孟曉路

(1.遼寧省水利水電科學(xué)研究院,遼寧 沈陽 110003;2.吉林大學(xué)地下水資源與環(huán)境教育部重點實驗室,吉林 長春 130021)

基于洪災(zāi)損失率的遼繞防洪保護區(qū)洪災(zāi)損失評估

孟曉路1,2

(1.遼寧省水利水電科學(xué)研究院,遼寧 沈陽 110003;2.吉林大學(xué)地下水資源與環(huán)境教育部重點實驗室,吉林 長春 130021)

遼河及繞陽河流域歷史上發(fā)生重大洪災(zāi)時,受災(zāi)面積較大,受災(zāi)人口眾多,災(zāi)情損失嚴重,開展遼繞防洪保護區(qū)洪災(zāi)損失評估,具有重要的現(xiàn)實意義.在洪水淹沒分析成果與空間展布式社會經(jīng)濟信息作為輸入項,將GIS與以基于損失率的洪災(zāi)損失評估模型相結(jié)合,開展洪水淹沒范圍內(nèi)不同社會經(jīng)濟財產(chǎn)類型的洪災(zāi)損失評估.其評估成果能夠為區(qū)域的防洪預(yù)案制定、防洪工程調(diào)度運用、土地利用規(guī)劃等提供科學(xué)的信息參考.

洪災(zāi)評估;損失率;空間展布;疊加分析

1 概述

洪水災(zāi)害是自然災(zāi)害中對人類影響和危害較為嚴重的一種.隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人口和資產(chǎn)的迅猛增長和集聚,世界各地的洪災(zāi)損失都呈現(xiàn)了非線性增長的趨勢.遼寧省位于東北地區(qū),屬于大陸性季風(fēng)氣候,年內(nèi)降水分布不均,且年際間降雨變化較大.縱觀遼寧洪水災(zāi)害歷史,洪水給遼寧省人民帶來了巨大的損失,造成了嚴重的危害.洪災(zāi)經(jīng)濟損失評估是采用定量分析的方法來評估洪水災(zāi)害所造成的各類經(jīng)濟損失,是科學(xué)地評估防洪效益、制定防洪總體方案和防洪決策的重要依據(jù),也是防洪工程經(jīng)濟評價的基礎(chǔ).

洪災(zāi)經(jīng)濟損失按其成因可分為直接經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失.洪災(zāi)直接經(jīng)濟損失估算需要的基本資料包括洪水的淹沒范圍和深度、洪水影響區(qū)的社會經(jīng)濟資料以及洪水淹沒區(qū)的洪災(zāi)損失率.以遼繞防洪保護區(qū)為研究對象,在其洪水分析模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,應(yīng)用全國洪水風(fēng)險圖編制項目軟件名錄中的損失評估軟件--FMAP,結(jié)合ArcGIS軟件,建立災(zāi)情統(tǒng)計和損失評估模型,開展洪水損失評估工作.

2 研究區(qū)概況

遼繞防洪保護區(qū)位于遼寧省中部,由遼河右岸和繞陽河左岸之間的廣闊區(qū)域組成,遼河右岸上至干流鐵嶺站,下至盤山閘,繞陽河左岸上至沈山鐵路橋,下至繞陽河入遼河口處,面積約2 363 km2.保護區(qū)內(nèi)涉及鐵嶺縣、法庫縣、新民市、遼中縣、臺安縣、雙臺子區(qū)、興隆臺區(qū)、盤山縣、黑山縣9個縣區(qū).遼繞保護區(qū)涉及的河流眾多,包括遼河、繞陽河、柳河、等河流.

歷史上的遼河洪澇災(zāi)害頻繁,建國以來的1951,1953,1960,1975,1985,1986,1994,1995年及2005年均發(fā)生了較大洪水.繞陽河歷史上較大的洪水年份有1882,1930,1938,1945,1948,1949,1950,1953,1962,1969,1975,1994年等12年,由于解放初期繞陽河還沒有進行治理,防洪工程非常薄弱,1949,1950和1953這3年的洪災(zāi)損失非常嚴重.通過表1可以看出,遼河及饒陽河流域歷史上發(fā)生重大洪災(zāi)時,受災(zāi)面積較大,受災(zāi)人口眾多.在全球洪水災(zāi)害日益加重、非工程防洪倍受重視的背景下,開展遼繞防洪保護區(qū)洪災(zāi)損失評估,可作為制定救災(zāi)計劃和災(zāi)后重建計劃的重要基礎(chǔ),具有十分重要的現(xiàn)實意義.

3 洪災(zāi)經(jīng)濟損失評價方法與步驟

3.1 洪災(zāi)經(jīng)濟損失評價方法

對于洪災(zāi)經(jīng)濟損失的評估,國內(nèi)外的研究大多是以水深為主要致災(zāi)因素,建立水深-損失或水深-損失率曲線洪災(zāi)評估模型,模型中充分考慮損失率、社會經(jīng)濟狀況和洪水因素等三個方面.應(yīng)用GIS分析工具,將洪水淹沒水深、淹沒歷時、到達時間等洪水淹沒特征,分布圖層與空間展布式社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)信息圖層進行疊加分析,計算不同等級洪水淹沒范圍內(nèi)的各類社會經(jīng)濟財產(chǎn)類型及數(shù)量.

3.2 洪災(zāi)經(jīng)濟損失評價步驟

1)資料收集及整理.主要包括基礎(chǔ)地理信息資料、歷史洪水災(zāi)害資料及社會經(jīng)濟資料的收集,運用面積加權(quán)算法等方法,對所收集到的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)進行空間搌布,構(gòu)建具有空間屬性的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫.將獲取到的研究區(qū)域的居民、房屋、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等社會經(jīng)濟狀況,與土地利用情況相結(jié)合,再將這些統(tǒng)計信息與洪泛區(qū)的具體情況準(zhǔn)確對應(yīng)起來,作為洪災(zāi)經(jīng)濟損失評價的前提.

2)洪水風(fēng)險分析.洪水風(fēng)險分析成果是進行洪災(zāi)損失評估的基礎(chǔ).目前,洪水風(fēng)險分析多采用現(xiàn)場調(diào)查、數(shù)據(jù)提取、遙感分析等相結(jié)合的方法,綜合確定洪水淹沒范圍、淹沒水深、淹沒歷時等致災(zāi)特性.根據(jù)洪水資料進行一維、二維非恒定流計算,利用洪水總量確定淹沒面積與淹沒范圍,結(jié)合區(qū)內(nèi)的地面高程,綜合考慮淹沒區(qū)的實際情況確定淹沒面積,根據(jù)水體在不同時段的變化實時計算出洪水淹沒水深.通過數(shù)值模擬技術(shù)得到在一定洪水頻率下淹沒區(qū)的洪水淹沒范圍、淹沒水深、洪水到達時間、淹沒歷時等洪災(zāi)特性.

3)分析經(jīng)濟指標(biāo).利用地理信息系統(tǒng)的拓撲疊加,結(jié)合空間疊加功能對洪泛區(qū)災(zāi)情分布與社會經(jīng)濟分布進行分析計算,獲取不同社會經(jīng)濟財產(chǎn)類型在不同淹沒水深下的數(shù)量及分布情況.

4)確定洪災(zāi)損失率.洪災(zāi)經(jīng)濟損失評估的最關(guān)鍵因素之一,就是確定洪災(zāi)損失率,通過洪災(zāi)損失率的確定可以建立洪災(zāi)自然指標(biāo)和洪災(zāi)損失經(jīng)濟指標(biāo)的關(guān)系.洪災(zāi)損失率一般通過以下兩種途徑估算確定:①調(diào)查統(tǒng)計研究區(qū)當(dāng)?shù)氐臍v史洪災(zāi)經(jīng)濟損失情況,建立洪災(zāi)損失率與各種洪水要素之間的關(guān)系;②參考其他類型地區(qū)的洪災(zāi)損失率,根據(jù)本地區(qū)的實際情況調(diào)整而定.但需要注意的是,在參考借鑒其他地區(qū)的洪災(zāi)損失率時,一定要保證兩個地區(qū)的經(jīng)濟水平及類型是基本相同的.這次在進行遼繞防洪保護區(qū)洪災(zāi)損失評估時所采用的損失率與淹沒水深關(guān)系如表1所示.

表1 洪災(zāi)損失率表 %

5)計算洪災(zāi)經(jīng)濟損失.進行洪災(zāi)經(jīng)濟損失計算,包括直接經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失.根據(jù)洪泛區(qū)內(nèi)各類承災(zāi)體的洪災(zāi)損失率關(guān)系,結(jié)合洪災(zāi)經(jīng)濟損失計算模型,計算出各承災(zāi)體的具體經(jīng)濟損失,并進行綜合分析.

4 洪災(zāi)損失估算分析

通過運行洪水損失評估軟件FMAP,用戶可以選擇按照水深或按照行政區(qū)域劃分及統(tǒng)計不同方案下所選研究區(qū)域的災(zāi)情.現(xiàn)選取洪災(zāi)損失評估中最受關(guān)注的兩個指標(biāo)--淹沒人口及淹沒GDP對評估成果進行分析.

在遼繞保護區(qū)的全部潰口中,繞陽河潰口一旦潰決將比遼河潰口遭受更為嚴重的經(jīng)濟損失.繞陽河兩處潰口--袁海亮排干潰口和繞陽河沙基沙堤潰口一旦潰決,經(jīng)濟損失最大;其次為老大房潰口和高力房排水站潰口;十五間險工及代荒地險工潰決后的經(jīng)濟損失均較小.繞陽河沙基沙堤潰口淹沒影響范圍為人口高度集中的盤錦市區(qū),老大房潰口由于淹沒影響范圍涉及黑山、遼中、盤山及臺安四個縣區(qū),因此,這兩處潰口受影響人口數(shù)最多.老大房潰口淹沒面積最大,因此淹沒農(nóng)田面積也最大.在各類洪災(zāi)損失中,同一個潰口各方案洪水損失明顯呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水損失小于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水損失,對于超標(biāo)準(zhǔn)洪水來說,其造成的損失較標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水增大較為明顯征.

5 結(jié)論

縱觀遼寧省災(zāi)害歷史,洪水給遼寧省帶來了巨大的損失,造成了嚴重的危害.洪水災(zāi)害在遼寧省所發(fā)生的自然災(zāi)害中,不僅頻率最高,而且危害最為嚴重.前期對遼繞防洪保護區(qū)進行了大量的細致的調(diào)查與資料收集工作,在對包括基礎(chǔ)地理信息、歷史洪水及社會經(jīng)濟信息等進行詳盡調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,開展針對不同淹沒方案的、基于損失率的洪災(zāi)直接經(jīng)濟損失評估.綜合分析洪災(zāi)損失評估方案,同一個潰口各方案洪水損失,明顯呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水損失小于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水損失,而對于超標(biāo)準(zhǔn)洪水來說,其造成的損失較標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水增大較為明顯征.這次研究所開展的洪災(zāi)經(jīng)濟損失評估成果,可以為研究區(qū)防洪預(yù)案的編制、抗洪搶險、防災(zāi)減災(zāi)、土地利用等提供較為科學(xué)的參考依據(jù),為洪水發(fā)生時,通過管理手段有效地減輕該區(qū)洪災(zāi)損失提供有力的技術(shù)支撐.

[1]王艷艷,劉樹坤.洪水管理經(jīng)濟評價研究進展[J].水科學(xué)進展,2013,,7(24):598～606.

[2]丁志雄.基于RS與GIS的洪澇災(zāi)害損失評估技術(shù)方法研究[D].中國水利水電科學(xué)研究院,2004.

[3]李紅英.基于GIS的洪災(zāi)損失評估研究--以黑河為例[D].西安理工大學(xué),2007.

[4]蔣衛(wèi)國,李京,陳云浩,等.區(qū)域洪水災(zāi)害風(fēng)險評估體系:I:原理與方法[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2008,17(6):53-59.

[5]仇蕾,王慧敏,馬樹建.極端洪水災(zāi)害損失評估方法及應(yīng)用[J].水科學(xué)進展,2009,20(6):869-875.

[6]付湘,談廣鳴,紀(jì)昌明.洪災(zāi)直接損失評估的不確定性研究[J].水電能源科學(xué),2008,26(3):35-38.

[7]孟曉路,石鳳君.基于洪災(zāi)損失率的北沙河洪水影響損失估算分析[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2016,3:33-35.

TV87 < class="emphasis_bold">[文獻標(biāo)識碼]B

B

1002-0624(2017)11-0056-02

2017-06-13