基于统计分析的灾害危险性分析方法

1）灾害强度-频率关系的建立

自然灾害的孕育、发生和发展是自然界中能量系统平衡而造成人类社会损失的一种现象。如江河风暴潮，本是海陆水文循环过程中的一个子过程，但当其强度足够大时，容易造成洪涝灾害，而江河沿岸往往是人口众多、经济发达的地区。因此自然界中各种自然灾害的孕育、发生和发展都有其自身的内在规律和生长机制，研究其发生强度和频率可以从研究其物理机制出发。

但是灾害的孕灾环境是复杂的，致灾因子是多样且变化的，其发生具有一定的随机性。因此，可将其视为一种随机事件，并采用统计理论和方法来分析和建立自然灾害强度与发生频率间的关系：I=f（p）。发生频率计算一般基于有限的水文资料，包括历史调查、考古资料和一定的概念模式（即线型）。我国多采用皮尔逊Ⅲ型分布曲线，其分布函数为

式中，xp为频率所对应的某水文要素值，即强度；a为密度曲线的起点与水文系列的实际零点间的距离；α为偏态参数；β为离散度参数。

在实际分析中，常采用经验频率，其计算公式为

式中，p为灾害经验频率；σ为均方差；n为某水文要素，如年降水量、洪峰流量等的资料系列长度（年）；m为将n年水文资料从大到小顺序排列的排序号，即m从1顺序增至n。

采用上述经验频率公式，结合区域洪灾的历史表现，即可建立区域内风暴潮灾害强度和发生频率间的关系，如图5-4所示。

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图5-4　灾害强度-频率曲线

在此基础上，可通过频率大小或重现期长短划分灾害强度等级，见表5-1。

表5-1　风暴潮灾害强度等级（据W.J.Petak）

2）灾害风险区的确定

风险区是指一定区域内某种自然灾害在可能最大强度发生时的受灾范围。以风暴潮灾害而言，相当于可能最大风暴潮增水发生时的淹没范围。显然，要获得一定区域内灾害的可能最大强度是困难的。这是因为：

（1）从物理成因研究自然灾害强度的上限，在理论上是成立的。如暴雨，因水文循环过程中的水汽含量受水源、温度等的影响，不可能无限增加；降水的周期性摆动和国内外实测特大暴雨在有限范围内变动的事实也证明了这一点。

（2）从统计观点出发，根据有限的观测资料，采用经验频率曲线进行外延，去迁就或适应未知概率的可能最大强度是不可靠的，这涉及曲线线型的选择和参数的确定。以洪水为例，采用经验频率公式估算频率可以有较大的出入。

有鉴于此，在风暴潮灾害风险评价中，可以一定频率（如p=α）为基础，再结合灾害的历史表现，予以适当调整或放大，以确定风险区。