引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的方法研究

韓 松 李 娜

(中國水利水電科學(xué)研究院 北京 100038)

國家 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》自1994年頒布實(shí)施以來,在防洪規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理等方面發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。但是,在確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí),主要是根據(jù)城市的非農(nóng)業(yè)人口數(shù)量來確定相應(yīng)的等級(jí),并沒有充分考慮城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資產(chǎn)總量等因素,這樣可能會(huì)導(dǎo)致防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定與實(shí)際情況之間存在偏差。

目前,國內(nèi)尚無改進(jìn)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)確定方法的相關(guān)研究,歐美等發(fā)達(dá)國家 (除前蘇聯(lián))也沒有制定統(tǒng)一的防洪標(biāo)準(zhǔn),而是由各地方政府負(fù)責(zé)確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。國外許多城市為確定適宜的防洪標(biāo)準(zhǔn),較為普遍的是采用風(fēng)險(xiǎn)分析方法。

1 城市洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析與防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

洪水是一隨機(jī)水文事件,其影響程度一般與其發(fā)生的強(qiáng)度及時(shí)空分布相關(guān)。受洪水影響的人類社會(huì)與自然環(huán)境具有一定的脆弱性或遭受損失 (人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中斷等)的可能性,稱為易損度[1]。城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)正是由洪水與易損度兩方面因素相互作用而產(chǎn)生的。

由于現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)高度復(fù)雜,在確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)過程中,存在許多難以量化的不確定因素。而從風(fēng)險(xiǎn)分析的角度出發(fā),不僅可以考慮洪水事件的特性,還可以綜合分析社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及其它不確定因素的影響。通過對(duì)城市洪水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析,就可以為評(píng)價(jià)城市的防洪重要性等級(jí)、確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)提供信息。

2 城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

從洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的戰(zhàn)略高度來看,城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析不僅要考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素,還要考慮洪水事件所產(chǎn)生的政治、社會(huì)影響,同時(shí)還應(yīng)涉及到城市的防災(zāi)能力,以及是否能夠恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用好防災(zāi)能力。城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的高低主要取決于洪水危險(xiǎn)性 (即可能遭受的災(zāi)害和程度)、承災(zāi)體 (可能受災(zāi)對(duì)象)和易損性 (即缺少抵抗力或者準(zhǔn)備)三個(gè)方面的因素[2]。不同承災(zāi)體遭遇同一強(qiáng)度的洪水,損失的程度會(huì)不一樣,同一承災(zāi)體遭遇不同類型的災(zāi)害或不同強(qiáng)度洪水,損失程度也不一樣,即洪災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)特性不同。同樣,因抗災(zāi)能力不同,承災(zāi)體遭受的損失程度也可能不同。圖1即為構(gòu)建的城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

圖1 城市洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)圖中所示的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,可以確定影響城市洪災(zāi)的主要風(fēng)險(xiǎn)因子。如有條件針對(duì)每個(gè)因子進(jìn)行量化分析,則可以對(duì)城市洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。但由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料的限制,本文只考慮引入非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP和固定資產(chǎn)指標(biāo),輔助確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。

3 引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的方法研究

3.1 我國城市非農(nóng)業(yè)人口與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、固定資產(chǎn)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系分析

以2006年中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)[3],統(tǒng)計(jì)分析了我國地級(jí)及以上城市的非農(nóng)業(yè)人口與城市GDP及人均GDP之間的關(guān)系。其中,城市非農(nóng)業(yè)人口與城市GDP之間的相關(guān)系數(shù)為0.9258,而城市人均GDP與城市非農(nóng)業(yè)人口之間也存在一定的規(guī)律,即非農(nóng)業(yè)人口數(shù)量較多的城市,其人均GDP水平也相應(yīng)較高。

由于我國城市統(tǒng)計(jì)年鑒中沒有關(guān)于城市固定資產(chǎn)的數(shù)據(jù),故擬采用城市限額以上工業(yè)企業(yè)的固定資產(chǎn)凈值年平均余額作為衡量城市固定資產(chǎn)的指標(biāo)。固定資產(chǎn)凈值年平均余額可理解為固定資產(chǎn)中有價(jià)值部分在一年中的平均值,那么以 “固定資產(chǎn)有效部分均值”表示受洪災(zāi)威脅的固定資產(chǎn)是合理的。通過計(jì)算得到我國城市非農(nóng)業(yè)人口與固定資產(chǎn)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)為0.808,說明二者之間也具有較好的相關(guān)關(guān)系。

通過分析經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、固定資產(chǎn)指標(biāo)與城市非農(nóng)業(yè)人口之間的相關(guān)關(guān)系,可以認(rèn)為與引入經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、固定資產(chǎn)指標(biāo)輔助確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn),不至于與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的非農(nóng)業(yè)人口指標(biāo)相抵觸,表明引入這兩項(xiàng)指標(biāo)輔助確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的方法具有一定的可行性。

3.2 確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)的指數(shù)化計(jì)算與等級(jí)劃分

3.2.1 確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)的指數(shù)化計(jì)算

由式(5)、式(6)可得，耦合供熱系統(tǒng)，單獨(dú)以空氣源熱泵供熱，需要空氣源熱泵5800 kW；單獨(dú)以燃?xì)忮仩t供熱，需要4570 kW.

為降低非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP以及固定資產(chǎn)增長對(duì)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)確定的影響,引入了 “城市非農(nóng)業(yè)人口指數(shù)”ω、“城市人均GDP指數(shù)”ρ、“城市固定資產(chǎn)指數(shù)”α,用以反映各城市的非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP、固定資產(chǎn)在全國范圍內(nèi)的相對(duì)水平,三種指數(shù)的計(jì)算公式如下:

其中,f,r,g分別代表某一城市的非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP和固定資產(chǎn);F,R,G分別代表全國城市非農(nóng)業(yè)人口平均值、人均GDP平均值以及固定資產(chǎn)平均值。

3.2.2 確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)的等級(jí)劃分

對(duì)于確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP、固定資產(chǎn)指標(biāo)等級(jí),可參照國內(nèi)外已有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。其中,非農(nóng)業(yè)人口指標(biāo)的等級(jí)劃分,可參照我國1994年頒布的 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 (表1)[4];人均GDP指標(biāo)的等級(jí)劃分,可參照世界銀行公布的國家收入等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (表2)[5]。由于目前國內(nèi)外沒有城市固定資產(chǎn)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)可以參考,只能以現(xiàn)有的城市固定資產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析其分布規(guī)律,從而判定固定資產(chǎn)等級(jí),大致確定固定資產(chǎn)指數(shù)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)。

表1 城市的等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn)

表2 按人均GDP劃分的城市收入等級(jí)

根據(jù)城市非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP和固定資產(chǎn)等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn),并通過計(jì)算非農(nóng)業(yè)人口指數(shù)、人均GDP指數(shù)和固定資產(chǎn)指數(shù),可得到按各指標(biāo)的指數(shù)化后等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表3 城市非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP與固定資產(chǎn)等級(jí)的劃分

3.3 引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)輔助確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)劃分與檢驗(yàn)

3.3.1 城市綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的確定與計(jì)算

在確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí),如能綜合考慮城市非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP及固定資產(chǎn)三種因素,則可更全面地表征城市洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特性,使確定防洪標(biāo)準(zhǔn)的工作更具科學(xué)性。因此,擬將城市非農(nóng)業(yè)人口指數(shù)、人均GDP指數(shù)、固定資產(chǎn)指數(shù)三者的乘積作為確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。關(guān)于城市綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)s的計(jì)算公式如下:

s=ω?ρ?α (4)

式中,ω為非農(nóng)業(yè)人口指數(shù);ρ為人均GDP指數(shù);α為固定資產(chǎn)指數(shù)。

3.3.2 引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的建立

結(jié)合表3中城市非農(nóng)業(yè)人口、人均GDP與固定資產(chǎn)等級(jí)的劃分情況,并在現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,將包含非農(nóng)業(yè)人口指數(shù)、人均GDP指數(shù)、固定資產(chǎn)指數(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)融入其中,建立新的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)劃分等級(jí)(表4)。

表4 城市的等級(jí)、綜合指標(biāo)S和防洪標(biāo)準(zhǔn)

為保證與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的一致性,新標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際運(yùn)用時(shí),首先應(yīng)根據(jù)城市的非農(nóng)業(yè)人口確定其防洪重要性等級(jí),再根據(jù)城市的綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)所屬的范圍,輔助確定其防洪標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.3 引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的檢驗(yàn)

為驗(yàn)證新標(biāo)準(zhǔn)的合理性,可根據(jù)城市統(tǒng)計(jì)年鑒中的數(shù)據(jù),計(jì)算各城市的綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)s,以確定其防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí),具體檢驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 綜合人口、人均GDP、固定資產(chǎn)指標(biāo)需要調(diào)整防洪標(biāo)準(zhǔn)的城市

從表中可以看到:根據(jù)新的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)劃分等級(jí),大慶、寧波、東營等30座城市需要上調(diào)防洪標(biāo)準(zhǔn),表明這些城市現(xiàn)有的防洪標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)落后于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,與城市固定資產(chǎn)的量級(jí)已不匹配,難以保證其應(yīng)有的防洪安全需求。另外,除一般城鎮(zhèn),其它等級(jí)城市的保證率都在87%以上,全部地級(jí)及以上城市的保證率達(dá)到了89.40%,表明按照新標(biāo)準(zhǔn)確定的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)確定的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)保持了較好的一致性,體現(xiàn)了新標(biāo)準(zhǔn)的合理性與可行性。

4 結(jié)論

在分析城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特性的基礎(chǔ)上,建立了能夠反映城市人口、人均GDP水平、固定資產(chǎn)等級(jí)的綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),并提出引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的新方法。使用該方法確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)保持了較好一致性,調(diào)整率僅為10.6%。在新標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分下,大慶、蘇州、寧波等30座經(jīng)濟(jì)水平、人口與資產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較為突出的城市,需要調(diào)整防洪標(biāo)準(zhǔn)。文中引入綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)輔助確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn),考慮了人口、經(jīng)濟(jì)、資產(chǎn)三個(gè)方面的因素,使得防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定更具科學(xué)性、合理性,能夠更好地適應(yīng)我國當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求,可以為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供參考。

1 William J.Petak Artrur A.Aisson著.向立云,程曉陶等譯.自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與減災(zāi)政策[M].地震出版社,1993.

2 中國洪水管理戰(zhàn)略研究項(xiàng)目組.中國洪水管理戰(zhàn)略框架和行動(dòng)計(jì)劃[J].中國水利,2006,(23):7-26.

3 國家統(tǒng)計(jì)局城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查司.2006中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京:中國統(tǒng)計(jì)出版社,2006.

4 GB50210-94,防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].

5 The World Bank,2006 world development report:equity and development[R].http://www.worldbank.org,2006.

6 李娜,向立云.防洪抗旱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系存在問題及修訂建議[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2006,(5):1-5.

7 朱杰.上海市區(qū)遠(yuǎn)景防洪標(biāo)準(zhǔn)研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2006,(1):13-18.