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针对泥石流滑坡灾害进行易损性评估模型的构建与研究

2021-06-10杨斌

粘接 2021年1期
关键词:泥石流

杨斌

摘要:易损性评估模型的概念来自于自然灾害研究领域,是各项灾害风险评估的重要组成部分,能够以人类社会体系作为承灾体进行评价。为防灾减灾任务提供评价依据,以投入产出理念将DAE模型与CD生产函数实际表现于易损性的评价结论中;从危险源密度与人地耦合系统两大角度入手,进一步对人口、经济、生态环境的易损性展开模型计算,从而得出相应评价值。文章根据易损性原理与函数关系,整合出易损性评估模型,结合实证案例对区域性泥石流滑坡灾害进行综合易损性评价。

关键词:泥石流;易损性;灾害管理;DAE模型;CD生产函数

中图分类号:P642.2 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2021)01-0131-05

0引言

泥石流滑坡作为常见的自然灾害,分布范围广、影响程度深,灾害的发生会造成一定的人员伤亡与财产损失。通常在灾害发生后会产生一系列的次生灾害,基于灾害结构的连接性,将会使区域内的系统功能受到持续性破坏。易损性评价结论作为灾害产生的衡量指标,易损性评估模型的创建具有现实意义,能够为区域基础建设的规划、生态环境的评估、自然资源的开发以及防灾治灾能力的提升提供科学依据;通过对舟曲县的泥石流滑与坡灾害易损性的评价,为具有相似特征或泥石流与滑坡灾害常发的区域,在构建易损性评估模型的过程中做出参考依据。

1易损性的类别特征

1.1系统性

自然灾害的系统性特征在于,当环境生态链中任何环节发生变化或受到损害时,都会引起其他环节内容的相互作用,从而导致大范围系统的状态变更;同时存在构成元素的多样性以及要素之间的动态性等特点。

1.2区域性

各地区承受到了多种不同类型灾害的恶劣影响,由于区域性环境特征的差异,自然灾害在不同地区对承灾体的社会与生态环境的损害表征上也存在较大差异。因此,针对不同区域、不同灾害类型的易损性评价应当制定出精准化的评价指标系统。

1.3多尺度性

由于灾害的影响程度与范围存在差异,因此灾害类型具有不同尺度的评判标准,在应对不同灾害时选取的响应机制也有所差异;易损性评估模型可针对家庭、地区、全球等多种尺度,关于尺寸的规划与界定,要对特定范围中的关键要素进行明确。

2易损性评估模型建模设计

2.1以危险源和承灾体为主要因素的易损性评估模型

2.1.1危险源密度

危险源主要包含2方面内容,分别是已知危险源与潜伏危险源。已知危险源密度是根据记录在册的历史泥石流、滑坡灾害点的密度进行计算得出结论;潜伏危险源是指目前尚未发生但未来有可能会发生灾害的地方。在已知危险源与潜伏危险源相结合的情况下,将比例系数乘以归一化后的危险源密度数与归一化后已知危险源求和。计算过程详见公式1。

3灾害易损性评估模型的构建

3.1以危险源和承灾体为主要内容易损性评估模型

关于危险源的易损性评估模型包含已知危险源及潜伏危险源。承灾体作为承受直接损失的承受方,在进行具体灾害的损失合算与统计中,生命与物质的损失是完全不同的单元性质,因此,对于生命的损失程度以人口损失性表示;对于物质方面的损失以经济、生態环境易损性来表示;二者之间的评估模型相互分开、相互独立。易损性的评估模型如表1所示。

人不仅是正常社会活动的主体,也是自然灾害发生后,承受灾害的主体。区域人口密度能够直接表示出相应范围内人口的分布状态,是评价区域人口易损性指标的重要依据;农业人口的计算比例是以单元人口数比总人口数,因此,农业人口比例偏高的情况下,人口损失产值也会升高,重建能力与质量相对较弱,恢复与发展进程受到阻碍;少数民族的人口比例结构能够反映出单元内的社会形态组成结构,通常少数民族人口比例偏高的区域,基础建设相对落后,容易出现较高的灾害易损性;人口受教育比例是以接受过初等教育的人口数为划分界限,通常在受教育程度低的地区,受灾害的易损性较高;人口自然增长率直接表现出区域内人口数量的自然变化情况,通常人口增长率较高的地区经济水平相对一般,而易损性就会偏高。

经济与生态环境的易损性主要表现在固定资产情况与社会生产情况这两方面。区域内的建筑密度值可以直观的体现固定房屋建筑资产数值,房屋建筑是固定资产的主要内容,当泥石流、滑坡灾害发生后,是较为瞩目的损失焦点,建筑密度较高的地区,灾害损失就越高;农业、林业、牧业的产值密度与相对应的服务产值密度,是表示单元区域内各项生活生产状况,产值密度高,则易损情况重;路网密度与基础公共建设密度包含了通讯、物流、水电供应等系统功能,设施系统受到破坏后,容易引起连锁反应,使区域受灾程度与范围不断扩大、深入;生态环境易损性通过对地区的耕地、林地、草原密度进行计算,对比相应的指标,展开易损性的衡量性评价。

3.2人地耦合系统为主要内容的易损性评估模型

人地耦合系统中将易损性分为暴露性、敏感性以及恢复适应能力3方面。各项分组的具体指标构成如图1所示。

暴露性指数是通过泥石流、滑坡灾害波及面积与泥石流、滑坡灾害点的密度进行综合衡量的;敏感性指数需要结合受灾区域的实际情况进行分析,主要分为人员伤亡和财产损失两方面。财产损失通常属于基础设施建设和生活生产资料,例如农田、路面、住宅、桥梁等,在此基础上创建关于敏感性的易损性评估模型,细化可分为人口、建筑、耕地、路网、公共设施的密度;承灾体的恢复适应能力的核心思想难以通过数学计算进行表现,意在通过调整区域的职业结构、合理规划灾后居民的收入水平、科学的对地区财政收入进行整合、分配工作,区域经济水平较高,则重建及恢复适应能力较强,易损性较小,由此可得,通过对区域恢复适应能力展开逆向分析,可以直接了解区域的实际易损性。

4区域灾害易损性评价实例

4.1危险源分布特征

位于甘肃南部甘南藏族自治州的舟曲县,正好位于青藏高原的东缘,处在秦岭东西方向的褶皱带中,岩体破坏严重,使该地区泥石流、滑坡灾害的发生较为频繁。根据舟曲县的地势地貌条件观察可得:该地区的主干水路网两侧都是泥石流、滑坡灾害危险源密集的地方,县内主干公路网与诸多河流及水网高度重合,如表所示,将不同级别的公路路网密度与一定比例系数相乘来表示危险源的具体情况。

根据舟曲县的主干公路的分布情况,将路网中的公路分为3个的等级。I级是县境东北方向沿白龙江的S313省道,该省道是曲周县最重要的输送通道,记为u;Ⅱ级是县境中部地区沿拱坝河的县道和s313省道的支干线路,记为L2;Ⅲ级是境内西南方向沿博峪河的线路和沿拱坝河主干路的支干线路,记为L3。

4.2泥石流滑坡易损性评价结论

关于经济、生态环境易损性评价处理的10个评价指标,利用层次分析法明整理出灾害易损性中各项指标的权重值,结果如表3所示,结合特征向量及最大特征根的计算结论,通过了相关的一致性检验。再根据公式3的计算流程,得出曲周县的经济与生态环境的易损性评价。

根据以上整合的易损性评价结论,考虑到舟曲县泥石流、滑坡灾害的具体危险源分布状况和易损性特点,将研究等级标准为导向,划分了高、较高、中、低四层易损区,具体的标准指数与地带划分如表4所示。

5结语

通过以上研究,针对区域性泥石流及滑坡灾害的已知危险源及潜伏危险源的计算流程进行具体阐述,提供了不同层次结构风险评估的参考依据,为一些地区的基础服务建设、流域开发规划提出理论性研究依据;在相关区域的易损性评估模型的构建过程中,结合实际损失状况,积极采取科学量化方法,对评估模型进行检测;结合实证案例,对灾害易损性涉及到的内容及评价方法做出了总结与完善,为今后相关灾害的治理办法与措施提供评估模型。

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