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1 研究進展
風險分析現今已廣泛運用于生物、環境、技術應用以及醫學等多個領域,且發展極為迅猛。災害大多承受著自然、社會、技術以及社會等因素的影響。因此,自然災害風險分析是一種多學科交叉的科學,發展時間較短,以至于幾乎沒有成熟的成果。國內外學者對于風險分析的研究也多針對經濟領域,起步較晚的自然災害風險研究,起先是側重于對工程項目的研究應用。通過研究建立了自然災害系統理論體系,有了損失指標以及定量計算的方法,建立了自然災害評估框架體系,自然災害經濟損失函數,洪水災害模型、洪泛區價值模型、洪泛區抗災模型及損失計算方法,同時還在臺風災害的風險評估,區域水災的風險評估等方面取得了一些進展。
近年來有學者通過研究,在農業生態地區法的基礎上,建立了華南果樹生長風險分析模型,這也是國內較早在農業氣象災害中運用風險分析的方法,即便如此,我國在農業氣象災害風險評估方面的技術、理論等仍舊薄弱,對某一農業氣象災害進行相應的風險評估的技術則是一個嶄新的研究課題。我國現今對于農業氣象災害的研究大都將災害發生的實際頻率作為研究基礎,但是隨著資料序列的增長,災害的出現頻率以及致災強度隨著時間的推移,也會產生巨大的變化,因此無法反映出真實的風險狀況。尤其現在側重研究農業氣象災害風險評估的研究報告稀缺。
2 研究方法
2.1 研究區域、災種,資料收集、處理
本文將針對東北地區玉米冷害、北方地區冬小麥干旱、江淮地區冬小麥澇漬以及華南地區荔枝寒害等地區災種進行敘述。
本文逐日資料來自東北地區玉米產區、北方地區冬小麥產區、江淮地區冬小麥產區以及華南地區荔枝產區近400個氣象點,時段大都為40年。逐日資料缺少的個別日期在處理時通過多年平均值進行替代。相應的年實際產量以及災情資料來自不同地區對應的統計部門。
2.2 研究思路與方法
2.2.1 研究思路
通過對農業氣象災害發生的可能性進行估計,即農業氣象災害風險分析,也就是對農業產量損失、產品質量下降,最終經濟收益損失等事件由于氣象災害而導致發生的可能性大小的分析?,F今利用概率論作為自然災害風險評估的數學分析依據。
農業氣象災害系由孕災環境、致災因子、承災體、災情四要素構成,同時利用氣象、產量、災情歷史資料,分別對東北地區玉米冷害、北方地區冬小麥干旱、江淮地區冬小麥澇漬以及華南地區荔枝寒害進行分析,研究在不同孕災環境、災害種類、發生強度下,造成的減產率、承災體的抗災性能。
將北方地區冬小麥干旱、江淮地區冬小麥澇漬以及華南地區荔枝寒害進行的風險評估為例,分析其主要致災因子有:冬春少雨雪且底墑差、冬季強寒潮南下最低溫度降到熱帶果樹致害溫度以下。其主要災情為:產量減少、質量下降。依據致災因子的強度、頻率對冬小麥、荔枝災損率以及抗災性能進行分析,建立不同的災損價值模型和抗災性能模型。與此同時,還應構建北方地區冬小麥干旱和華南地區荔枝寒害致災因子的致災等級標準。
2.2.2 研究方法
(1)減產率序列的構建。確定一年生農作物冬小麥歷年減產率,通常采用逐年實際產量偏離其趨勢產量的相對氣象產量的負值。趨勢產量通過正交多項式逼近法、直線滑動平均法等方法確定。
(2)不同致災指標、致災因子序列的建立。利用長年代災情資料、產量、氣象,對不同年代北方地區的冬小麥減產率與對應發生澇漬,華南地區荔枝減產率與對應發生寒害,江淮地區的冬小麥減產率與對應發生澇漬等各種致災因子進行相關分析,篩選出主要致災因子;根據減產率與致災因子量值之間的關系,建立不同致災指標、致災因子序列。由此得到研究區域的不同致災因子、致災指標的長年代序列。
(3)農業氣象災害風險估算模型的構建對研究區域分縣的不同承災體的減產率序列,不同致災等級下的致災指標序列分別進行指數分布、正態分布、瑞利分布、伽瑪分布、威布爾分布等概率分析方法。
3 結果分析
3.1 主要農業氣象災害致災因子及致災指標
東北地區玉米冷害致災因子為5~9月平均氣溫之和。致災指標為一般冷害和嚴重冷害。北方地區冬小麥干旱致災因子為冬小麥全生育期自然水分虧缺、降水量虧缺、拔苗期降水量。致災等級及對應的致災指標:輕旱70。江淮地區冬小麥澇漬致災因子為2、3、4、5月降水持續時間及降水量。致災等級輕度澇漬、中度澇漬、重度澇漬。根據不同時期降水量不同進行致災指標劃分。
3.2 主要農業氣象災害風險評估
本文僅針對冬小麥進行評估,其他方法類似。冬小麥干旱風險評估方法,表現出了在實際生產情況下,自然社會等因素對冬小麥產量的綜合影響。造成北方冬小麥產量低的最主要因素是干旱。北方地區氣候干燥,降水量少,因此干旱成為北方地區冬小麥低產的主要農業氣象災害。分析冬小麥的歷年減產率,得出年際間干旱變化對冬小麥產量具有很大的影響。通過數學概率分析的方法,利用構建的正態分布模型,可以估算北方地區分縣的不同冬小麥減產率范圍出現的風險概率。
4 結論
依據災害風險分析理論,本文介紹了幾種我國主要農業氣象災害風險評估方法,通過對相關資料的分析,篩選出適用于東北地區玉米冷害、北方地區冬小麥干旱、江淮地區冬小麥澇漬以及華南地區荔枝寒害風險評估的主要致災等級、致災因子、致災指標以及相應的減產率,初步構建了主要農業氣象災害的風險量化標準體系。
參考文獻
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
自然災害對于工程建筑施工來說具有非常大的影響,由于工程施工項目的自身地質環境和復雜的氣候變換,往往在發生時使得工程施工進度受到很大程度的推遲,甚至會給工程施工項目整體帶來非常嚴重的損害,給施工企業帶來嚴重的經濟損失和經濟效益的損害。因此,利用有效的自然風險評估方法,風險評估的結果相應的可以作為工程一切險承保自然災害的風險依據。
影響建筑工程自然災害分析
影響建筑工程的自然災害有許多,在工程施工設計過程中,應該認真勘查工程周圍詳細情況,對工程施工環境進行詳細的了解,考慮可能發生的相關自然災害問題,在工程設計時有針對性的增加相關防護措施,減少自然災害對工程施工項目的影響。常見影響較為嚴重的自然災害有以下幾種:
地面降沉
地面降沉又被稱之為地面下沉或地面凹陷,是不穩定的地質結構所造成的一種自然現象,對于工程施工項目的影響較為嚴重,這類自然災害的發生頻率也較高。當地面降沉現象發生以后,工程施工項目的地基結構就會受到影響,從而導致建筑項目的塌陷或是建筑項目的倒塌等問題的發生,給施工企業帶來非常惡劣的影響。在施工設計過程中,應該對工程施工區域進行嚴格的分析和地質勘測工作,針對地質結構對建筑地基進行合理的加固和強化,盡量避免地面降沉對施工項目所造成的影響。
地震
隨著我國社會經濟的快速發展,自然資源的過度開采以及其他因素的影響,導致我國大部分地區的地殼活動頻率較為頻繁,地震災害的發生頻率也越來越高,對于工程施工項目的威脅也越來越大。在工程施工設計過程中,要加強對施工區域的地震檢測工作,并根據相關資料了解當地地質結構活動是否頻繁,并在建筑施工過程中注意采取一定的防震措施,如承重結構的加固,地基結構的加固等等,降低地震災害對建筑施工項目的影響,減少施工企業的相關經濟損失。
泥石流
由于自然環境的不斷惡化,水土流失地區在雨水季節容易爆發山洪和泥石流等自然災害,造成大量人員傷亡和房屋建筑的損害,這一自然災害對工程施工企業來說也具有非常大的威脅。首先,工程施工設計過程中,要考慮當地工程建設區域有無泥石流災害的發生歷史,并對周圍地質環境開展有效調查和分析,分析地質結構是否容易在雨季受到雨水影響,出現泥石流災害的發生可能。當確定相關數據之后,施工企業要針對這一問題采取一系列的防范手段,比如提高建筑物的抗沖擊能力,提高建筑的穩定性,在泥石流災害發生后,降低泥石流對建筑施工項目的影響,確保在短時間內恢復工程施工建設,降低自然災害對施工企業和業主的影響。
低溫天氣
低溫天氣,對于工程施工建設來說也有著非常不利的影響。一般來說,低溫天氣會使得部分工程材料的脆性提高,材料硬度降低,在相關環境下得施工作業,容易埋下嚴重的安全隱患。同時,低溫天氣的出現,會造成工程混凝土的凝結時間大大延長,也會使得工程施工周期大大延長,對于工程施工企業來說是非常不利的。在工程施工設計過程中,設計人員同樣不要忽略低溫天氣對建筑施工項目的影響,做好天氣預測工作,并同當地氣象站建立良好的合作關系,及時獲取相關數據信息,針對相關天氣變化對工程施工進度做出相應的調整,從而有效避免低溫天氣對工程施工的影響,確保工程施工項目的順利竣工。
工程施工自然災害風險評估流程分析
風險評估模型的建立
確定自然災害對工程建筑所造成的風險評估工作,首先要選取有效的風險評估模型。在進行風險評估之前,首先要繪制工程現場在險價值變化曲線,在進行風險評估前,應首先繪制工程的場地在險價值變化曲線,并以施工進展的不同階段為主線,然后根據變化曲線來識別出各個施工階段可能會發生的相關風險事故,根據相關自然災害的發生時間標注在險財產價值變化曲線上,這樣有利于確定相關自然風險事故所致的損失幅度。
場地在險價值就是指工程施工場地上所有處于風險中的財產價值的總和,這是工程一切險承保承保的重要內容,被保險財產在工程施工過程中因任何自然災害或意外事故造成的物質損壞或損毀,都由相關擔保企業進行賠償,從而有效降低施工企業的經濟財產損失。
(二)施工期自然災害的損失概率和幅度分析
工程施工項目確定自然災害所造成的損失概率和損失幅度,一般都需要由相關經驗豐富的工程設計專家、工程施工專家、工程監理專家來進行相關數據的統計和分析,并結合一定的歷史損失數據以獲取最終的損失概率和損失幅度。這是一項較為專業且重要的評估內容,工作量大且精確性容易受到其他因素的影響而降低,因此,概率的和幅度的計算采用范圍計算手段,模糊數據法來求出最終結果,以供保險企業和施工企業進行相關參考。
易損性分析
易損性分析就是根據對工程現場的相關調查數據,分析出工程施工項目中容易受到損害的相關設備和施工內容,從而有針對性的采取風險擔保措施,降低施工企業的相關經濟損失。經過對相關技術的調查和評估,能夠求出工程平均損失率曲線和損失函數,雖然自然災害強度的不斷增加,相應的工程損失率就會不斷增加。
(四)專家估計值不確定性大小的度量
專家評估值不確定性大小的度量,就是根據專家的相關評估經驗以及豐富的知識水平,來評估自然災害對工程施工項目的影響。根據專家實際評估水平和能力的不同,就會對獲取不同的工程復雜性評估和自然災害的影響效果評估數據,這些數據都會嚴重影響到工程風險評估的最終結果。結合專家的最終估計值能夠求得工程施工項目受自然災害的最終影響效果及影響程度,這對于施工企業來說是十分重要的,獲取最終數據結果后,施工企業可以根據實際情況同承擔保企業開展相應的擔保合作,以降低自然災害發生后企業的經濟損失,保證施工企業的健康發展。
總結:
自然災害對工程施工企業來說具有非常大的威脅,嚴重的自然災害將會給施工項目帶來巨大影響,影響工程施工進度,也會造成工程施工項目的損毀,因此,施工企業應該根據施工項目的實際情況,同相關保險企業開展有效的風險評估工作,積極進行相關工程環節的自然災害一切險承保工作,盡量降低自然災害對工程施工項目的影響,從而確保企業經濟效益的增長,確保我國工程建筑行業的健康發展。
參考文獻:
[1] 陳建軍,卞藝杰. 建筑工程一切險理賠公估實務的探討[J]. 中國資產評估, 2006,(11) .
[2] 郭振華. 大型項目建筑工程一切險承保風險評估方法[J]. 同濟大學學報(自然科學版), 2005,(07) .
中圖分類號:B503文獻標識碼: A
中國是世界上自然災害最嚴重的國家之一。自然災害的多發性與嚴重性是由其特有的自然地理環境決定的,中國大陸東瀕太平洋,陸海大氣系統相互作用,關系復雜,天氣形勢異常多變,各種氣象與海洋災害時有發生。中國地勢西高東低,降雨時空分布不均,易形成大范圍的洪、澇、旱災害;因位于環太平洋與亞歐兩大地震帶之間,地殼活動劇烈,是世界上大陸地震最多和地質災害最嚴重的地區;中國有約70%以上的城市分布在氣象災害、海洋災害、洪水災害和地震災害都十分嚴重地區。而工程建設項目多是暴露于這些自然災害之下的,災害的多發必然會對建設項目產生很大的影響和損失,因此有必要對工程建設項目中的自然風險進行合理的評估和管理。
自然災害風險概述
自然風險是涵蓋于風險范疇內的,它是由某一種自然災害發生所造成的損失的不確定性。在災害學研究理論中,認為風險是在一定時間和區域內某一致災因子可能導致的損失(死
亡、受傷、財產損失、對經濟的影響),其中致災因子是一定時間和區域內的一個危險事件,或者一個潛在破壞性現象出現的概率。
自然災害的分類,一是氣象災害:臺風、暴雨、雷擊、寒潮、高溫及干旱等;二是地質災害:地震、泥石流、滑坡、崩塌、地裂、火山等;
自然災害一旦發生,往往不是孤立的,而是形成復雜的自然災害系統。它們常常在某一地區或某一時段集中產生一系列災害群或災害鏈。許多自然災害、特別是強度大的自然災害,常常誘發或引起一連串的次生災害與衍生災害,形成災害鏈;災害群與災害鏈交織在一起往往放大了自然災害的效應,從而制約著自然災害風險系統影響結果。
2. 自然災害對工程項目建設的影響
工程建設項目管理包含了在建筑施工全過程當中的一切有關質量與安全施工的組織和管理活動,其主要是通過嚴加控制施工過程中的各個要素,從而使得這些要素當中的危險狀態或危險行為能夠得到有效的降低甚至達到完全消除,以此來降低一般事故的發生概率乃至杜絕重大事故發生的目標。隨著全球氣候的變暖和城市化的發展,自然災害發生的頻率和損失與年俱增,隨之而來的便是自然災害因素對建筑施工的影響也越來越大,通過一系列科學合理、行之有效的施工質量與安全管理措施的實施,盡量避免或降低建筑施工因自然災害而受到損失是當務之急。
自然災害風險對建設施工的影響主要體現在對工程項目進度控制的影響(工期),工程項目質量管理的影響和施工成本的影響。
2.1 自然災害對工程進度的影響
建筑施工大多為室外露天作業,施工進度經常會受到自然環境因素的影響。尤其是發生不良氣候條件和極端天氣時,如高溫、臺風、暴雨、地震等條件下工人的工作效率會收到很大的影響。發生自然災害導致的停工,各地方都有規定,當溫度、風力達到一定級別時,工地必須停止施工。自然災害發生時,或由于建筑或設備發生損害進行修復而必須增加的時間。再者,當自然災害導致建筑材料的運輸路線破壞、受堵,而建筑材料又不充足時則在很大程度上也會導致施工工期的拖延,如大雨、泥石流、山體滑坡導致交通路線中斷等。
2.2 自然災害對工程質量的影響
自然災害的發生必然會對工程項目質量產生影響,這主要體現在發生極端天氣現象時會對建筑材料的性能產生影響。如氣溫、濕度、風力等自然環境發生變化都會對鋼筋砼的澆筑及養護產生影響。如:在高溫下拌合和澆筑混凝土,水分蒸發快,引起坍落度損失,難以保證所設計的坍落度,易降低混凝土的強度、抗滲和耐久性。且高溫時,水泥水化反應加快,混凝土凝結較快,施工操作時間變短,容易因搗固不良造成蜂窩、麻面以及“冷縫”等質量問題;如果脫模后不能及時澆水養護,混凝土脫水將影響水化反應的正常進行,不僅降低強度,而且加大混凝土收縮,易出現干縮裂縫。
2.3 自然災害對施工成本的影響
自然災害對施工成本的影響主要體現在災害造成的直接破壞損失。其次,一些重大災害會導致城市、農業、工業等大范圍的破壞及損失,由此會使建筑材料價格產生變動。
3.工程建設項目中自然風險評估
自然災害風險評估將災害發生破壞與損失的大小直接與暴露于災害風險中的承災體相關,災害研究開始關注人類及其活動所在的社會和資源等背景條件形成承災體論。此時自然災害風險評估基于對承災體分類的基礎上,進行承災體暴露與脆弱性(易損性)分析評價。
3.1自然災害的風險分析
災害風險分析包括災害危險性分析、承災體脆弱性分析和災害損失分析三部分。通過對歷史災害事件的頻率、強度分析得出災害風險分析的結果為:特定災種在一定區域未來時間段內遭受某種強度災害的概率。衡量災害風險水平大小的基本指標包括:(1)空間范圍(2)時間(段)(3)災害強度(頻率)(4)發生概率。即災害風險可理解為空間、時間、災害事件、災害強度和概率的函數即:
3-1
其中,R為災害風險,R為區域,T為時間間隔,H為災害事件,I為災害發生的強度(可以理解為災害可能造成的損失),P為發生概率。災害風險即為表征一定區域未來一定時間段內遭受某種強度災害事件帶來的損失的發生概率。
基于數學概率統計基本原理,可以獲得任何事件的頻率和概率函數關系。Tobin和Montz提出概率數學模型中關于概率和年超越概率(Annual Exeeeden probability,簡稱AEP)的函數關系式3-2。
3-2
3-3
其中P為概率,AEP為年超越概率,F為頻率,Ri為周期,t為時間段。在精度要求不高的情況下,年超越概率在數值上等于頻率,等于回歸周期的倒數(式3-3),這樣損失的概率可以由災害強度頻率推算求得。
3. 2自然災害的風險評價
在災害風險分析完成后,災害風險值的時間、空間分布業已完成;災害風險評價首要任務就是將上述定量分析的結果合理分級。最終提出災害風險水平等級及相應的應對策略。通過編制區域災害風險圖,以反映區域自然災害風險等級。
災害風險由極大損失和發生概率表征,風險分級取決于災害損失和發生概率分分級狀況。如果將災害損失和發生概率分別劃分為5個級別,那么災害風險級別則由二者的判別矩陣加以確定。災害風險分為4級,低風險、中風險、高風險和極高風險。
災害風險等級判別矩陣
低風險包括3種損失和概率組合類型,中風險包括10種損失和概率組合類型,高風險包括9種損失和概率組合類型,極高風險包括3種損失和概率組合類型
4. 結論
建設項目作為一個自然災害巨承災體,具有暴露要素集中和發生災害損失巨大等特點,受到國內外學者廣泛的關注。隨著全球氣候變暖和城市化進程加速,建設區承受各種自然災害頻率和強度日益加劇,因而工程項目建設區也就成為自然災害風險研究的重要區域。開展建設項目自然災害風險研究,構建自然災害脆弱性評價指標體系與評價方法,建立自然災害風險評估程序與動態評估模型,實現區域自然災害風險區劃,集成開發自然災害風險評估工具集,從而為工程項目制定綜合自然災害風險管理制度、應急控制預案和可持續發展戰略提供堅實的理論基礎與科學依據。
參考文獻:
[1] 劉博,唐微木.巨災風險評估模型的發展與研究[J].自然災害學報,第20卷第6期,2011年12月:47-52.
近年來由于全球氣候變化影響,災害的發生頻次、強度不斷增加,影響的范圍逐年增大。而旅游業由于自身的高敏感性,當災害發生時,旅游系統中某旅游因素由于受災害影響,產生負向變化或外界依托因素的負向變化,都有可能引起旅游業的波動震蕩。因此,旅游業成為整個國民經濟中最易受到沖擊的行業。
中國針對旅游災害方面的研究起步較晚,且定性研究較多,定量研究較少。20世紀70年代由于世界范圍內受到能源危機的影響,國際旅行協會對危機開始重視。此后世界旅游組織把旅游目的地的災害事件也做了相關定義:影響旅游者信心,并會危及到該地旅游業持續正常運轉的任何不曾預見的事件。劉浩龍等從致災因子的危險性、旅游資源易損性和風險防治能力三個方面選取8個評估指標,建立內蒙古克什克騰旗的景區旅游資源災害風險綜合評估模型。羅振軍等從旅游者自身、景區管理和社會綜合因素等方面分析了旅游景區事故的主要風險和發生機理。袁紅從區域旅游資源自然災害、區域旅游資源社會災害、區域旅游資源旅游發展災害三個方面詳細論述了區域旅游資源災害風險管理的特點與措施。趙黎明等從災害發生的頻度和破壞性來評價災害的危險性:從旅游者、旅游資源、旅游生態環境和旅游經濟四個方面來評價系統的脆弱性:根據預警和救災恢復兩方面評價防災救災能力。席建超等選取交通、治安、衛生、住宿、氣候、旅游線路、醫療救援7個層面共有14個評估指標,建立旅游風險評價模型。
綜上所述,國內對于旅游災害風險評價都是從其災害的致災因子的危險性、承災體的易損性及防災減災三個方面上進行評價研究,并且評價尺度都是從行政區尺度或景觀尺度進行區劃。一般而言,自然災害風險形成機制是從致災因子的危險性、承災體的暴露性及易損性(脆弱性)3個方面進行研究。區域旅游資源災害既具有自然屬性,也具有社會屬性,所以除以上3個方面外,防災減災能力也是災害風險形成中不可缺少的重要因素。
本研究利用現代災害風險評價理論為基礎,從行政區尺度和網格尺度對吉林省區域旅游資源災害進行風險評價,嘗試打破行政區的限制,在小空間尺度上應用災害風險指數對區域旅游資源災害進行風險評價。并提出區域旅游資源災害風險是危險性、暴露性、脆弱性和防災減災能力共同作用的結果。
7.結論
本研究根據自然災害風險評估基本理論,以行政區、網格為評價單元,從兩種空間尺度對吉林省旅游資源災害風險進行評價,討論了兩種空間尺度風險評價方法。在對比分析研究過程和研究結果后,得出以下結論。
中圖分類號S165+.25文獻標識碼A文章編號1007-5739(2009)14-0269-02
風險分析在近20~30年來得到迅速發展,并已廣泛應用于生物、醫學、環境、技術應用和工程等領域。但針對某種農業氣象災害風險評估的研究較少,現有的成果也不很完善。今后農業氣象災害的風險評估,應該向哪個方面發展,是從事這一方面研究的工作者所要考慮的問題。因此,筆者對前人研究的成果進行總結和分析,找出其優缺點,以便在今后的工作中,揚長避短,少走彎路,更好地服務于農業生產。
1風險評估研究現狀
1.1國內研究現狀
農業氣象災害風險評估的國內研究,有李世奎、霍治國、王道龍等[1]主編的《中國農業災害風險評價與對策》一書,此書以風險分析技術為核心,探討了農業自然災害分析的理論、概念、方法和模型。但是,有關農業氣象災害風險評估理論的基礎研究仍相當薄弱。鄧國等[2]提出用解析概率密度曲線法估計糧食產量序列的風險概率,對中國糧食產量不同風險類型進行了分區研究。薛昌穎等[3]利用河北及京津地區1949~2001年的冬小麥實際產量資料,選取歷年減產率的變異系數、歷年平均減產率和減產率風險概率作為評價指標,估算了干旱氣候條件下河北及京津地區歷年冬小麥產量災損的風險水平。黃崇福等[4]針對湖南省各縣市1979~1993年的災情資料時間序列短、數量少的情況,引入模糊數學方法,對干旱等農業自然災害進行了風險估算,并通過專題圖直觀地展示了風險的分布及其空間變化趨勢。經文獻檢索,在風險評估方面,農業氣象災害風險評價標準還缺乏統一的認識和實踐檢驗,實用性和可操作性強的風險評價模型甚少。
朱自璽等[5]做了小麥干旱風險評估技術和方法的研究,他們從降水資料出發,先按降水負距平絕對值的大小不同劃分為不同的干旱等級,再求出不同干旱等級發生的概率,以此為基礎建立了小麥氣候干旱風險指數模型Ic=α1Is+α2Ie,式中Is為全生育期風險指數,Ie為小麥拔節期風險指數,α1、α2分別為其權重系數。然后又從作物需水量和供水量出發,按作物缺水程度不同劃分為不同的干旱等級,算出不同干旱等級出現的概率,以此為基礎建立了作物干旱風險指數模型Id=α1Is+α2Ie+α3Im,其中Is、Ie和Im分別為小麥全生育期、拔節期和灌漿期的作物干旱風險指數,α1、α2和α3分別為其權重系數。最后在氣候干旱模型和作物干旱模型的基礎上,建立了綜合干旱風險指數模型I=(Ic+Id)/2,其中Ic為氣候干旱風險指數,Id為作物干旱風險指數,并在此基礎上對華北平原冬小麥干旱風險進行了評估和區劃。中國農業大學的王素艷[6]做了北方冬小麥干旱風險評估及風險區劃研究,對北方冬小麥干旱特征進行了詳細分析,以此為基礎對北方地區的光溫和氣候生產力進行了評估,建立了風險評估指標體系,并進一步做了北方冬小麥干旱災損風險區劃,這是對小麥干旱風險評估和區劃的一次系統和詳細的研究。
1.2國外研究現狀
在國外的風險評估研究中,往往根據研究的側重點將模型分為社會風險、經濟風險、環境風險、潛在風險及綜合風險等類型,各個類型內部又包含應用于不同領域的多個估算模型。以社會風險為例,所謂社會風險是指相對于某一給定的區域,或某一給定的人群,由某種災害所引起的受損害的人數與其發生頻率之間的關系。這種關系常用FN傷亡頻率圖表示。至于其評估模型,有Piers提出的AWR模型[7],Carter提出的SRI模型[8]及HSE提出的COMAH模型[9]等,其中COMAH模型主要應用于土地利用與規劃方面。美英等國是國際上最先提出風險理論和應用的國家。美國學者WilliamJ.Petak和ArthurA.Atkisson在《自然災害風險評價與減災對策》一書中對美國主要自然災害的風險分析進行了詳細的論述。該書總結了美國主要自然災害的風險與損失期望值,并在風險決策,特別是災害管理政策的制定和減災效益分析方面進行了詳細的論述,但針對農業災害的風險評估技術基本沒有涉及[10]。日本繼美英之后也比較注重風險評估和區劃的研究,其針對強,注重實效,取得了令人矚目的成就。日本于1998年建立了風險分析協會,其研究重點在環境和環境惡化方面。他們認識到,由于使用了現代科學技術,使原本脆弱的環境更加惡化,原本復雜的世界帶來更多不確定性[10]??傮w上,國外學者在風險分析研究方面多側重于經濟領域,對具體的某一種農業災害風險分析的研究還不多見。
2風險評估中存在的問題
2.1風險評估指標中存在的問題
經文獻檢索,在國內農業氣象災害風險評估方面,一般有干旱風險評估、澇洪風險評估、凍害風險評估等。但在風險評估指標上,尤其是在干旱風險評估指標方面,雖然指標很多,但在評估中實用的指標很少,幾乎所有關于干旱災害風險評估文獻中,都用降水負距平作為干旱災害風險評估指標,即從某地某一時段(作物一個生長周期、某一生長段、年、季、月、旬、周或規定的天數內)的降雨量(觀測值或預報值)與該地區該時段內的多年平均降雨量相比較而確定作物干旱程度,并在此基礎上進行作物產量災損程度、作物干旱災害風險綜合評估和區劃等一系列工作。用降水負距平作為作物干旱評估指標,有一定的局限性。因為作物干旱災害受多種因素的影響,其中包括作物田地土壤墑情的好壞、土壤性質、當地地下水位的高低、某一時期大氣降水量的多少、人為水分補給量的多少、作物當時的表現癥狀等。其中跟作物干旱有最直接、最大關系的就是土壤墑情是否適宜,即土壤含水量的多少。在短期內,某一時段降水偏少,如果前期降水量偏多,則土壤墑情也會較好,作物并不一定發生干旱;或者地下水位較高,或者人為進行了灌溉,作物地塊土壤墑情也不會差,作物也不會發生干旱。長時期的干旱,是由于大氣環流的影響,導致降水量偏少所致,才有可能導致土壤干旱。因此用降水負距平作為作物干旱災害評估指標,干旱時期越長,評估結果才會越準確。而對于短期干旱或干旱期間采取了灌溉措施,用降水負距平作為作物干旱評估指標評估的結果準確性較低,缺乏科學性。特別是近些年,隨著農業生產條件的提高,灌溉面積的增大,再單純的用降水負距平來評估作物干旱發生的風險情況,則不但短期干旱評估不準確,恐怕連長期干旱評估的結果都不可靠了。用土壤墑情作為作物干旱評估指標,因為作物根系直接生活在土壤中,是從土壤中而不是從大氣中吸收生長發育所需的水分,土壤墑情的好壞直接影響到作物的生長狀況。土壤墑情良好,作物生長順利,表現較好;土壤墑情較差,作物生長不良,表現出干旱癥狀,并進而影響產量。不管用何種方式補充土壤水分,只要土壤墑情較好,作物就不受干旱影響。因此,用土壤墑情作為作物干旱災害評估指標,既克服了用降水負距平作為干旱評估指標的缺點,又克服了農業生產水平的影響,無論是對短期干旱或長期干旱評估都會較為準確。
2.2風險評估及區劃中存在的問題
研究方法
鑒于參數估計方法和非參數估計方法在農業自然災害風險評估中的不適用性特點,該研究欲尋求新的方法對農業自然風險進行科學評估。該種新方法將盡量做到:①在估計損失概率的過程中事先不設定損失的具體分布形式;②適合于小樣本情況。非參數核密度估計的信息擴散方法正滿足了上述2點要求,是為了彌補信息不足而考慮優化利用樣本模糊信息的一種對樣本進行集值化的模糊數學處理方法。信息擴散方法被引入災害風險評估后,被廣泛用于洪澇災害、氣象災害、火災和地震等災害風險的評估。信息擴散方法的提出源于觀測樣本可能存在的信息非完備的特性。該方法認為,某個樣本數據所帶的信息并不僅反映某一個樣本點的信息,而是帶有整個樣本空間的所有樣本點的信息。因此,在得到一個具體的樣本數據以后,將這種樣本數據看成是樣本空間的一個模糊子集,在具體的計算過程中必須將該樣本點所帶的信息擴散到整個樣本空間,或者說分配到整個樣本空間中的每一個樣本點。當所有樣本數據的信息分配完成以后,樣本空間中的每一個樣本點都帶有全部樣本數據的信息,從而形成樣本信息在樣本空間中的一個分布,該種分布即所尋求的農業自然風險的損失分布。
模型、數據處理及實證結果———以內蒙古干旱風險評估為例
內蒙古是我國糧食主產區之一,也是農業自然災害最嚴重的地區之一。在1995~2010年的16年間,內蒙古年均農業旱災受災率達37.24%,年均農業旱災成災率達22.42%,干旱風險是內蒙古農業經濟穩定發展的主要制約因素之一。
1理論模型設作物旱災風險指數的基礎論域為U={u1,u2,…,um},u∈[0,1],某地區第i年的旱災風險指數的樣本觀測數據為xi,i=1,2,…,n。設xi的信息按正態分布規律擴散給樣本空間中的每一個樣本點uj,其擴散模型為:然后可根據文獻[6]的處理過程進行相應的作物旱災風險評估。
2數據及實證結果研究數據來源于各年《中國農業統計年鑒》和《中國統計年鑒》,由于這2種統計年鑒中的災情數據都未區分所受災害的具體作物品種,因此,該研究分析也未區分具體作物種類。根據《中國農業統計年鑒》得到的1995~2010年的內蒙古農作物旱災受災和成災數據,進行如下處理:具體數據見表1??紤]到便于編程處理和計算精度,把旱災風險指數的論域分成100個等分,使用信息擴散法來計算旱災受災率和成災率,即令m=101,U={u1,u2,…,u101}中的u1,u2,…,u101分別為0,0.01,0.02,…,1。通過計算可得旱災受災率和成災率的概率。再算出農業旱災率和成災率超過某個閾值的超越概率,結果見表2和表3。
根據1985~2011年的統計數據計算了內蒙古地區農業旱災風險,結果表明:在內蒙古地區旱災年年發生,且農作物受損程度較大,受災程度主要集中在60%以內;受損程度超過60%以上的可能性很小。內蒙古旱災風險對農業生產的危害是相當嚴重的。具體而言,內蒙古每年都會遇到旱災受災率為15%的干旱風險事件;每2年一遇旱災受災率35%的災害事件;每5年遭遇一次旱災受災率為55%的災害事件;幾乎每10年發生一次受災率為60%的干旱災害;旱災受災率超過80%的概率極低,為百年一遇的災害事件。內蒙古今后每年都會發生旱災成災率強度大于5%的災害事件,成災率大于50%的災害事件發生概率極低。
[中圖分類號] F230 [文獻標識碼] A
Abstract: Urban waterlogging caused by excessive rain is a meteorological disaster that happens abruptly with great destructiveness and difficulties for relief, bringing about dangers to the safety of urban residents and infrastructure. The study elaborates the definition of urban waterlogging disaster caused by excessive rain on the basis of risk theory and risk formation system of natural disasters. It also builds a conceptual model for the risk evaluation and an index system from four aspects, including the risk of disaster-inducing factors, the exposure degree and vulnerability of hazard-bearing body, and the ability for preventing disasters and reducing damage. A risk evaluation model is set up by means of weighted-evaluating and analytic hierarchy process, providing a basis for the study of quantitative assessment of risks of urban waterlogging disaster.
Key words: urban waterlogging disaster caused by excessive rain, risk evaluation, index system, conceptual model
隨著城市化進程與全球氣候變暖日益加劇,導致城市暴雨積澇災害頻發,給城市居民出行安全、交通、地下管線等造成重大威脅,已經嚴重阻礙了我國城市可持續發展。城市暴雨積澇災害作為城市災害的一種,受到氣象條件、下墊面條件、排水管網分布等自然和人為因素影響,其發生原因極為復雜,具有一定的隨機性和不確定性。由于國際災害管理發展的趨勢已經向風險管理轉變,在城市災害的預防、防備和減災工作中風險管理是災害預防的重要工具[1],因此災害風險評估作為災害風險管理的核心內容,是現代國際防災減災工作中研究普遍關注的熱點問題[2]。
目前,城市暴雨積澇災害風險評價常用方法主要歸納一下三點(1)從風險自身角度,將災害風險定義為一定概率條件的損失[3-4],該方法利用歷史數據擬合出承災體的損失曲線,實現城市暴雨積澇災害風險評價。但此方法用到的歷史調查數據進行擬合損失曲線,當歷史1數據有缺失的情況下,會導致擬合曲線結果誤差較大;(2)從致災因子的角度,認為災害風險是致災因子出現的概率[5-6],以積澇數值模型為基礎,對城市可能受到的積澇災害風險進行評價。該方法實際上只是從積澇災害的危險性進行評價,對承災體的脆弱性、暴露性及防災減災能力并沒有考慮;(3)以災害風險系統理論為基礎,定義為災害風險是致災因子危險性、暴露性及脆弱性共同作用的結果。但此種方法并沒有考慮城市的防災減災能力,由于城市的防災減災能力大小對城市暴雨積澇災害發生的可能性及大小都有所影響,因此防災減災能力是必不可缺少的因子之一。
近年來,城市暴雨積澇災害的發生已經給城市居民的生命、財產等造成巨大損失。同時,也給城市發展及經濟建設、社會安定帶來巨大的負面影響,嚴重阻礙了城市可持續發展。因此,需對城市暴雨積澇災害進行風險管理,開展城市暴雨積澇災害風險管理相關研究,實現我國城市暴雨積澇災害由危機管理向風險管理的轉變,提升我國城市暴雨積澇災害應急管理能力。
一、城市暴雨積澇災害風險基本概念與形成機制
城市暴雨積澇災害風險研究中涉及到城市暴雨積澇、城市暴雨積澇災害、城市暴雨積澇災害風險三個基本概念。目前對城市暴雨積澇災害風險中的基本概念界定不清,尚未得到統一,對后續的一些研究帶來不便。因此,在城市暴雨積澇災害風險研究前要先聲明相關概念的相關性與差異性。
暴雨(torrentialrain)是降雨強度很大的雨,雨勢很大。一般指每小時降雨量16mm以上,或連續12h降雨量30mm以上,或連續24h降雨量50mm以上的降水。根據國家氣象局規定,24h降水量為50mm或以上的雨量稱為“暴雨”。按其降水強度大小又分為三個等級,即24h降水量為50-99.9mm稱為“暴雨”;100-250mm降水量為“大暴雨”;250mm以上降水量為“特大暴雨”。
(一)城市暴雨積澇的含義
城市積澇是指由于短時強降水或過程雨量偏大造成徑流過多,在地勢低洼、排水不暢等情況下而形成城市道路積水。目前,城市暴雨積澇形成原因主要包括:(1)隨著全球氣候變暖與城市化進程加快,城市暴雨發生的強度與頻次日益增加,是城市積澇的誘因;(2)城市化進程加快,城市下墊面中的植被、土地由混凝土、瀝青、水泥路等所代替,導致地面下滲率降低,地表產匯留時間大大縮短,加劇了城市積澇形成;(3)城市擴展過快,排水管網建設跟不上城市建設,尤其是老城區的排水管網覆蓋率較低,不能滿足排水需要。
(二)城市暴雨積澇災害的含義
城市暴雨積澇災害是指由于城市區域遭受短時強降雨或是過程雨量偏大,在地勢低洼、排水不暢等情況下而形成城市道路積水,并對城市居民出行安全、城市基礎設施、地下管網等造成嚴重損失。城市暴雨積澇災害主要是降雨引起的,尤其是暴雨,其中暴雨發生強度與頻次是主要的致災因子。承災體為城市居民、建筑物、城市基礎設施、地下管網等。孕災環境為城市特殊的下墊面、地下排水管網及城市局地氣候等。
(三)城市暴雨積澇災害風險內涵
城市暴雨積澇災害風險是指未來若干年內可能達到的災害程度及其發生的可能性。城市暴雨積澇災害具有突發性、隨機性、損失性和不確定性特征。當城市暴雨積澇發生后對城市居民、基礎設施、地下管網等造成損失時才能稱為災害。而城市暴雨積澇災害風險則是災害發生的可能性,只有可能性變為現實才成為災害。因此城市暴雨積澇、城市暴雨積澇災害、城市暴雨積澇災害風險三個概念不能等同。
(四)城市暴雨積澇災害形成機制與概念框架
城市暴雨積澇災害風險作為氣象災害風險的一種,是城市人地系統相互作用的產物。城市暴雨積澇災害風險是城市暴雨積澇災害危險性及其后果變成現實的可能性的定量特征。據自然災害風險的形成機理,本研究把城市暴雨積澇災害風險的形成機理概括為致災因子的危險性(H),承災體的暴露性(E)和脆弱性(V),防災減災能力(R)相互作用的結果[7](圖1)。由于城市暴雨積澇災害的特殊性,所以城市暴雨積澇災害風險的各個因素之間關系是區別于其它自然災害的重要特征。
圖1 城市暴雨積澇災害風險形成機理
城市暴雨積澇災害積澇災害危險性是城市區域發生積澇災害的危險程度,還可理解為發生的可能性。在危險性評價指標體系中包括孕災環境和積澇災害暴雨發生因素。根據城市暴雨積澇災害歷史資料發現,其發生的主要致災因子為暴雨,表示方法用暴雨強度或是頻度;孕災環境為某地區的積澇災害的環境狀況,文中選擇不透水面積、地面糙率、高程、坡度、坡向、排水管網密度為孕災環境因子。
城市暴雨積澇災害暴露性因子選擇主要有生命暴露性和經濟暴露性。生命暴露性因子為研究區居民數量、密度;經濟暴露性包括建筑物數量、道路基礎設施數量、地下管線密度、地鐵網絡密度等。
城市暴雨積澇災害脆弱性或易損性包括生命脆弱和經濟脆弱性。生命脆弱性因子選擇0-14歲、60歲以上年齡居民,經濟脆弱性選擇平房數量、地下室數量、道路基礎設施類型、道路類型、地下網線、電線等材質、積澇災害等級經濟損失額度比等。
城市暴雨積澇災害防災減災能力包括研究區防澇人員數量、排澇設備數量、反應時間、防澇資金投入、人均可支配收入、積澇災害保險、應急避難所、應急反應時間等?;谏鲜龀鞘斜┯攴e澇災害風險形成機制及四因子分析結果,構建圖2城市暴雨積澇災害風險概念框架。
二、城市暴雨積澇災害風險評價研究方法與技術流程
(一)研究方法
1.自然災害風險指數法
自然災害風險指標未來若干年內可能達到的災害程度及其發生的可能性。在區域自然災害風險形成過程中,危險性(H)、暴露性(E)、脆弱性(V)及防災減災能力(R)四者綜合作用的結果,自然災害風險度計算公式為[7]:
自然災害風險度=H×E×V×R
自然災害危險性是指造成災害的自然變異的程度,主要是災變活動規模(強度)和活動頻次(概率)決定的[8]。當至災因子強度越大、頻次越高,所造成的破壞損失越嚴重,災害風險也就越大。暴露性是指承災體(人、財產、建筑物等)暴露于災害危險中的數量與程度。某地區暴露于危險因素的人、財產等越多即受財產價值密度越高,可能遭受潛在損失就越大,災害風險越大。脆弱性是指在給定危險地區存在的所有任何財產由于潛在的危險因素而造成的傷害或損失程度,綜合反映了自然災害的損失程度。承災體的脆弱性越低,災害損失就越小,災害風險也就越小,反之越大。承災體脆弱性大小,與其物質成分、結構有關,同時與防災減災能力也密切相關。防災減災能力則是指災區在長期或短期內能夠從災害中恢復程度,包括減災投入、應急能力、資源裝備等。防災減災能力越高,可能遭受潛在損失就越小,災害風險越小。
2.層次分析法(AHP)
層次分析法是目前較為常用的一種對指標進行定量分析方法。該方法的思路主要是利用相關領域的多位專家的經驗,對每個因子進行兩兩比較、判斷并賦值,得到判斷矩陣,經過計算得到評價指標中每一個因子的權重值,并進行一致性檢驗。通過對指標進行一對一的比較,可以連續進行并能隨時進行改進,是比較常見的一種計算方法[9、10]。
3.加權綜合評價法
加權綜合評分法是假設由于指標i量化值得不同,而使每個指標i對于特定因子j的影響程度存在差別,公式為:
CVj=∑mi=1QVijWCi (1)
式中,CVj是評價因子的總值,QVij是對于因子j的指標i(QVij),WCi是指標i的重值(0≤WCi≤1),通過AHP方法計算得出,m是評價指標個數。
(二)城市暴雨積澇災害風險評價技術流程
依據上述城市暴雨積澇災害風險形成機制與概念框架,本文提出了城市暴雨積澇災害風險評價基本過程。其過程包括基本步驟如下:1)數據收集與處理;2)城市暴雨積澇災害數據庫構建;3)城市暴雨積澇災害風險辨識與風險模型建立;4)城市暴雨積澇災害風險評價。
圖3 城市暴雨積澇災害風險評價技術流程
三、城市暴雨積澇災害風險評價指標體系與評價模型
(一)城市暴雨積澇災害風險評價體系建立
城市暴雨積澇災害主要對城市居民出行安全[11]、交通、地下管網及基礎設施造成重大威脅。具體表現在當積澇災害發生時會造成城市道路大量積水,造成交通阻塞,居民無法正常出行,在某些積水較重路段會對居民生命安全造成嚴重影響;當地下設施進水,會造成地下設施、管網遭受破壞,地鐵被淹等。根據上述城市暴雨積澇災害風險的形成機制與概念框架,并依據指標體系選取原則,利用層次分析法(AHP),綜合構建城市暴雨積澇災害風險評價指標體系(見下表)。
城市暴雨積澇災害風險評價指標體系表
(二)城市暴雨積澇災害風險評價指標量化
對于指標體系中無法直接量化的指標,可以采取賦值法對該指標進行賦值。如:受教育程度、地下網線、電線等材質,可根據專家經驗賦予相應的值。
(三)城市暴雨積澇災害風險評價模型構建
式中CRWD是城市暴雨積澇災害風險指數,用來表示城市暴雨積澇災害風險程度,其值越大,城市暴雨積澇災害風險指數越大;H、E、V、R分別表示城市暴雨積澇災害風險的危險性、暴露性、脆弱性及防災減災能力因子指數;WH、WE、WV、WR分別表示危險性、暴露性、脆弱性及防災減災能力因子的權重;Xi是指標i量化后的值;Wi為指標i的權重,表示各指標對形成城市暴雨積澇災害風險的主要因子的相對重要性。變量α是常數(0≤α≤1),用來描述防災減災能力對于減少總的CRWD所起的作用。
四、結論
本文依據自然災害風險理論及城市暴雨積澇災害風險形成機制,討論了城市暴雨積澇、城市暴雨積澇災害及城市暴雨積澇災害風險三者之間相關性與差異性,并依此為基礎,給出了城市暴雨積澇災害風險評價的基本概念框架,構建了城市暴雨積澇災害評價指標與模型。城市暴雨積澇災害是近些年城市常見的一種氣象災害,其評價過程較為復雜,目前針對此項研究的內容較少,至今缺乏統一的程序與范式,尤其是針對城市地區小尺度的暴雨積澇災害風險評估理論和方法的系統研究尚待深入開展。因此,本文著重對此方面進行了探討,并提出了一套城市暴雨積澇災害風險評估的思路與方法,創建了城市暴雨積澇災害的風險評估模型與范式,以充實、完善城市自然災害風險評估研究理論與方法,為我國制訂城市暴雨積澇災害風險管理和規劃提供依據。
[參 考 文 獻]
[1]許世遠,王軍,石純,等.沿海城市自然災害風險研究[J].地理學報,2006,61(2):127-138
[2]DIIJEY M,CHEN R S,DEICHMANN U,et aL Natural Disaster Hotspots:A Global Risk Analysis Synthesis Report[R].Washing-ton DC:Hazard Management Unit,World Bank,2005,1-132
[3]殷杰,尹占娥,王軍,等.基于GIS的城市社區暴雨內澇災害風險評估[J].地理與地理信息科學,2009,25(6):93-95.
[4]尹占娥,許世遠,殷杰,等.基于小尺度的城市暴雨內澇災害情景模擬與風險評估[J].地理學報,2010,65(5):555-559
[5]解以揚,韓素芹,由立宏,等.天津市暴雨內澇災害風險分析[J].氣象科學,2004,24(3):343-348
[6]鄭傳新,米浦強,陳劍兵,等.柳州市積澇過程模擬及災害風險評估[J].氣象,2007,33(11):73-7
[7]張繼權,岡田憲夫,多多納裕一.綜合自然災害風險管理-全面整合的模式與中國的戰略選擇[J].自然災害學報,2006,15(1):29-37
[8]張繼權,劉興朋,佟志軍.草原火災風險評價與分區―以吉林省西部草原為例[J].地理研究,2007,26(4):756-760
在進行風險評估前,應首先繪制工程的場地在險價值變化曲線,并以施工進展的不同階段為主線’識別出各個階段可能發生的風險事故,根據其發生時間置于在險財產價值變化曲線上,這樣就便于確 定每一風險事故所致的損失幅度.場地在險價值是指工程場地上所有處于風險中的財產價值的總和,施工期場地在險價值具有“漸增性”的特點,其變化曲線如圖1所示.
CAR承保的是被保險財產在工地因任何自然災害或意外事故造成的物質損壞或滅失,由于自然災害和意外事故的性質和風險分析方法有所不同,下文將分別給出適合的分析方法.
1損失概率與損失幅度均值的確定!!!工程場地自然災害所致的損失概率與損失幅度
自然災害發生概率分析相當于災害學界通常所稱的致災因子分析,這里需要得到的是CAR承保期限即施工期限內場地處的自然災害發生概率,但災害學界通常按災害的重現期與對應強度或者多少年內某超越概率下的災害強度進行災害統計,為此可以將災害重現期通過公式(1)轉化為整個施工期限內該災害的發生概率,這樣,就可以得到保險期。
2施工期意外事故的損失概率與損失幅度絕大部分意外事故的損失概率和損失幅度都需要請相關的富有該類工程設計、施工、監理或保險公估經驗的專家根據經驗和少量歷史損失數據來估計.在估計損失幅度時,在場地在險價值等于意外事故易發時間段中點時刻在險價值的條件下請專家根據經驗估計PML和損失率均值.
!2損失概率和損失幅度范圍的確定
專家估計值會受工程復雜程度、專家知識和經驗以及歷史損失數據數量的影響而具有不確定性.損失概率和損失率的可能取值范圍均為[0,1],在此區間內,專家估計據值的不確定性大小可用損失概率和損失幅度與專家估計值的接近程度來衡量,筆者采用不同的模糊分布來表示這種不確定程度的大小,并根據模糊分布得到損失概率和損失幅度在一定置信水平(或隸屬度水平)下的范圍。為工期內某重現期災害的發生概率;T為重現期(如10,25年式中:!或50年)L為保險期限.
自然災害所致的損失幅度分析也可稱為易損性分析,這里需要估算施工期工程在某強度的某種自然災害下的PML(possiblemaximumloss)和損失率.損失率是指損失額與損失發生時PML的比率,PML通常是指事故發生后內部和外部的風險控制措施全部失效狀況下造成的損失程度,PML小于等于損失發生時的場地在險價值.考慮到工程場地在險價值的漸增性,對于非季節性自然災害(如地震),在場地在險價值等于整個工程最終造價的1/2的條件下請專家估計各種強度的某自然災害下在建工程的損失率均值;對于季節性自然災害(如某些地域暴雨引發的洪水和泥石流),在場地在險價值等于災害易發時間段中點時刻的在險價值的條件下請專家估計在建工程的期望損失率.
以地震為例,由于地震烈度小于等于6時,建筑物發生破壞的情況極為罕見,而地震烈度大于和等于10時已沒有經濟損失意義上的區別,再考慮到在建工程與使用期建筑物相比具有更大的脆弱性,這里考慮的地震烈度范圍為5!10度,通過概率分析得到其對應的發生概率,通過專家估計得到各烈度地震所致的損失率均值,從而得到保險期限內的場地地震強度’概率’損失率關系,如表1所示[7].
1.21專家估計值不確定性大小的度量
專家判斷值的不確定性主要來自于工程的復雜性、專家的知識水平和經驗以及歷史損失數據的多少.筆者將這三個因素按其程度分別分為幾個等級:將工程復雜性分為“很復雜”、“一般復雜”和“不復雜”三個等級;將專家的知識水平和經驗分為“很豐富”和“較豐富”兩個等級;將歷史損失數據的多少分為“幾乎沒有”、“極少”和“有一些”三個等級.這三個因素各自不同程度的組合就確定了專家判斷值的不確定程度.
將專家估計值的不確定程度按損失概率和損失幅度取值與估計值(均值)的接近程度分為六類:完全接近、極為接近、非常接近、較為接近、接近和有點接近,六種情況下的接近程度逐漸減弱.如果估計均值有很大難度,專家可以給出如“損失概率接近但不會超過0.1%”,或“損失概率接近但大于0.1%”的判斷,此時,專家估計值的不確定程度按損失概率和損失幅度取值與估計值的接近程度分為五類:極為接近但低(高)于、非常接近但低(高)于、較為接近但低(高)于、接近但低(高)于和有點接近但低(高)于,
這五種情況下的接近程度逐漸減弱.
度量專家估計值不確定性大小采用的判斷準則如表2所示.
1.2.2用模糊集表示損失概率和損失幅度估計值的不確定性
用不同的隸屬函數或模糊分布來表示損失概率和損失率對于其估計值的接近程度.損失概率/損失率的隸屬函數的構造過程如下:
2算例
(2)燃氣應用系統風險因素。主要包括由于室內管道閥門老化、腐蝕,膠管老化、脫落、損壞,外部機械撞擊,使用不安全灶具(無回火安全防爆裝置和熄火保護裝置),誤操作,自殺和犯罪導致的火災、爆炸和人員中毒事故。
2燃氣供應系統公共安全風險評估體系
根據以上風險分析結果可知,在城鎮燃氣供應系統的流程上首先要保證氣源系統供給安全、輸配系統安全以及應用系統安全。在建立城鎮燃氣供應系統公共安全風險評估體系時,還應增加保障各流程安全的綜合安全管理水平的考核以及外界環境對系統影響程度的考核。因此,將城鎮燃氣供應系統風險的評估指標劃分為五大部分,四個層次,見下表。
3燃氣供應系統公共安全風險評估體系應用
3.1某城市燃氣供應系統概況
某城市燃氣供應系統現有3個門站、3個儲配站、280多個調壓站,民用用戶180萬戶,商服用戶8000戶,管線總長度約5000km,燃氣管網采用環狀管網形式供氣,管線分為高壓、次高壓、中壓和低壓管線,市區均采用埋地敷設。為預防事故采取了一系列安全保障措施,例如媒體長期性免費宣傳、暴露有獎活動、企業強制保險和家庭建議保險相結合、有計劃管網改造、加強安全巡檢和24小時客服等。
3.2指標權重的確定
結合對本城市燃氣供應系統的現場調研、管理咨詢及專家訪談情況,利用層析分析法,確定各指標權重。
中圖分類號:S157.1 文獻標志碼:A 文章編號:1001-5485(2015)12-0041-05
1研究背景
我國是一個多山的國家,山丘區面積約占全國陸地面積的2/3。復雜的地形地質條件、暴雨多發的氣候特征、密集的人口分布和人類活動的影響,導致山洪災害發生頻繁。據《全國山洪災害防治規劃報告》數據統計,我國山丘區流域面積在100km2以上的山溪河流約5萬條,其中70%因受降雨、地形及人類活動影響會發生山洪災害[1]。由于山洪災害的發生具有突發性強、來勢猛、時間短等一系列特點,且其造成的危害對人們的生命財產影響巨大[2],因此,關于山洪災害的研究早在20世紀初就已經開始了。經過半個多世紀的發展,山洪災害的研究已經涉及成因、空間分布特征、災害損失評估、風險評價與制圖等各方面[3-11]。風險評估與管理逐漸也成為國際上倡導和推廣的減災防災有效途徑之一[12]。目前,山洪災情評估工作得到了來自地學工作者、工程專家和各級政府部門的高度重視,并逐漸成為國際性的研究項目。特別是在山洪風險評估方面的表現尤為突出[7-11]。但是,這些評價工作的對象往往是泥石流、滑坡或單純的溪河洪水等單一災種,評價單元基本以行政區域為單元,缺乏流域系統性、災害種類完整性,評價指標選擇也無可比性[2-6]。其次,目前對大尺度范圍上的山洪災害區劃成果,多為如何防治山洪災害的目的進行的,是一種黑箱模型,未完整給出各山洪溝的危險性、易損性和風險等級水平,因而無法準確判斷不同區域的山洪風險等級。因此,本文將借鑒全國山洪災害防治規劃中對山洪災害的定義,將由降雨在山丘區引發的洪水及由山洪誘發的泥石流、滑坡等對國民經濟和人民生命財產造成損失的災害統一納入研究范圍[1]。以小流域為評價單元,開展四川省山洪災害風險評估研究,以期為四川省山洪災害管理及防治提供一定的理論依據。
2研究方法與數據來源
2.1研究方法
本研究對風險評估的方法,仍借鑒聯合國有關自然災害風險的定義,即風險是危險性與易損性的乘積。其中危險性是災害的自然屬性,易損性則是災害的社會屬性。風險分析在危險性和經濟社會易損性分析的疊加基礎上完成。因此,本研究的內容主要包括危險性分析、易損性分析以及二者疊加基礎上的風險分析。最后,在風險分析的結果基礎上,采用一定的區劃原則和方法,結合全國山洪災害防治規劃中的一級區劃和二級區劃,對四川省山洪災害風險進行更進一步的三級分區,形成風險區劃圖。由于在進行危險性和易損性分析時,選取的指標較多,各個指標在危險性和易損性大小中的貢獻不同,為定量評價各指標在其中的權重,本研究選用層次分析法進行分析。其基本原理為:首先建立山洪災害危險性、易損性分析評價指標體系,每一層都有1個或2個評價因素對應上層目標層,根據這些相互影響,相互制約的因素按照它們之間的隸屬關系排成3層評價結構體系;然后,根據專家經驗針對某一個指標相對于另一個指標的重要程度進行打分,打分后即建立判別矩陣。根據山洪災害的成因和特點,結合目前現有數據情況,本研究選取的危險性和易損性評價指標體系見表1和表2。在進行山洪災害危險性和易損性的評價時,為了將不同的指標體系組合后用一個統一的量化標準對其等級進行劃分,首先根據已有數據的分布區間按照StandardDeviation分類方法,對危險性和易損性水平進行劃分,根據實際需要,共劃分為5個等級,各個等級的指標范圍見表1和表2。
2.2數據來源
四川省山洪歷史災害資料來自四川省山洪災害防治分區項目調查數據。該數據以小流域為單元,其面積界定為<200km2[1]的小流域共計2471條(近50a來發生過山洪災害的小流域)。部分縣域,小流域單元數據是由國家氣象局與國家科技基礎條件平臺建設項目———系統科學數據共享平臺提供;四川省內及周邊82個站點年雨量數據來自中國氣象局數據庫;DEM(90m)數據來自SRTM;土地利用數據來自中國科學院資源環境科學數據中心;巖性數據來自中國地質調查局的1∶250萬中國數字地質圖;基礎土壤數據來自中國科學院南京土壤研究所的1∶100萬中國土壤屬性數據庫。
3山洪災害風險評估與區劃
3.1危險性指標體系及評估
根據危險性各評價指標及對各指標數值的綜合統計分析,結合專家的經驗判斷,參與者均為全國山洪災害防治規劃中承擔相應數據資料分析的專家(共3位),各位專家根據經驗判斷各級指標間的相對重要性,然后利用層次分析法確定出危險性各指標的權重值,如表3所示。結合ArcGIS的空間分析計算,將各指標危險性分級圖轉換為柵格格式(見圖1(a)至圖1(e)),結合上表給出的每個指標所確定的綜合權重值,利用ArcGIS的柵格疊加計算功能,可得到山洪災害危險性圖(見圖1(f))。具體計算方法為:山洪災害危險性=0.041×最大24h暴雨極值+0.021×最大24h暴雨極值變差系數+0.207×最大1h暴雨極值+0.105×最大1h時暴雨極值變差系數+0.035×地形坡度+0.04×地形起伏度+0.091×小流域主溝比降+0.19×河網緩沖區+0.071×歷史災害緩沖區。
3.2易損性指標體系及評估危險性
根據易損性評價指標體系,依據層次分析法計算了四川省山洪災害易損性指標的權重值(見表4)。在ArcGIS中,將各指標分級圖轉換為柵格格式(見圖2(a)至圖2(c)),結合表4給出每個指標所確定的綜合權重值,利用ArcGIS的柵格疊加計算功能,可得到山洪災害易損性成果圖(見圖2(d))。具體計算方法即為山洪災害易損性=0.18×溝道兩側范圍人口數量+0.42×溝道兩側范圍人口密度+0.18×地均GDP+0.12×人均住房數量+0.06×歷史災害死亡人數+0.04×歷史災害沖毀房屋數。
3.3山洪風險評估
根據山洪風險度R等于危險度H乘以易損度V的定義,利用ArcGIS的空間分析疊加功能,可以計算山洪災害的風險度圖。在處理數據時,首先將危險性分級圖和易損性分級圖進行歸一化取值(0~1)見表5,然后進行柵格相乘計算,即可得到四川省山洪災害的風險圖,其取值范圍為0~1之間。根據山洪災害風險區等級劃分標準進行分級,可得到四川省山洪災害風險分級圖,如圖3所示。
3.4山洪風險區劃
根據山洪災害風險分級結果,結合全國山洪災害防治規劃中的一、二級防治分區范圍,采用基于空間鄰接系數的聚類分析方法,對風險分級結果中的最小單元進行逐級向上合并,根據主導因素與綜合因素相結合、區域單元內部相對一致、以人為本的經濟社會分析等山洪災害區劃原則,劃分出全國山洪災害風險區劃單元。以四川省山洪災害風險等級為基礎進行最小單元聚類,在ArcGIS中疊加全國山洪災害防治二級區劃(四川省境內)成果,同時根據四川省自然條件和山洪災害防治現狀,將四川省境內的西南地區細分為3個三級區(圖4所示Ⅰ-8-3,Ⅰ-8-1,Ⅰ-8-2),原二級區劃中的藏南地區、藏北地區、秦巴山地區由于面積不大,山洪災害現狀和自然條件比較一致,因此不做進一步劃分(如圖4所示的Ⅲ-1,Ⅲ-2和I-4)。因此,四川省山洪災害風險區劃共涉及6個區劃單元,如圖4所示。在完成風險性等級劃分圖和區劃圖以后,以各風險區劃單元為單位,統計各三級區內風險度等級分布特征。表6為四川省各風險區劃單元內風險度等級面積統計,表7為四川省各風險區風險等級比例統計。從表7中可見,四川盆地及周邊為山洪災害中高風險區,為四川省山洪災害重點防治地區。其它地區山洪災害風險等級較低,在進行山洪災害防治時,應以防治措施為主,同時加強災害監測的預警預報。
4結論
(1)整個四川省的山洪災害風險等級水平處于較高水平,特別是四川盆地及周邊地區是山洪災害的高風險值地區,中風險區等級以上的面積占到了整個四川盆地及周邊總面積的近80%,這一區域也是四川省人口、經濟密度最大的區域,因此山洪災害防治任務艱巨。其次,秦巴山地區是四川省山洪災害次嚴重地區,中風險區等級以上的面積占到了整個四川省秦巴山地區總面積的18%。其它幾個三級區域山洪災害風險水平不高,大多處于低風險和較低風險水平,山洪災害防治應以防治措施為主,同時加強災害監測的預警預報。(2)由于山洪災害的成因機理十分復雜,特別是溪河洪水及其誘發的滑坡、泥石流災害成因更為復雜,在進行山洪災害危險性、易損性評估時,評價指標體系應在深入研究成因機理的基礎上進行選取,但限于目前研究成果和資料的可獲取性限制,本研究風險評估結果的準確性仍有待驗證。
參考文獻:
[1]長江水利委員會.全國山洪災害防治規劃報告[R].武漢:長江水利委員會,2005.(ChangjiangWaterRe-sourcesCommission.TheMountainTorrentDisasterPre-ventionandControloftheNationalPlanningReport[R].Wuhan:ChangjiangWaterResourcesCommission,2005.(inChinese))
[2]唐川,師玉娥.城市山洪災害多目標評估方法探討[J].地理科學進展,2006,25(4):13-21.(TANGChuan,SHIYu-e.Multi-ObjectiveEvaluationMethodofMountainTorrentDisasterinUrbanArea[J].ProgressinGeography,2006,25(4):13-21.(inChinese)
[3]石凝.閩江流域災害性洪水形成機理分析[J].水文,2001,21(3):30-33.(SHINing.FloodingDisas-terMechanismofMinjiangRiverWatershed[J].Hydrol-ogy,2001,21(3):30-33.(inChinese))
[4]謝洪,陳杰,馬東濤.2002年6月陜西佛坪山洪災害成因及特征[J].災害學,2002,17(4):42-47.(XIEHong,CHENJie,MADong-tao.MountainTorrentDisasterCausesandCharacteristicsofFoping,ShaanxiProvinceinJune,2002[J].Journalofcatastrophology,2002,17(4):42-47.(inChinese))
[5]韋方強,崔鵬,鐘敦倫.泥石流預報分類及其研究現狀和發展方向[J].自然災害學報,2004,13(5):10-15.(WEIFang-qiang,CUIPeng,ZHONGDun-lun.ClassificationofDebrisFlowForecastandItsPresentSta-tusandDevelopmentinReseach[J].JournalofNaturalDisasters,2004,13(5):10-15.(inChinese))
[6]許有鵬,于瑞宏,馬宗偉.長江中下游洪水災害成因及洪水特征模擬分析[J].長江流域資源與環境,2005,14(5):638-644.(XUYou-peng,YURui-hong,MAZong-wei.CauseofFloodDisastersandFloodCharacter-isticSimulationAnalysisoftheMiddleandLowerRea-chesoftheYangtzeRiver[J].ResourcesandEnviron-mentintheYangtzeBasin,2005,14(5):638-644.(inChinese))
[7]張春山,李國俊,張業成,等.黃河上游地區崩塌、滑坡、泥石流地質災害區域危險性評價[J].地質力學學報,2003,9(2):143-153.(ZHANGChun-shan,LIGuo-jun,ZHANGYe-cheng,etal.Collapse,LandslideandDebrisFlowandGeologicalDisastersRiskAssess-mentofUpstreamoftheYellowRiver[J].JournalofGe-omechanics,2003,9(2):143-153.(inChinese))
[8]趙士鵬.中國山洪災害的整體特征及其危險度區劃的初步研究[J].自然災害學報,1996,5(3):93-99.(ZHAOShi-peng.AnElementaryStudyonWholeChar-acteristicsofMountainTorrentsDisasterSysteminChinaandItsHazardRegionalization[J].JournalofNaturalDisasters,1996,5(3):93-99.(inChinese))
雷電災害是“聯合國國際減災十年”公布的最嚴重的十種自然災害之一。近年來,隨著經濟社會發展和現代化水平的提高,特別是信息技術的快速發展,城市高層建筑物日益增多,雷擊事故逐年增多,雷電災害危害程度和造成的經濟損失及社會影響也越來越大。我市是雷電災害多發區,年雷暴日數高達58天,最多時達到100天,每年由于雷擊造成的人員傷亡和財產損失非常嚴重。雷電災害風險評估是雷擊風險處理和災害防治的前提和基礎。各級各部門要充分認識防雷減災工作的重要性和雷電災害多發的嚴峻形勢,消除麻痹思想和僥幸心理,切實增強責任感和使命感,堅持“預防為主、防治結合”的方針,嚴格按照防雷減災工作的有關法律法規規章要求,切實落實防雷減災職責和雷電災害風險評估等管理制度,保障人民生命財產安全。要建立健全雷擊事故責任追究制度,對因防護措施不到位或災害應急處置不得力造成重大事故的,要依法追究有關人員的責任。
二、明確雷電災害風險評估工作范圍
按照《防雷減災管理辦法》的有關規定,根據我市雷電環境特點以及國家雷電災害風險評估規范標準,大型建設工程和高層建筑、重點工程、爆炸和火災危險環境、人員密集場所等項目,應當進行雷電災害風險評估,以確保公共安全,具體范圍包括:
(一)大型企業,化工企業;
(二)石油石化、爆破器材、煙花爆竹及其他易燃易爆物品生產供應儲存場所;
(三)發射塔、基站等通訊設施,機場、高鐵、輕軌、隧道、索道、高速公路等交通設施;
(四)高聳觀光塔(梯)、高層建(構)筑物(包括建筑面積3萬平方米以上或30米以上高度的各類建〈構〉筑物)、高架橋、大型游樂設施;
(五)重點文物保護建(構)筑物;
(六)車站、醫院、學校、商場、體育場館、影劇院、居(村)民集中居住區等人員密集場所;
(七)水、電、氣、風電場等能源生產供應儲存設施;