建设作为生态建设的重点工程来抓，减轻台风的威胁。*充分发挥水利工程防台效益，做好防护堤、水利工程的维护、加固工作。*积极开展救援工作。台风影响期间要迅速组织抢险救灾，切实保障灾民的生活；台风过后要组织群众尽快恢复生产，重建家园，力争把损失减少到最低限度。*台风对海上运输和捕捞作业影响很大，应急时采取“停、绕、穿”等方法避免。停在安全处躲避到台风过后再继续航行；绕适当改变航线以避免与台风相遇；穿在台风到来之前迅速地穿过台风将要经过的地区。3）地震灾害（earthquake disaster）（1

14、）含义由地球活动引起的人们通过感觉和仪器可察觉到的地面振动。（2）地震灾害指由强震（震级大于5级）的破坏性引起的有害于人类生存与社会发展的现象。（3）地震的分布规律不均匀，大多集中在一些带状区域内（地震带），且集中在北纬60度南纬60度之间。（4）地震的活动特点周期性特征，即活动期与平静期交替出现。（5）地震灾害的防治对策A、地震预报对策：B、抗震对策：即如何根据“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则，对建筑物采取结构性抗震措施，以提高其抗震能力。为此：*要尽量选择地层坚实，地下水位较深，没有散沙层、淤泥册层、填土层的，不是故河道、池塘的，构造活动性较弱的地基。*如果必须在条件较差的场地建筑，

15、则应进行地基处理。*建筑物的平、立面要整齐，不要有突凹形状或重的悬挂物。*开间要小，隔墙要多，建筑物重新要低，高度不要超过抗震限度。*建筑材料、墙体厚度等方面要符合抗震要求，联结部位或薄弱环节要有加强措施。*结构要匀称，建筑物的整体性要好。*施工要保证质量。对于较重要的建筑物，要由专业人员按国家颁布的规范进行设计。C、防灾的组织管理对策：通过地震减灾立法，防灾规划和预案的制定，责任制的划分与落实，防灾措施的设计，约束与协调政府机构、团体、个人的行为，使之有利于防灾系统的完善与良好运行。D、防灾的经济对策：平时储备财力以备减灾（包括灾后安置）之需，生产与合理的分片储备抗、防、救灾用物质以应急。努

16、力优化投、效关系，在确保减灾的系统性效果的基础上，通过合理使用经费、促使效益增值等途径使减灾中的财力消耗尽量减小。此外，防灾保险也是一种行之有效的互助式的防灾经济储备手段，对于灾后恢复与重建也有很大帮助。E、防灾的人工环境对策：即通过城市规划时的合理选址，用地分区，各类建筑与公用工程设施的系统性、动态性规划与设计，避开不利的自然环境，营造一个有利防灾、救灾的人工环境。具体措施：*要注意使次生灾害危险源远离人口密集区及重要单位或关键性的救灾支持因素储备地附近，并建立良好的防护措施。*城市重要部位要易于得到救援和保护。*空旷场地与交通网络要有利于避难与救灾。*防灾、救灾设施与支持因素要布局合理。对

17、于目前不符合上述原则的老地区要根据具体情况，结合社会发展与经济衡量进行适当改进。F、教育和训练对策：即通过宣传、教育、培训、演习等途径改善民众的灾害意识，提高民众对灾害的认识及防灾、救灾（自救为主）知识，减少其应急反应的盲目性和随意性。此类对策不但有助于群众在破坏性地震发生前采取积极的防灾措施，地震发生时指挥群众按预定方案避震疏散，或自救互救，以达到减少伤亡和损失的目的；而且可以减少因心理伤害导致的疾病、不正当行为性伤亡，或其它有害的奢华效应。特别可以增强群众抗谣言的能力（由于破坏性地震是对人民的生命财产危害很大的自然灾害，因此一旦有人误传地震预报或散布地震谣言，可能引起社会恐慌与剧烈的有害反

18、应，并造成巨大的经济损失甚至人员伤亡。若群众对目前地震预报的途径、发布预报的权限、以及地震前兆、地震防灾等方面有一定的了解，就会增加识别假地震预报的能力，即使听到了临震预报，也应当采取较为冷静和恰当的反应）。G、地震救灾对策：指大地震发生后一个时间较短的紧急时期内所采取的救人，抢救抢修重要财产和工程设施，控制灾情发展阻止其继发或蔓延，防止次生灾害的发生等方面。但地震救灾对策却远非实施救济灾是采取的措施。这有赖于震前在信息、预报、物质、设施、计划、设计、组织、训练等方面做大量的工作。H、恢复与重建对策：即在大震后的一定时期后，紧急救灾期已过，灾害破坏现象已得到妥善的处理，灾情已被控制时，可着手恢

19、复灾区社会正常的活动与秩序。在未来的地震减灾与社会发展的双层基础上，结合地震破坏后的城市状况，规划与设计城市的新貌。对于震后的工程设施与各类建筑物，或修补或重建。以达到经济、防灾能力强、并有利于社会发展的目的。1.3自然灾害的某些共同特性1）现代灾害的基本特征成灾条件越来越复杂，灾害种类越来越多灾害分布越来越广，受灾对象越来越多，灾害造成的破坏损失越来越严重灾害的长期效应更加突出，对人类的影响更加深远严重破坏资源和环境灾害的相关性加强，常形成复杂的灾害链和灾害群人类社会经济发展对现代灾害具有重要影响灾害的不可避免性和可减性2）从地理学角度分析自然灾害的共同特征自然灾害的普遍性与恒久性特征自然灾

20、害的多样性与差异性特征自然灾害的全球性与区域性特征自然灾害发生的不确定性与可预测性特征自然灾害的突发性与迟缓性特点自然灾害的迁移性、滞后性和重现性特征自然灾害后果的双重性特征1.4全球自然灾害概况1.4.1自然灾害是一个社会问题 自然灾害类型多、分布广、风险大、损失大 灾害与社会发展、减灾投入呈同步增长 制定减灾规划已成为一个重要的社会问题 1.4.2各大洲自然灾害特点 亚洲自然灾害概况 亚洲自然灾害的基本特点类型俱全：危害巨大：分布广泛：区域差异明显。亚洲自然灾害的形成因素 位置特殊：面积巨大：古陆破碎：季风气候最典型。欧洲自然灾害概况基本特点类型较少，但人为灾害比较多：以西欧、南欧为主要分

21、布区。形成原因地理位置位于西风带，气候单一，气象灾害少：面积小。非洲自然灾害概况基本特点灾害类型少，但人为灾害较严重：以气象灾害（干旱）为主。形成原因古陆古老而稳定：高原大陆：干旱地区面积大。北美洲自然灾害概况基本特点类型齐全，是亚洲灾害类型的缩影：灾害损失巨大：分布广泛：区域差异显著。形成条件特殊的海陆位置：准季风气候特征：工业发达。南美洲自然灾害概况基本特点灾害类型少，气象灾害不突出，主要是火山、地震、泥石流灾害等：森林砍伐严重：区域差异明显，西海岸自然灾害多。形成原因古老大陆为主体，但西部为地壳活动带、高山带，所以多地质、地貌灾害：人为活动不合理。大洋洲自然灾害概况基本特点多火山、地震：

22、区域差异明显，大陆以气象灾害为主；岛屿以火山、地震为主。形成原因v 岛屿处在环太平洋地震带上，所以多地质地震灾害。v 大陆古老完整，缺乏高大山地，所以干旱等气象和森林火灾多。 1.4.3全球自然灾害时空分布规律全球自然灾害空间分布规律集中在两大灾害群聚带。环太平洋沿岸几百公里宽的自然灾害带北纬2050度之间的环球自然灾害带全球自然灾害群聚的原因从孕灾环境角度中纬度地带、海陆过渡地带、气候系统过渡地带是全球孕灾环境最不稳定的地带，也是自然灾害群聚的地带。 从承灾体角度地区差异体现在人口稠密、经济发达地区和人口稀疏、经济不发达地区。从致灾因子角度同样呈现出明显的地带与非地带分异规律，即表现为灾害多

23、度和强度的地域分异。它们的分布与孕灾环境的分布规律基本一致。从地理角度由于资源开发的不平衡、海陆分布不均等导致陆地灾害比海洋严重、北半球灾害重于南半球等。1.5中国自然灾害概况1.5.1中国自然灾害形成和发生的地理背景 我国幅员辽阔，环境条件复杂等导致灾害类型多。地理位置独特，海陆兼备典型的季风国家。地质构造复杂地形条件复杂环境条件多样，又是农业大国。生态系统比较脆弱。人口众多，经济落后导致承灾体脆弱，防灾、抗灾、承灾能力低。 人口与经济水平分布不均作为承灾体的自然资源（可再生资源）分布不均1.5.中国自然灾害的特点 强度大 ；频次高 ；危害面广 ；破坏性大 ；韵律性与群发性 ；转移性 ；继发

24、性和制约性 。1.5.中国自然灾害的分布规律1）灾害的时间特征研究 研究灾害的时间间隔分布特征，是沿用研究地震事件发生的时间分布特征的方法，因为地震研究是我国最早开展的。人们在研究地震时间间隔的分布特征时，发现了两相邻地震的时间间隔T与其值在一定区间内出现的频次NT之间存在以下两种关系式： （1）、lgNT=T （2）、lgNT=lgT一般地震的发生是一种随机事件，而与地震密切相关的地震灾害同样也是随机事件。根据研究结果表明：尽管地震灾害的形成，除了地震因素外还有很复杂的社会因素（如人口密度、财产等），但是地震灾害的时间分布同样也遵从以上公式（1）、（2）。例如：中国地震灾害（死亡人数大于10

25、00人）的时间间隔T与其频次NT之间有以下关系式： （3） lgNT=1.810.37T 又如日本地震灾害（死亡人数大于1000人）的时间间隔T与其频次NT之间的关系是： （4） lgNT=1.342.19T在取得（3）、（4）之后，又对火灾的时间分布特征进行了研究，根据我国三个地区的火灾资料的研究结果表明，火灾的时间间隔一频次同样存在公式（1）、（2）的关系。所以有必要研究公式（1）、（2）在灾害学中的普遍意义。即研究其它灾害的时间分布是否具有公式（1）、（2）的特征。研究灾害时间分布特征的方法有多种，归结起来如下：若选择应用两相邻灾害之间的时间间隔变化来表示灾害的时间分布，则可设：某地区在

26、一定时间内发生了几次灾害，其发生的时间分别为：t1、t2、t3、-tn，则灾害的时间间隔T可有：t2 t1、 t3 t2-，由此，任何两相邻灾害的时间间隔可由下式给出： （5） T=tntn-1由公式（5）可求得n次灾害的时间间隔系列，该系列可以表示灾害的时间分布。但由于灾害的发生时间并不具备明显的周期性特征，所以这里不采用T的自然时间序列来研究其分布，而采用以T值的大小顺序排列，并按一定的统计区间，分别统计各区间的值的出现频次，进而研究其分布特征。具体的工作过程如下步骤：确定研究地区的范围，并根据灾害背景性预报的要求及灾害频度，确定灾害等级的统计下限；研究确定统计时间段；研究灾害资料，编制研

27、究地区的灾害目录（包括灾害地点、时间及灾害强度）；计算灾害时间间隔T，确定统计区间的时间范围，并统计各区间的出现频次；研究T的区间与频次NT的关系，求得灾害的时间关系分布式；研究应用灾害时间分布关系式进行灾害背景性预报问题。由公式（5）按中国灾害目录计算灾害的时间间隔，对中国七种自然灾害2129年内的时间分布状况统计可得：时间间隔很小的出现的频次较高；很大的出现的次数少。在被统计的2129年内，时间间隔最大值为101年，采用最小二乘法拟合可得以下公式： （6） lgNT=2.001.92T此式即为中国七种主要灾害的时间间隔分布关系式。但上式有较大的偏差，订正灾害统计时间由公元前1801949年

28、为公元9491949年，仍采用最小二乘法拟合得下式： （7） lgNT=2.192.94T经检验，（7）式较（6）式显著性要好。2）区域(中国)自然灾害时间分布规律灾害轻重交替，呈现不规则的周期性（1） 自然灾害的月际分布中国旱灾多发月为310月份，相对集中于59月，持续时间长，其中又以6、7两个月为最频繁。中国洪涝灾害时间较为集中，大部分发生于69月份，进入7月份，洪涝灾害发生数迅速上升，8月份仍保持高势头，这两个月是洪涝灾害最多发期。若以每两个月为单位，从1月开始，上半年洪涝灾害数呈倍增现象，到7、8月灾害数约为5、6月的3倍，9月以后迅速减少。中国旱涝灾害的时间分布又随地域不同而异。王铮等提出：中国自然灾害在历史时间可以分为三个大域，即走向黑河腾冲方向的胡焕庸线以西的西域（西部灾害域）；胡线以东约北纬34度以北的北域（