長三角地區(qū)多災(zāi)種綜合風(fēng)險度評估

長三角地區(qū)多災(zāi)種綜合風(fēng)險度評估

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，自然破壞因素的影響范圍和損失變得越來越大。中國的自然災(zāi)害具有種類繁多,影響范圍廣,災(zāi)害損失大等特點,一個地區(qū)常常受多種致災(zāi)因子的影響。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國大約平均每15a發(fā)生一次超過10萬人的災(zāi)害事件,每60～70a發(fā)生一次死亡超過100萬人次的災(zāi)害事件。長江三角洲地處我國東部沿海地區(qū)中部,包括江蘇東南部、上海市和浙江東北部,面積約10萬km2。據(jù)中國統(tǒng)計年鑒2004,在其占全國1%面積,8%人口的土地上,創(chuàng)造了占全國18.7%的國內(nèi)生產(chǎn)總值、22%的財政收入和18.4%的外貿(mào)出口,為我國的經(jīng)濟發(fā)展中心之一。1949-2000年間,登陸我國大陸的臺風(fēng)中有16%從長三角地區(qū)登陸,近30%對該區(qū)域造成了不同程度的影響,另該地區(qū)也是洪水頻發(fā)區(qū),1991年與1999年太湖流域兩次洪澇災(zāi)害分別致使該區(qū)域直接經(jīng)濟損失達110億元和141億元(數(shù)據(jù)來源:北京師范大學(xué)環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點實驗室自然災(zāi)害數(shù)據(jù)庫)。所以,長三角地區(qū)也是我國臺風(fēng)和洪水的主要影響區(qū)。隨著人們對災(zāi)害認識的不斷深入和對災(zāi)害研究的加強,已經(jīng)具有了多種針對地震、洪水、臺風(fēng)等單致災(zāi)因子的風(fēng)險評估方法,然而當前不同致災(zāi)因子之間的共同作用給社會造成的風(fēng)險遠甚于單一災(zāi)害風(fēng)險的影響,單致災(zāi)因子的風(fēng)險分析再也無法有效應(yīng)對人類面臨的日益復(fù)雜的自然災(zāi)害風(fēng)險,要有效地減輕和控制災(zāi)害風(fēng)險,就必須采用更加綜合的方式將多種致災(zāi)因子放到一個系統(tǒng)中進行綜合評價,來反映它們的綜合風(fēng)險程度。對區(qū)域綜合災(zāi)害風(fēng)險的研究,不僅有助于自然災(zāi)害的整體預(yù)防與治理,政府制定防災(zāi)救災(zāi)規(guī)劃,合理安排籌措救災(zāi)資金,根據(jù)自然災(zāi)害地域風(fēng)險性的差異來調(diào)整國民經(jīng)濟發(fā)展布局,促進國民經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展,還有利于災(zāi)害保險制度的建立,特別是綜合險的建立和保險費率的厘定,并且有利于政府和人民正確認識災(zāi)害,提高災(zāi)害意識,從而推動社會減災(zāi)事業(yè)的發(fā)展。為此本文以長三角地區(qū)為例,以縣級行政單元為基本分析單元,選取臺風(fēng)、洪水和地震三種致災(zāi)因子,對人類生命體多災(zāi)種綜合風(fēng)險進行探討。1多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估模型多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估是在單災(zāi)種風(fēng)險評估基礎(chǔ)上進行的,所采用的評估方法與單災(zāi)種風(fēng)險評估方法基本相同,其主要區(qū)別是把動力來源不同、特征各異的多種自然災(zāi)害納入到一個系統(tǒng)進行綜合評價,評價一定區(qū)域內(nèi)不同類型的多種致災(zāi)因子所引起的社會、環(huán)境、經(jīng)濟的可能損失的總和,反映其綜合風(fēng)險程度。目前,國際上常用的多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估方法大體可歸納如表1。表1中所描述的大多數(shù)評價方法在將各致災(zāi)因子合并時,權(quán)重的選擇大多使用了簡單相加的計算方法或?qū)＜掖蚍址?。前者雖然操作簡單,但不能體現(xiàn)出不同致災(zāi)因子對同一區(qū)域影響程度的不同。后者的優(yōu)點是集思廣益,準確性高,但實現(xiàn)過程比較復(fù)雜、嚴格,人為主觀性甚至隨意性不易控制。綜合以上考慮,本文通過長三角地區(qū)歷史上各致災(zāi)因子致死人數(shù)作為合并致災(zāi)因子時的權(quán)重。進行承災(zāi)體脆弱性和暴露性的評價時,選取相關(guān)度較高的人口密度、性別比例、年齡結(jié)構(gòu)、交通狀況、通信設(shè)施、醫(yī)療狀況等指標,既使計算綜合風(fēng)險的方法簡單易行,也使結(jié)果盡可能接近實際。2長期存在的人類生命和多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估方法2.1外市分布及區(qū)域本文所研究的長三角地區(qū)是指包括上海市,江蘇省的南京、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、南通、揚州和泰州,以及浙江省的杭州、寧波、嘉興、湖州、紹興、舟山和臺州市16個地級市、共140個縣級市在內(nèi)的區(qū)域。本文主要涉及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)和自然災(zāi)害數(shù)據(jù)兩類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源由表2所示。2.2評估方法2.2.1指標體系的建立(1)洪水致災(zāi)因子trt結(jié)合長三角的歷史災(zāi)害情況,主要針對臺風(fēng)、洪水和地震3種致災(zāi)因子進行評估。分別以歷史臺風(fēng)的影響次數(shù)、洪水的發(fā)生次數(shù)以及地震烈度(作為近似值,替代地震致災(zāi)因子),作為致災(zāi)因子的強度評價指標。對于臺風(fēng)致災(zāi)因子,將140個縣市1949-2000年受臺風(fēng)影響的次數(shù)(臺風(fēng)影響半徑按歷史上7級風(fēng)半徑的平均值計)進行歸一化處理,得臺風(fēng)致災(zāi)因子的強度。同理,對各縣域1949-2000年洪水發(fā)生次數(shù)(報刊數(shù)據(jù)庫記錄的受影響次數(shù))進行處理,得洪水致災(zāi)因子強度。地震方面,選用第三代地震烈度區(qū)劃圖,由于1個縣可能位于多個地震烈度帶上,以各縣市分別處于各烈度帶的面積作為權(quán)重計算出該縣的平均烈度,將所得平均烈度數(shù)據(jù)歸一化后,得地震致災(zāi)因子強度。(2)人類土地脆弱性綜合評價脆弱性包括來自自然、社會、經(jīng)濟和環(huán)境等因素的綜合狀態(tài)或過程,并決定了承災(zāi)體在給定致災(zāi)因子的作用下遭受破壞的可能性和大小。本文以致災(zāi)因子對人類作用為出發(fā)點,如表4所示,從與之密切相關(guān)的性別比例、年齡結(jié)構(gòu)、交通狀況、通信設(shè)施和醫(yī)療狀況5方面選取9個評價指標構(gòu)建脆弱性評價指標體系,對長三角地區(qū)140個縣級市人類生命體的脆弱性進行綜合評價。不同性別和年齡人群的身體條件,決定了面對災(zāi)害時自身脆弱性的不同;交通狀況直接影響災(zāi)前和災(zāi)時的避難,災(zāi)中的應(yīng)急疏散和災(zāi)后的救援工作;發(fā)達的通信設(shè)施,利于傳遞災(zāi)害的相關(guān)信息,提前做好防災(zāi)準備及災(zāi)后的相關(guān)防治;醫(yī)療條件的好壞影響災(zāi)后對傷員的救治,發(fā)達的醫(yī)療條件有助于減少傷員的死亡。(3)災(zāi)難暴露評估體系的結(jié)論選取長三角地區(qū)的2006年縣級單元人口密度,作為承災(zāi)體暴露性評價指標。2.2.2多災(zāi)種綜合風(fēng)險度指數(shù)計算風(fēng)險度由致災(zāi)因子危險度、承災(zāi)體脆弱性和暴露性三者共同決定。因此本文依據(jù)下列公式(1)采用圖1所示流程,將歸一化后的致災(zāi)因子指數(shù)、脆弱性指數(shù)和暴露性指數(shù)合并,并用下列公式(2)歸一化后得最終的多災(zāi)種綜合風(fēng)險度指數(shù)。Ri=Hi×Vi×Ei.(1)Rindex=Ri??√3.(2)Ri=Ηi×Vi×Ei.(1)Rindex=Ri3.(2)式中:Hi——多致災(zāi)因子強度指數(shù);Vi——承災(zāi)體脆弱性指數(shù);Ei——承災(zāi)體暴露性指數(shù);Ri——綜合風(fēng)險度;Rindex——綜合風(fēng)險度指數(shù)(對Ri進行歸一化處理)。致災(zāi)因子強度指數(shù)、承災(zāi)體脆弱性指數(shù)和承災(zāi)體暴露性指數(shù)的計算方法分別如下:(1)單次災(zāi)害造成的死亡人數(shù)與致災(zāi)因子權(quán)重在進行多致災(zāi)因子強度評價時,結(jié)合前人經(jīng)驗,高慶華、馬宗晉20世紀90年代編制全國自然災(zāi)害區(qū)劃圖時,曾根據(jù)各類自然災(zāi)害對人們生命財產(chǎn)影響的程度經(jīng)過加權(quán)計算得出各地自然災(zāi)害災(zāi)度等級,本文以歷史災(zāi)害損失確定各致災(zāi)因子權(quán)重。表3列出了1949-2000年長三角地區(qū)由臺風(fēng)、洪水和地震造成的死亡人數(shù),從中可以看出由各致災(zāi)因子造成的年均死亡人數(shù)確定的權(quán)重與由單次災(zāi)害的最大死亡造成的死亡人數(shù)所確定的權(quán)重基本相同,由此可忽略單次最大災(zāi)害的影響,選取年均死亡人數(shù)確定權(quán)重。以此權(quán)重將單致災(zāi)因子強度進行加和得多致災(zāi)因子強度指數(shù)(公式(3)),并將所得數(shù)值歸一化處理。Hi=0.5523×HTi+0.4434×HFi×0.0043×HEi(3)Ηi=0.5523×ΗΤi+0.4434×ΗFi×0.0043×ΗEi(3)式中:Hi——多致災(zāi)因子強度指數(shù);HTi——臺風(fēng)強度指數(shù);HFi——洪水強度指數(shù);HEi——地震強度指數(shù)。(2)承災(zāi)體脆弱性指數(shù)綜合值的計算通過熵值法計算得各指標的權(quán)重wi(表4)。最后,運用權(quán)重wi將各指標加和計算得長三角地區(qū)140個縣級市脆弱性指數(shù)的綜合值,并將數(shù)值歸一化得承災(zāi)體脆弱性指數(shù)Vi。(3)災(zāi)難時期的暴露度分析承災(zāi)體即人口,選用人口密度來表示暴露性,將140個縣的人口密度數(shù)據(jù)進行歸一化處理,即得各縣市的承災(zāi)體暴露性指數(shù)Ei。3長邊人類生命多災(zāi)種綜合風(fēng)險評價結(jié)果3.1多致災(zāi)因子強度依據(jù)公式(3)得多致災(zāi)因子強度指數(shù),將其歸一化后分布如表5所示,按致災(zāi)因子強度指數(shù)值將140個縣分為5個等級,結(jié)果如圖2。多致災(zāi)因子的強度表示的是致災(zāi)因子的發(fā)生頻率和嚴重程度,因此,多致災(zāi)因子強度圖只是災(zāi)害圖,而不是風(fēng)險圖。圖2的評價結(jié)果表明:(1)屬致災(zāi)因子強度指數(shù)最高等級的縣域有24個,主要分布在臺州、舟山、上海和杭州的部分區(qū)域。臺州市東南部和舟山市受臺風(fēng)影響次數(shù)較多;上海市發(fā)生洪水的次數(shù)比較多。(2)致災(zāi)因子強度指數(shù)值0.6<Hi≤0.8的縣域單元有22個,臺州、寧波以及紹興部分區(qū)域由于受臺風(fēng)影響次數(shù)較多;湖州、蘇州洪水發(fā)生次數(shù)較多。(3)致災(zāi)因子強度Hi值的區(qū)域規(guī)律基本是東南部高,西北部低。3.2最高等級的縣域及單元歸一化后得到的各縣市脆弱性指數(shù)分布如表6所示,按脆弱性指數(shù)將140個縣分為5個等級,結(jié)果如圖3。圖3的評價結(jié)果表明:(1)脆弱性指數(shù)最高等級的縣域有8個,杭州的淳安縣和臨安市、泰州的興化市、南通的如東縣、南京的高淳縣以及臺州市的仙居縣和天臺縣。(2)脆弱性指數(shù)0.3<Vi≤0.6的縣域單元有32個,均為偏離地級市中心的縣市。(3)由于各地級市的中心由于交通狀況、通信設(shè)施、醫(yī)療狀況相比其他地區(qū)較為發(fā)達,所以脆弱性指數(shù)Vi值的區(qū)域分布規(guī)律基本是各地級市的中心區(qū)域脆弱性指數(shù)較低,相對應(yīng)的偏離地級市中心的縣市則脆弱性指數(shù)要高一些。3.3長期標準覆蓋將歸一化的人口密度數(shù)據(jù)劃分為5個等級,表示如圖4。從圖4中可以看出:上海市的人口密度最大;人口密度基本上從東北到西南呈遞減趨勢。3.4風(fēng)險度指數(shù)由式(1)、式(2)計算得多災(zāi)種綜合風(fēng)險度指數(shù)分布如表7,按風(fēng)險度指數(shù)將140個縣分為5個等級,結(jié)果如圖5。由歸一化后的致災(zāi)因子強度指數(shù)、承災(zāi)體脆弱性指數(shù)和暴露性指數(shù)計算得到的多災(zāi)種綜合風(fēng)險度指數(shù)是一個相對值,表示長三角區(qū)域各個縣級市的人口生命多致災(zāi)因子相對風(fēng)險大小。圖5的評價結(jié)果表明:(1)風(fēng)險度指數(shù)最高等級(Rindex>0.18)的縣域有9個,主要分布在上海市中心區(qū)域、臺州市的北部。(2)風(fēng)險度指數(shù)值0.15<Rindex≤0.18的縣域單元有13個,分布在上海、臺州以及南通的部分區(qū)域。(3)風(fēng)險度指數(shù)值0.12<Rindex≤0.15的縣域單元有25個,基本分布在長三角區(qū)域東北部的泰州、南通和南部的杭州、紹興和嘉興。(4)從長三角整個區(qū)域來看,東北部、南部以及中東部的上海市風(fēng)險度指數(shù)要高于其他區(qū)域,西北部的鎮(zhèn)江、常州風(fēng)險指數(shù)最低。4不同致災(zāi)因子的風(fēng)險評價本文通過以歷史災(zāi)害損失確定權(quán)重的方法計算得出了長三角地區(qū)人類生命體多災(zāi)種綜合風(fēng)險度指數(shù)分布,結(jié)果表明:上海8區(qū)由于人口密度高(承災(zāi)體暴露性指數(shù)高)與致災(zāi)因子強度指數(shù)高(受洪水影響次數(shù)較多)造成風(fēng)險較高;臺州市的溫嶺市雖然人口密度及脆弱性適中,但受臺風(fēng)影響較多致使風(fēng)險較高。西北部區(qū)域受各致災(zāi)因子的影響較小,人口密度適中,交通狀況、通信設(shè)施、醫(yī)療狀況等也處于中等水平,故承災(zāi)體暴露性指數(shù)與脆弱性指數(shù)均處于中等偏下水平,綜合風(fēng)險度指數(shù)相對較低。杭州西南縣市的致災(zāi)因子屬中等強度,雖然其脆弱性指數(shù)較高,但由于人口密度極低,致使該地區(qū)的綜合風(fēng)險度指數(shù)相對較低。本文采用的評價