基于易行可靠的洪涝灾害损失评估模型研究

基于易行可靠的洪涝灾害损失评估模型研究

洪水灾害是中国面临的最大自然灾害，其年经济损失约占经济总产值的35%。因此，评估洪水损失是当前灾害科学的一个重要课题。洪水灾害的评估是在获得几个灾害评估指标的基础上，通过建立灾害评估模型，评估灾害造成的损失，并评估灾害评估的结果（灾害程度、灾害程度或灾害程度）。灾害评估的结果不仅是灾害评估的重要依据，而且对灾害评估和援助的决策具有重要的指导作用。快速、适当地估算和预测洪水灾害造成的损失对于及时、适当的救灾活动和减少灾害损失非常重要。1洪水灾害损失评估流程洪水灾害损失评估是一项较为复杂的工作,涉及自然、技术、经济、社会、政治等诸多因素,目前国内外尚无统一的洪水灾情评价指标体系和洪水灾情等级标准,洪水灾情评价至今仍是洪灾研究的难点和热点之一.为此,必须选择适宜的技术路线,解决相关技术问题.洪水灾害损失评估的流程如图1所示.2灾灾损失评估指标研究洪灾评估指标是进行洪灾评估的关键.目前常用的洪灾损失评估指标是损失值、损失率(%)和受淹财产,本文选用损失值和损失率作为洪灾损失评估指标,选用淹没水深、淹没历时和流速作为洪灾损失影响因子指标.2.1洪泛区的损失分布函数洪灾损失评估是一个水利经济问题,某一给定洪水事件的损失函数一般写成:d=f(k,y)(1)d为研究区各种有形和无形损失之和,di为第i个地理单元的损失总和;K为区域内自然因子和经济因子描述矢量,Ki为向量K对应于地理单元i的状态;Y为用以描述洪水特征的向量,Yi为向量Y在地理单元的状态.该信息由水力模型获.对于洪泛区一特定的地理单元i,式(1)具有下述形式:di=f(Ki,Yi)(2)洪泛区每一地理单元用式(1)进行计算,可得到总损失的一个估计值dRdR=∑t=tRf(Kt,Yt)(3)dR=∑t=tRf(Κt,Yt)(3)假设标准流量Qb代表产生损失的临界值,则某一地理单元的损失函数dR可表示为dR={0Y1≤YthdRYt>Ytb(4)dR={0Y1≤YthdRYt>Ytb(4)式中:Ytb为地理单元相应于标准流量Qb的水力学向量.由洪泛区损失通用函数式(2),可以获得损失的分布函数.分布函数的推导基于如下两个基本假定:①由于地理单元之间洪水事件的发生及其严重程度不是独立的,所以把洪泛区作为一个整体(即=1)来推求DDF;②对定量的水力学向量Yi,仅考虑洪水位(z),因为它是唯一一个最容易由水力学模型获得的变量.根据上述两个假设,式(2)可简化为dR=f(K,z)(5)由于z与流量Q存在关系z=g(Q),所以式(5)可表示为dR=f(K,Q)(6)说明洪灾损失主要与区内自然与社会经济因素和洪水淹没深度或流量有关.通过建立这些因素与洪灾损失量之间的关系,即可估算出各单项损失和总损失值.2.2洪水损失评价的定量计算模型2.2.1灾伤伤亡对人口压力的影响对于因灾死亡或受伤的每一个人,从人道上讲具有相同的价值;从社会经济角度看,具有不同价值.作为灾情的准确评价,需要有所区别.这里我们引用人力资本概念,以人的劳动价值损失来度量因灾伤亡带来的损失.一个人的劳动价值是其未来的劳动收入经贴现折算为现在的价值,并考虑年龄、文化程度、身体状况等因素,可表现为PE=∑i=1MPEi=∑i=1M∑t=1TiγitPit(1+r)−t(7)ΡE=∑i=1ΜΡEi=∑i=1Μ∑t=1ΤiγitΡit(1+r)-t(7)式中:PE为一次洪灾造成的人员伤亡损失;M为人员伤亡总数;PEi为第i个人的劳动价值损失;γit为预计此人在第年所得劳动收入价值;Pit是此人从现在起活到第年的概率;r为社会贴现率;Ti是预期此人从现在起的最大寿命.2.2.2评估模型类型有形财产损失分直接和间接经济损失.目前洪灾经济财产损失多考虑与淹没深度的关系,如果在洪水淹没区内土地利用状况的类别很多,则应分别对农业用地、工商业用地、交通运输设施及住宅用地分别进行统计,求出不同土地和不同淹没程度的洪灾损失率.(1)洪灾直接经济损失.目前,按洪灾损失率计算的洪灾直接经济损失评估模型主要有3类:第一类是指多项式函数评估模型,其公式为F=a+bβ(h,t)+cβ(h,t)2.第二类是指数函数型评估模型,其公式为F=αβ(h,t)b.第三类是分式函数型评估模型,公式为F=k1h/(k1β(h,t)+k2).前两种评估模型,主要适用于水深较浅的洪灾财产损失率计算,第三种模型更符合实际情况.以上3类财产损失评估模型均可以精确地描述某一种财产在特定条件下的损失率.(2)洪灾间接经济损失.间接损失很难作直接的定量核算,一般方法是假定洪水在淹没区内不同土地利用状况下所造成的间接损失与直接损失成一定比例关系.这种关系为SI=∑j=1MAj(SD)j(8)SΙ=∑j=1ΜAj(SD)j(8)式中:SI为洪水给淹没区造成的间接损失值;Aj为第j类财产的关系系数.国内有人提出用下式计算关系系数Aj:Aj=K⋅ND(2−HD√)(9)Aj=Κ⋅ΝD(2-ΗD)(9)式中K为修正系数,与经济发达程度成反比;ND为SD的倍数;HD为灾度.故一次洪灾引起的经济损失为SO=SD+SI(10)3农作物损失根据调查和文献记载,建国前浑河较突出的洪灾年份有1888、1909、1911、1918、1929、1935年等,建国后,1951、1953、1960年等,洪灾较为严重.为验证本文提出的计算方法,作者参考文献列举的浑河洪灾计算实例和数据,对考虑洪水资源利用影响下1995年洪灾损失期望值进行分析计算.图2为1995年洪水后调查得到的淹没水深分布图,可近似认为百年一遇,表1为各种土地利用类型不同受淹深度淹没面积,表2为松花江、辽河流域农作物洪灾损失率,表3为各乡镇受灾人口数.农作物受灾损失评估:据调查,“浑太胡同”水田主要种植水稻,23.3kg/hm2,市场价格取1.20元/kg,合28元/hm2;旱地主要种植玉米,11.3kg/hm2,市场价格取1.00元/kg,合11.3元/hm2,其次有少量的大豆和高梁,大豆5kg/hm2,市场价格取2元/kg,合10元/hm2,高梁16.7kg/hm2,市场价值约0.8元/kg,合13.5元/hm2,综合考虑,旱地价值取11.3元/hm2.不同农作物在不同淹没水深下,具有不同的损失率.本文根据松辽水利委员会给出松花江、辽河流域农作物洪灾损失率(参见表2),确定作物损失率为:淹没水深小于1m时洪灾损失率为80%,大于1m时为100%.洪水灾害农作物损失的计算公式为:S=∑i=1n∑j=1m(Aij*Mi*Vij)S=∑i=1n∑j=1m(Aij*Μi*Vij)式中S为洪灾农作物损失值,Aij为第i类农作物遭受第j级洪水的面积,Mi为第i类农作物平均价值,Vij是第i类农作物遭受第j级洪水时的损失率,m为洪水分级数,n为农作物的种类.根据上式,计算在浑河流域遭受百年一遇洪水时,农作物损失值为S=∑i=12∑j=12(Aij*Mi*Vij)=2722.91×15×170×0.8+(2432.31+3997.52+727.50+485.72)×15×170+5911.94×15×420×0.8+(2035.17+3033.31+4507.82+1874.10)×15×420=126978211.5S=∑i=12∑j=12(Aij*Μi*Vij)=2722.91×15×170×0.8+(2432.31+3997.52+727.50+485.72)×15×170+5911.94×15×420×0.8+(2035.17+3033.31+4507.82+1874.10)×15×420=126978211.5(元)由于实际播种面积要小于耕地面积,取播种系数为0.8,则最终农作物损失值为126978211.5×0.8,即1亿元人民币.林业、渔业、牧业损失评估:本区牧业不发达,损失可忽略不计;林地、渔塘价值变幅较大,难以估算,且面积较少,本文暂不估算.4洪水资源管理过程与结果评估模型有基于DEM的洪灾评估模型、利用遥感数据进行洪灾的评估模型以及基于GIS和水文模型的洪灾评估模型.在进行洪灾损失评估时,除了需要洪水淹没范围、淹没水深和淹没流速等洪水特性数据,还