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洪涝灾情评估研究综述

2015-01-18万金红陈必真

防灾科技学院学报 2015年4期
关键词:洪涝灾情经济损失

万金红,陈必真

(1.中国水利水电科学研究院,北京 100048;2.北京市房山区燕山星城中学,北京 102425;3.首都师范大学,北京 100048)

洪涝灾情评估研究综述

万金红1,陈必真2,3

(1.中国水利水电科学研究院,北京 100048;2.北京市房山区燕山星城中学,北京 102425;3.首都师范大学,北京 100048)

洪涝灾情评估工作是防洪减灾研究中一项重要的基础性研究工作,评估方法是灾情评估的核心。基于评估指标选取、评估方法、灾害损失定级等三个方面,对洪涝灾情评估方法的已有研究成果进行综述。总体上讲,我国已经建立起相对完善的洪涝灾情分类评估方法,并制定了相应的行业标准指导实际工作。文献综述表明,评估指标的选取日趋全面,评估方法可操作性逐步提高,灾害等级划分与国家防灾减灾政策实现衔接。

洪涝灾情评估;指标体系;评估方法;灾害等级划分

0 引言

洪涝灾情评估工作是防洪减灾研究中的一项重要的基础性研究工作,评估技术与评估方法是灾情评估的核心[1]。过去30余年间,灾情评估研究不断深化,评估范围不断扩展,由简单的工程单体危险性评估发展到跨部门、多系统综合评估;评估思路不断开放,从单因素、单指标评估到多因素、多指标耦合评估,进行多维灾情评估;评估手段不断提高,从以往专家主管判断到群决策,以及遥感、GIS技术普遍应用;评估结果更加贴近真实情况,结论更加客观可靠,为防灾减灾决策提供了技术支撑。虽然洪涝灾情评估研究发展迅速,但仍是当前防洪减灾领域工作中的一项难题。

洪涝灾害具有自然和社会的双重属性。诚如Mileti所说,生存环境与人类发展路径决定了社会系统面对自然灾害的暴露性和敏感性,一定程度上也预示着未来潜在的损失[2]。因此,不合理的生产生活方式决定了人类面对灾害可能产生的损失,甚至在一定程度上放大了灾害的损失。此外,当今社会经济的快速发展、社会经济各系统间的联系日益紧密,提升了社会生产生活行为的复杂性,进而增大了洪涝灾情评估的难度。尽管如此,洪涝灾情评估工作聚焦在评估指标的确定、评估方法的选取、灾害等级划分等级方面的基本内容。本文从这三方面回顾了洪涝灾害评估方法的发展历程,以期为今后的防灾减灾工作提供技术支撑。

1 灾情评估指标体系

洪涝灾情评估指标的确定是一个复杂的过程,不同尺度下的灾情评估过程中,指标体系的选取具有很大的差别性。王艳艳针对洪涝灾害评估问题探讨了三种不同尺度下的洪涝灾情评估工作,并指出开展微观尺度、中观尺度和宏观尺度的洪涝灾害评估工作所选取的评估指标选择具有明显的差异。在微观尺度上的评价过程,如针对单个防洪工程失效情况下的损失评价采用的指标只有几个或更少。但是在宏观尺度上,如针对流域性洪涝灾害的灾情评估所需要的指标就需要十几个甚至更多[3]。李翔等[4]认为洪涝灾情评估指标体系的确定应遵循系统性、可行性、可比性和相容性这四条原则。同时基于这四条原则,针对洪涝灾害不同过程阶段的灾情发展特征的评估内容和评估的重点提出了灾情评估的社会经济指标体系,分别为先行指标、同步指标、滞后指标,并列举了相应的可供参考的具体指标,为灾前、灾中、灾后的灾情评估工作提供了参考。

洪涝灾情评估指标体系经历了由单指标体系到多指标体系的变化。魏庆朝、张庆珩[5]认为灾情指标包括两类,一是包括死亡人口、重伤人口等在内的属性指标;二是直接经济损失、农林牧渔损失、水利损失、抢险救灾费等可用货币衡量的经济指标。这里属性指标体系实际上是指受灾区域的社会学特征或环境特征。巩在武等[6]以浙江省为例,从致灾因子、承灾体和防灾减灾能力等3方面,选取死亡人口、倒塌房屋、农作物受灾面积、直接经济损失和灾情指数为指标,开展灾害的损失评估工作。

于庆东和沈荣芳[7]认为经济损失指标有企业资产损失、居民资产损失、自然资产损失三部分的指标,尤其是近些年对环境的关注,自然资产的因灾损失,导致审美需求缺失,如媒体上渲染的“到故宫去看海”,造成的社会影响也更为巨大。同时,他们还指出洪涝灾情评估,不仅要评估直接灾害损失,也需要评估间接灾害损失,如工矿企业的停工、停产、减产,生命线系统的中断造成非灾区经济的间接损失,因产业关联造成的其他相关的损失,如北京“7·21”暴雨灾害造成的京港澳高速北京段中断,所产生的居民通勤费用的额外增加等。杨仕升[8]认为进行灾情评估时,可以考虑三个方面的内容,既要考虑社会属性指标,如死亡人口、受灾人口、倒塌房屋、生命线中断等;又要考虑灾害影响范围指标,如受灾范围大小、受淹城镇数量等;还应考虑经济指标,如农业损失等各产业的直接经济损失和灾害救援费等间接的损失等。殷克东等[9]针对台风暴潮灾害的社会经济损失评估指出,主要的评估指标应包括农(渔)业损失、市政公共设施损失、房屋与家庭财产损失等。

目前国外对洪涝灾情评估工作的研究也取得了重大的进展。如美国威斯康星州的灾情评估标准认为灾情评估的指标体系包括一般指标、公共资产损失指标、私有资产损失指标和其它关联损失指标[10]。欧盟的灾情评估标准则认为,对于不同的利益团体,他们因灾受到的损失是不同,针对不同利益团体,其评估指标体系也应具有差别性,不应统一划之[11]。印度在进行社区的灾情评估时,其采用的指标体系包括水源供给与公共卫生指标体系、食品安全与粮食救助指标体系、避难所与基本生活设施指标体系和医疗服务指标体系等四方面[12]。而印度尼西亚针对国家层面上的灾情评估时选择的指标体系则十分庞大,包含社会领域、基础设施领域、生产领域和交叉领域四个大类,四个大类下包含15个亚类,每个亚类又包含数目不等的子类评估指标体系[13]。

此外,有研究者认为在进行灾情评估的过程中采用的指标体系,不仅要考虑损失,而且还要考虑承灾体自身的抵抗灾害的能力、防灾减灾的投入产出等因素。如高庆华等[14]指出自然灾害的指标体系是建立在自然灾害评估工作基础之上的,其评估指标体系至少要包括,灾变指标(如强度、范围、持续时常等)、各类损失指标(人口伤亡、经济损失、自然资产价值降低)、防灾减灾救灾能力指标、防灾减灾救灾投入—产出指标等。

2 灾情评估方法

2.1 模型法

模型法是通过经验数据或者实验数据来构建经验模型。如模拟淹没水深、淹没范围、淹没历时等水情要素与经济损失或家庭财产损失间的关系。美国的Sujit等[15]通过溃坝洪水损失的实证研究,提出改进型水深—经济损失关系曲线法,用以模拟评估大洪水造成的经济损失。并在讨论分析已有水深—经济损失曲线的基础上,提出了针对不同资产类型的六种新的淹没水深—经济损失曲线,并且指出新曲线较以往的曲线在财产损失估算、洪水保险等方面具有更广谱的特点。进而,Mcbean等[15]在对加拿大实证研究中指出,在考虑成灾因素时,不仅要考虑水深,还要考虑淹没历时、洪水水流速度等因素,同时还指出洪水预警时间影响灾害损失的一项重要因素。据此他们利用灾区实地调查资料对淹没水深—经济损失曲线进行调整,在其中加入了洪水预警时间、洪水淹没历时、洪水流速等因素,使洪水损失评估更趋合理。日本根据农田洪水淹没时间与产量损失间的关系,对水稻等主要农作物的损失进行计算[16]。

2.2 指标叠加法

指标叠加法是指

灾害损失总额是各类损失之和。比如魏庆朝和张庆珩[5]认为灾害经济损失是财产损失、救灾费用和效益损失三者之和。但是存在的问题是很多情况下不能厘清各类损失的具体数值,并且间接损失的数量难以确定。于庆东和沈荣芳[7]针对这个问题指出各类资产的损失额的具体计算方法。比如,当一类资产完全损坏后,资产的单位损失为资产的重置价值减去折旧和其他相关费用之差。资产未完全损坏时,资产在未完全损坏的情况下资产的损失之为资产的修复价格。并且企业的间接损失可以用下式计算:

LT为间接损失,f1(t)、f2(t)分别表示有无灾时私有灾时企业的产出曲线。

2.3 遥感地理信息系统方法

现代科学技术在灾害损失评估中广泛应用,尤其是遥感与地理信息系统技术。通过分析遥感图像进行洪涝灾害灾区范围的识别,结合DEM数据进行淹没深度的测算等。利用连续时间序列的遥感影像资料提取洪水淹没范围,通过图像叠加分析方法得到一定时序内研究区域内洪水淹没次数,进而开展损失评估模型的开发。李加林等[17]从遥感监测数据与数据处理方法、遥感灾害评估等方面,指出当前洪涝灾害遥感监测评估中存在的问题,并指出洪涝灾害遥感监测评价未来的发展方向。此外,洪涝灾害的历史文献记录与GIS系统进行空间耦合,可得到研究区洪水淹没频次的时空分布特征,进一步叠加社会经济属性数据,从而更加精确地确定区域危险性等级[18]。王蜡春等[19]利用GIS方法建立淹没范围于洪涝灾害损失之间的关系,预测未来的不同淹没深度下的灾区的经济损失的情况。王蜡春等[20]利用GIS方法将淹没水深的调查数据与研究区DEM数字高程数据进行叠加,统计研究区在淹没水深下的淹没面积,并结合研究区社会经济数据,建立了太湖流域洪涝灾害损失评估模型,并在验证研究中证明该模型的精度。王艳艳等[21]采用GIS方法,设计开发了上海市洪涝灾害损失评估系统,为上海市的洪涝灾害管理工作提供了技术支持。针对洪涝灾情评估问题,曹永强等[22]采用GIS技术以分享经济损失值和损失率作为灾情评估指标,并考虑淹没水深、淹没历时和洪水流速等指标,建立洪灾损失评估的定性分析模型和定量分析模型,并在实证研究得到检验。

3 洪涝灾情定级

针对洪涝灾害的损失情况进行灾害等级划分,不但有利于对不同地区发生的灾害事件进行比较,而且有利于国家对灾区的生产恢复提供物资援助。因此众多研究者从不同的角度进行了灾害等级划分的研究工作。

3.1 单一指标与双指标定级

针对单一指标和双指标定级方法,赵阿兴等[23]认为用灾损率,即灾害损失占据灾区经济生活和社会生产的总量的比率,来衡量灾情大小或灾害等级更具有现实意义。马宗晋等[24]以因灾死亡人口数和直接经济损失作为灾害分级依据,将灾害等级分成微灾、小灾、中灾、大灾和巨灾等五个等级。王劲峰等[25]根据洪水的造成的人口死亡与经济损失量进行洪涝灾情评估,对于历史时期难以统计死亡人口和经济损失数量的洪水灾害,则根据淹没历时或淹没面积来划分洪涝灾害的等级。

3.2 多指标定级

近年来,利用单一指标或者是双指标进行灾害定级的不足日益受到研究者的关注,于是更多的人认为要采用多指标的方法进行灾害等级划分。如刘燕华等[26]采用受灾人口、因灾死亡人口、农作物受灾面积、农作物成灾面积和直接经济损失等五项各部门普遍采用的灾情指标来划分洪涝灾害的等级。在马宗晋、于庆东等的研究基础上,杨仕升[8]提出了社会指标、影响范围指标和经济指标耦合的灾害等级划分方法。徐海量、陈亚宁[27]针对新疆的“96·7”特大暴雨洪水资料,选取受灾面积,受灾人口、破坏房屋、直接经济损失四项指标。水利行业标准《洪涝灾情评估标准》(SL579—2012)也采用死亡人口、受灾人口、农作物受灾面积、直接经济损失、倒塌房屋、水利损失占直接经济损失比值等指标,通过加权评估的方法来评定场次和年度的洪涝灾害等级[28-29]。根据本标准,张葆蔚等[30]对我国2003—2012年洪涝灾害情况进行综合评价,认定2010年的年度洪涝灾害强度与1998年相当,同列为1990年以来仅有的两个特别重大洪涝灾害年。

3.3 灾害分级管理

冯利华[31]认为灾害等级不应该多,灾害等级应分为特大灾、大灾、中灾和小灾,并根据不同的灾害等级进行分级管理,特大灾中央直接管理,大灾由省级单位负责管理、中灾由地市级单位负责,小灾由县级单位自行管理。2006年发布的《国家突发公共事件总体应急预案》将各类突发公共事件按照其性质、严重程度、可控性和影响范围等因素,分为四级:Ⅰ级(特别重大)、Ⅱ级(重大)、Ⅲ级(较大)和Ⅳ级(一般)。各级党政部门根据当地或上级单位发布的灾害等级开展相应的灾害应急管理工作。

4 结论

本文从洪涝灾情评估的评估指标、评估方法、灾害等级划分等三方面,对洪涝灾情评估方法研究进展进行综述。洪涝灾情评估工作是一项复杂的科学问题,其为政府的防灾减灾工作提供了现实依据,同时更为科学布局我国生产发展提供了技术支持,推动灾害学研究向纵深发展,为预测灾害提供了可能。随着洪涝灾情评估工作的不断发展,研究者、灾害管理者对洪涝灾害的认识将更加清晰。

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A Review of Flood Disaster Assessment Research

Wan Jinhong1,Chen Bizhen2,3
(1 C hina Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100048,China;2 Beijing Yanshan Xingcheng high school,Beijing 102425,China;3 Capital Normal University,Beijing 100048,China)

Flood disaster assessment is fundamental for flood disaster reduction.This paper summarized researches on flood disaster assessment based on assessment indicator selection,assessment method and disaster loss grading.Up till now,China has devised a relatively perfect classification assessment method of flood disaster and developed the industry standards to guide the practice.This study indicates that the selection of assessment indicators is getting increasingly comprehensive,the method improved and practicable and the disaster grading in conformity with the national disaster prevention and reduction policy.

flood disaster assessment;indicator system;assessment method;disaster grading

P426.616

:A

:1673-8047(2015)04-0056-05

2015-04-24

中国水利水电科学研究院国际水利水电科技发展动态调研专项(JZ0145C112015);科技部基础性工作专项(2014FY130500)

万金红(1980—),男,博士,高级工程师,主要从事水旱灾害研究。

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