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        洪水災(zāi)害應(yīng)急避難場所選址規(guī)劃研究

        2016-12-27 07:01:05徐志遠王山東于大超
        地理空間信息 2016年6期
        關(guān)鍵詞:層次分析法

        徐志遠,王山東,征 程,于大超

        (1.河海大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210098)

        洪水災(zāi)害應(yīng)急避難場所選址規(guī)劃研究

        徐志遠1,王山東1,征 程1,于大超1

        (1.河海大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210098)

        為了解決洪水災(zāi)害發(fā)生時應(yīng)急避難場所的選址規(guī)劃問題,綜合考慮因地制宜性、安置可行性、可持續(xù)發(fā)展性等多個影響因素,建立層次化評價指標(biāo)體系,采用層次分析法(AHP)建立層次分析模型并進行定量計算,得到各個影響因素的權(quán)重。以安慶市望江縣高士鎮(zhèn)為例,利用模型進行當(dāng)?shù)乇茈y場所選址規(guī)劃,得到了最優(yōu)避難方案,為當(dāng)?shù)氐谋茈y場所選址規(guī)劃提供參考。關(guān)鍵詞:洪水災(zāi)害;應(yīng)急避難場所;選址模型;層次分析法

        我國幅員遼闊,地形復(fù)雜,受地理位置和氣候環(huán)境等多種因素的綜合影響,自然災(zāi)害頻繁發(fā)生[1]。洪水災(zāi)害是最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,其影響范圍廣、發(fā)生頻繁、損失嚴(yán)重,給災(zāi)區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全帶來了極大的威脅和損失[2]。

        在我國,約有2/3的國土面積、50%的人口、35%的耕地和2/3的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值處在江河洪水的威脅之下[3-4],每年因自然災(zāi)害造成的損失約為500~600億元,而洪水災(zāi)害占近60%,傷亡人口僅次于地震災(zāi)害[5]。面對洪災(zāi),本著“以人為本”的原則,在通過工程措施避免洪災(zāi)發(fā)生的同時,提前做好避險轉(zhuǎn)移工作則顯得尤為重要。洪水災(zāi)害一旦發(fā)生,要能夠確保災(zāi)民的生命財產(chǎn)安全,將損失降至最低,而避難場所的選址規(guī)劃,則是避險轉(zhuǎn)移最重要的一個環(huán)節(jié)[6]。

        本文通過對洪水災(zāi)害情況下應(yīng)急避難場所選址規(guī)劃問題需要考慮到的影響因素進行全面分析評估,篩選出主要的影響因素,采用層次分析法建立層次結(jié)構(gòu)模型,在有效結(jié)合專家意見及當(dāng)?shù)貙嶋H情況的基礎(chǔ)上進行評價分析,獲取每個影響因素的權(quán)重,再針對特定的選址規(guī)劃方案,根據(jù)具體地區(qū)的地形地貌特征、基礎(chǔ)設(shè)施、自然條件等,通過問卷、專家打分得到數(shù)據(jù)資料,進一步計算得到定量數(shù)據(jù),從而可以選出最優(yōu)的選址規(guī)劃方案,為洪水災(zāi)害避險轉(zhuǎn)移提供決策參考[7-9]。

        1 AHP選址規(guī)劃模型構(gòu)建

        1.1 構(gòu)建層次分析結(jié)構(gòu)模型

        將洪水災(zāi)害情況下的應(yīng)急避難場所規(guī)劃選址問題進行條理化、層次化處理,將決策問題所包含的因素進行分組,每一組作為一個層次,按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層的形式進行排列,建立層次分析結(jié)構(gòu)模型。洪水災(zāi)害避難安置場所選址規(guī)劃層次分析結(jié)構(gòu)模型如圖1。

        圖1 洪水災(zāi)害避難安置場所選址規(guī)劃層次分析結(jié)構(gòu)模型

        如圖1所示,選擇因地制宜性、安置可行性、可持續(xù)發(fā)展性3方面因素作為準(zhǔn)則層。選定11個評價指標(biāo)作為子準(zhǔn)則層,各指標(biāo)因素的涵義如表1所示。

        表1 子準(zhǔn)則層評價指標(biāo)

        1.2 判斷矩陣及一致性檢驗

        建立層次分析結(jié)構(gòu)模型后,確立了上下層之間的關(guān)系,要解決的問題則轉(zhuǎn)化為確定各層次各因素之間的權(quán)重。構(gòu)造判斷矩陣時,將專家的意見和針對具體情況指標(biāo)獲取的數(shù)據(jù)資料平衡分析得到各因素之間的相對重要性。判斷矩陣元素的標(biāo)度方法見表2。

        表2 判斷矩陣元素標(biāo)度方法

        各層次的判斷矩陣如表3~6所示。

        表3 判斷矩陣A-B

        λmax= 3.018 3,CI = 0.009 2, 查 表 得RI3=0.58,CR= CI/RI3=0.015 7<0.10,判斷矩陣滿足一致性檢驗。

        從判斷矩陣可以看出,對于準(zhǔn)則層B,因地制宜性所占的比重最大,在洪水災(zāi)害避難轉(zhuǎn)移的過程中,如何給受災(zāi)群眾選擇最適宜的安置場所顯得至關(guān)重要;權(quán)重最小的是可持續(xù)發(fā)展,是一項滿足前述要求的前提下盡力完成而非必要性的安置因素。

        表4 判斷矩陣B1-C

        λmax= 4.018 3,CI = 0.027 1, 查 表 得RI4=0.90,CR= CI/RI4=0.030 1<0.10,判斷矩陣滿足一致性檢驗。

        從判斷矩陣可以看出,在制約因素因地制宜的子準(zhǔn)則層中,安全為重所占的權(quán)重最大,不論在何處選擇避難安置場所,人員的安全始終是擺在第一位的;道路通達同樣是一個重要因素,避難轉(zhuǎn)移過程中,避難場所選在道路通暢的地方會給轉(zhuǎn)移帶來相當(dāng)大的便利;基礎(chǔ)設(shè)施完善是進行長期安置的必要保障;權(quán)重最小的是就近安置,在前述因素都考慮完全后,再盡可能地就近安置。

        表5 判斷矩陣B2-C

        λmax= 5.171 1,CI = 0.042 8, 查 表 得RI5=1.12,CR= CI/RI5=0.038 2<0.10,判斷矩陣滿足一致性檢驗。

        從判斷矩陣可以看出,在制約因素安置可行性的子準(zhǔn)則層中,安置區(qū)域高程的權(quán)重最大,高程是安置時需要考慮的首要因素;其次是土地利用類型,安置區(qū)域需要適合人居住,如避洪村臺、莊臺;權(quán)重最小的是坡度與坡向。

        表6 判斷矩陣B3-C

        λmax= 2.000,CI = 0,CR=0<0.10,判斷矩陣滿足一致性檢驗。

        從判斷矩陣可以看出,在制約因素可持續(xù)發(fā)展性子準(zhǔn)則層中的2個因素,現(xiàn)有區(qū)域利用的權(quán)重要大于可持續(xù)發(fā)展的權(quán)重,在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中,應(yīng)該優(yōu)先考慮使用現(xiàn)有區(qū)域設(shè)施進行安置,其次才是在避難完成之后對安置材料物資等的再次利用。

        1.3 層次總排序計算

        對子準(zhǔn)則層進行層次總排序計算,得到所有元素相對于目標(biāo)層的重要性排序權(quán)重,結(jié)果如表7所示。

        表7 層次總排序計算結(jié)果

        從結(jié)果可以看出,安全為重、安置區(qū)域高程、道路通達、現(xiàn)有區(qū)域利用等因素對洪水災(zāi)害避險安置場所選址規(guī)劃的影響較大。

        2 實例應(yīng)用

        本文選取安慶市望江縣高士鎮(zhèn)洪水風(fēng)險應(yīng)急避難場所選址規(guī)劃案例進行應(yīng)用。高士鎮(zhèn)地處望江縣武昌湖畔,全鎮(zhèn)面積122 km2,總?cè)丝?萬余人,轄16個行政村,鎮(zhèn)村道路四通八達,地勢由西北向東南緩斜,大致呈現(xiàn)丘陵-崗地-平原階梯狀分布。高士鎮(zhèn)三面鄰水,歷年受到洪水侵襲時,淹沒范圍較大,災(zāi)情嚴(yán)重。圖2為高士鎮(zhèn)遙感影像圖。

        圖2 高士鎮(zhèn)遙感影像圖

        根據(jù)長江“54型”洪水加10 年一遇內(nèi)澇模型計算結(jié)果,高士鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)75%的區(qū)域被洪水淹沒,圖中標(biāo)注的3個區(qū)域為未被洪水淹沒的待選安置方案。其情況介紹如下:

        方案A:位于高士鎮(zhèn)西邊黃河村、花園村、毛安村三村的交界處,地區(qū)較為空曠,可利用面積大,足以容納高士鎮(zhèn)受災(zāi)居民的安置,且與道路距離近,方便轉(zhuǎn)移,但是離武昌湖的距離較近。

        方案B:位于高士鎮(zhèn)中部的漆嶺村內(nèi),村中有部分避洪莊臺,現(xiàn)成的安置設(shè)施方便人員安置,有利于可持續(xù)發(fā)展,但是通向莊臺的道路為鄉(xiāng)村小路,不適宜大量的人員安置轉(zhuǎn)移,且離武昌湖的距離較近。

        方案C:位于高士鎮(zhèn)中部高士村、虎山村的交界處,擁有大面積的避洪高地、莊臺,有利于避洪場所的可持續(xù)發(fā)展,且有連接各村的公路穿過,交通便利,可以滿足大量人員的安置轉(zhuǎn)移,離洪水的距離適當(dāng)。

        對3個方案的各指標(biāo)因素邀請專家進行5分制評分,評分結(jié)果如表8所示。

        由上述打分結(jié)果可知,方案C為最優(yōu)避難場所選址規(guī)劃方案。

        3 結(jié) 語

        提出了利用AHP的方法,在以人為本、因地制宜、可行性安置、可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)急避難場所選址規(guī)劃研究的理念和指導(dǎo)思想下,建立層次分析結(jié)構(gòu)模型,對各選址原則進行量化計算,最終得到各個影響因素的權(quán)重值。將模型應(yīng)用于評價安慶市望江縣高士鎮(zhèn)避洪轉(zhuǎn)移的3個避難方案,選擇出了最適宜的選址方案以供參考。通過分析計算數(shù)據(jù)與結(jié)果表明,本文提出的評價體系與模型具備可操作性、實用性和科學(xué)性,能夠給洪水風(fēng)險避難場所的選址規(guī)劃提供一定的參考,但鑒于影響選址的各個因素之間有著復(fù)雜的相關(guān)性,此方法也存在理論和應(yīng)用上的局限性,有待更加深入地研究與探討。

        表8 各方案評價表

        [1] 何宗宜,韓用順.基于GIS技術(shù)的洪水淹沒計算分析系統(tǒng)[J].地理空間息,2003,1(3):5-7

        [2] 侯燕,賈艾晨.基于ArcEngine洪災(zāi)避難路徑選擇可視化方法研究[J].水利與建筑工程學(xué)報,2009(4):60-63

        [3] 劉家福,李京,劉荊,等.基于GIS/AHP集成的洪水災(zāi)害綜合風(fēng)險評價——以淮河流域為例[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2008(6):110-114

        [4] 聞珺.洪水災(zāi)害風(fēng)險分析與評價研究[D].南京:河海大學(xué),2007

        [5] 姜俊厚.基于MIKE和GIS洪水風(fēng)險計算的應(yīng)用研究[D].大連:大連理工大學(xué),2010

        [6] 劉強,阮雪景,付碧宏.特大地震災(zāi)害應(yīng)急避難場所選址原則與模型研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010(8):129-135

        [7] 侯燕,賈艾晨.基于ArcGIS的洪災(zāi)避難方案選擇研究[J].水電能源學(xué),2010(9):106-109

        [8] 王成.基于GIS和AHP法的鄉(xiāng)村避暑地選址研究[D].重慶:西南大學(xué),2014

        [9] 徐燕.AHP在生活垃圾填埋場場址定量評價中的應(yīng)用[D].蘭州:蘭州大學(xué),2012

        P208

        B

        1672-4623(2016)06-0025-03

        10.3969/j.issn.1672-4623.2016.06.008

        徐志遠,碩士,研究方向為GIS工程。

        2015-01-27。

        項目來源:國家自然科學(xué)基金資助項目(41271538)。

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