自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義及其表征方法*

馬保成

(西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054)

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自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義及其表征方法*

馬保成

(西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054)

自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)管理是災(zāi)害學(xué)科的重要研究領(lǐng)域，但是自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義及其表征方法仍未得到統(tǒng)一認(rèn)識。歸納分析了現(xiàn)有的幾種自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義，給出自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義的要點(diǎn)，即風(fēng)險(xiǎn)概率、潛在損失大小和評價(jià)時(shí)間基準(zhǔn)，據(jù)此提出了自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)三維表達(dá)式；分析了風(fēng)險(xiǎn)概率、損失的構(gòu)成要素及其計(jì)算方法；總結(jié)得出自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的三種表征方法，即風(fēng)險(xiǎn)圖法、風(fēng)險(xiǎn)曲線法和公式法。研究對自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定量評價(jià)具有理論意義。

自然災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)定義；風(fēng)險(xiǎn)表征

隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富總量不斷增長，世界文明也發(fā)展到新的高度。但是，災(zāi)害與人類的發(fā)展史從未分離過，特別是自然環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞之后，自然災(zāi)害對人類社會產(chǎn)生的不利影響也顯著增強(qiáng)。在全球氣候變化的大環(huán)境下，每年受災(zāi)害影響的人數(shù)以億計(jì)，災(zāi)害問題已經(jīng)成為全球性的問題之一。通過風(fēng)險(xiǎn)管理來降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，已成為減災(zāi)科技界的共識和當(dāng)務(wù)之急[1-4]。

風(fēng)險(xiǎn)最早見于19世紀(jì)末的西方經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中。到20世紀(jì)50年代，風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)管理作為一門學(xué)問，在經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)和管理科學(xué)等領(lǐng)域得到發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)及其管理在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域得到前所未有的關(guān)注，至今仍是世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)[1-10]。其中，國際減災(zāi)十年(IDNDR)活動產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。21世紀(jì)以來開展的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估國際計(jì)劃就有災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)劃(DRI)、多發(fā)區(qū)指標(biāo)計(jì)劃(Hotspots)和美洲計(jì)劃(American Programme)等[11]。

對于風(fēng)險(xiǎn)管理的內(nèi)容，較為公認(rèn)的觀點(diǎn)是包括風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)評估(估計(jì))、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)決策與應(yīng)對以及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視與控制等主要環(huán)節(jié)。其中，風(fēng)險(xiǎn)識別主要明確可能存在的災(zāi)害類型及其主控因素，并定性判定災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)大??；風(fēng)險(xiǎn)評估一般包括致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評估、承災(zāi)體易損性評估以及潛在損失評估，定量計(jì)算得出風(fēng)險(xiǎn)值的大小；風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)則是給出風(fēng)險(xiǎn)等級，判斷其可接受水平；風(fēng)險(xiǎn)決策與應(yīng)對則需要不同決策主體考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多種因素，給出具體的決策方案和應(yīng)對計(jì)劃，并實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)減輕、風(fēng)險(xiǎn)回避等處置措施；風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控則針對風(fēng)險(xiǎn)計(jì)劃實(shí)施過程中的殘余風(fēng)險(xiǎn)或二次風(fēng)險(xiǎn)，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行生命周期的跟蹤，必要時(shí)啟動新的風(fēng)險(xiǎn)分析與處置程序。由此可見，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是防災(zāi)減災(zāi)工作的基礎(chǔ)，可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的確定關(guān)系到風(fēng)險(xiǎn)決策的實(shí)施。因此，要加強(qiáng)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理能力，就必須回答好災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估和可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)這兩個關(guān)鍵問題。

要確定風(fēng)險(xiǎn)的可接受水平，前提是定量回答風(fēng)險(xiǎn)評估的相關(guān)問題。近年來，國內(nèi)外有關(guān)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估[1-15]和可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)[16-18]的研究越來越多。然而，目前的風(fēng)險(xiǎn)評估仍以定性或半定量為主，而定量方法較少。因此，現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評估方法的實(shí)用性是有限的，尚不能為風(fēng)險(xiǎn)決策提供切實(shí)可靠的依據(jù)。

其中的一個原因是，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義仍未統(tǒng)一，基于不同定義也就出現(xiàn)了不同的風(fēng)險(xiǎn)表征方法。由于不同研究者使用了不同的風(fēng)險(xiǎn)評估表達(dá)式，也給可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的制定帶來了困難。因此，進(jìn)一步探討自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義，分析其表征方法，是十分必要的。

1 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義

“風(fēng)險(xiǎn)”的英文是Risk。關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)的定義，國內(nèi)外已有很多種，至今學(xué)術(shù)界仍未統(tǒng)一?？傮w上看，有狹義、廣義之分，狹義的定義主要考慮事件發(fā)生概率，而廣義定義還包括風(fēng)險(xiǎn)事件導(dǎo)致的后果[16]。由于研究側(cè)重點(diǎn)的差異，研究對象的不同，學(xué)者們根據(jù)研究需要使用了有區(qū)別的風(fēng)險(xiǎn)定義。表1中羅列了一些定義方法，僅供參考。

表1 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義

本文不是要給出權(quán)威的、最終的、完備的風(fēng)險(xiǎn)定義，而是基于原有的研究提煉出定義的要點(diǎn)。由表1可見，不同風(fēng)險(xiǎn)定義反映的側(cè)重點(diǎn)是有差異的，有的是“加和”論，有的是“乘積”論，還有“單值”論、“情景”論等，均在相關(guān)研究中起到積極作用。

風(fēng)險(xiǎn)本質(zhì)上是多維的[15]。因此，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較為全面的定義是，在特定評價(jià)時(shí)段和空間范圍內(nèi)，未來災(zāi)害造成的潛在損失大小及其發(fā)生的可能性，即損失的概率分布。這一定義包含了災(zāi)害造成的潛在損失大小及其可能性(不確定性)兩層含義。根據(jù)這一定義，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)大小與致災(zāi)因子的強(qiáng)度和活動頻率、承災(zāi)體的價(jià)值及其防災(zāi)減災(zāi)能力(即易損性)有關(guān)。此外，風(fēng)險(xiǎn)具有動態(tài)性，不同的評價(jià)時(shí)間、評價(jià)周期，風(fēng)險(xiǎn)大小將會發(fā)生變化。強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，是為了定期進(jìn)行災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，動態(tài)監(jiān)視風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展變化情況[11]。

因此，在特定孕災(zāi)環(huán)境背景下，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)并不是單一的值，而實(shí)際上包含了三個要素：風(fēng)險(xiǎn)度R、潛在損失大小L、評價(jià)時(shí)間T。因此，要全面刻畫某孕災(zāi)環(huán)境內(nèi)特定時(shí)空條件下的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)大小，需要具備上述3個數(shù)值，這樣就構(gòu)成了一個三維表達(dá)式，即風(fēng)險(xiǎn)數(shù)組r[3]。

r[3]={R,L,T}，

(1)

式中：r[3]為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；R為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度；L為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)損失或潛在損失；T為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)間。

這一定義及其三維表達(dá)式(1)盡可能保留了較全面的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值，為風(fēng)險(xiǎn)決策提供了必要的基礎(chǔ)信息，與以往的只給出單一的風(fēng)險(xiǎn)值的做法不同。例如，某洪水災(zāi)害事件情形下可能造成的城市經(jīng)濟(jì)損失數(shù)額巨大，超出了一定階段內(nèi)社會的承受能力，但是，其發(fā)生的可能性為千年一遇，或者該預(yù)測評價(jià)是在城市發(fā)展初期、經(jīng)濟(jì)實(shí)力較低的時(shí)期做出的。顯然，缺少3個必要數(shù)值的任何一個，都難以做出有效的風(fēng)險(xiǎn)決策。

再舉一例，在滑坡發(fā)展階段初期評價(jià)得出的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值，與即將失穩(wěn)階段的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值，是不同的。

因此，不同評價(jià)時(shí)間得到的風(fēng)險(xiǎn)值，就構(gòu)成了一個“空間”，或者集合，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)信息足夠多時(shí)，則構(gòu)成了“總體”。這樣才能更好地描述風(fēng)險(xiǎn)的動態(tài)變化過程，掌握風(fēng)險(xiǎn)總體特征，有助于把握有利時(shí)機(jī)，做出合理可行的決策方案。也就避免了靜態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的不足。

2 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)表征方法

劉希林[22]認(rèn)為，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是預(yù)評估潛在災(zāi)害的重要手段，涉及致災(zāi)體的自然屬性和承災(zāi)體的社會經(jīng)濟(jì)屬性。聯(lián)合國人道主義事務(wù)部(DepartmentofHumanitarianAffairs)1992年給出的風(fēng)險(xiǎn)定義及其數(shù)學(xué)表達(dá)式(Risk=Hazard×Vulnerability)已經(jīng)得到國內(nèi)外的廣泛認(rèn)同。但是，由于語言表達(dá)和研究水平及研究對象等的差異，風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式的理解和認(rèn)識卻并不統(tǒng)一。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)度及其表征方法

風(fēng)險(xiǎn)度，或稱為風(fēng)險(xiǎn)概率，實(shí)際上是風(fēng)險(xiǎn)源(即致災(zāi)體、致災(zāi)因子)與承災(zāi)體(即受體，風(fēng)險(xiǎn)承受者)相互作用后不利事件發(fā)生的可能性。也可以理解為承災(zāi)體在風(fēng)險(xiǎn)源影響下的失效概率，或者破壞概率。因此，風(fēng)險(xiǎn)概率需要明確2個重要內(nèi)容：①風(fēng)險(xiǎn)源的發(fā)生概率；②承災(zāi)體的暴露性和脆弱性。

2.1.1 風(fēng)險(xiǎn)源的發(fā)生概率及其表征

危險(xiǎn)(Hazard)是在給定時(shí)間和區(qū)域內(nèi)一個可能造成潛在損失的現(xiàn)象發(fā)生的可能性(聯(lián)合國人道主義事務(wù)部，1992年)。就自然災(zāi)害而言，危險(xiǎn)是自然災(zāi)害這種自然現(xiàn)象發(fā)生的可能性，特別是針對其致災(zāi)因子而言的。

度量風(fēng)險(xiǎn)源的發(fā)生概率是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的難點(diǎn)之一。對于孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子等災(zāi)害系統(tǒng)組成要素進(jìn)行識別、分析的研究已有很多，多是定性或者半定量的，目前的研究熱點(diǎn)正集中于其定量化。

衡量致災(zāi)因子危險(xiǎn)性(H)需要考慮強(qiáng)度(規(guī)模，Scale)和概率(Probability)2個要素。例如，在地震多發(fā)區(qū)，震級大于3級到小于4.5級的有感地震可能頻繁發(fā)生，即發(fā)生概率很大，但通常不會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；而在很少發(fā)生地震的地區(qū)，有感地震的發(fā)生頻率很低，但是，由于抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)較低、人們防震減災(zāi)意識較弱，卻有可能遭受一定程度的損失。因此，單純給出某類災(zāi)害致因的發(fā)生概率，是不夠的，必須給定其發(fā)生的強(qiáng)度。至于其可能帶來的損失，則要考慮具體的風(fēng)險(xiǎn)影響區(qū)域和不同受災(zāi)體的特點(diǎn)。

在工程建設(shè)中，往往根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)能力，設(shè)定某一“設(shè)計(jì)工況”或“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”，認(rèn)為在該工況下，工程結(jié)構(gòu)物應(yīng)保持足夠的穩(wěn)定性和安全性，相應(yīng)的損失及后果也在允許的、可以控制的范圍內(nèi)；超出該工況，則認(rèn)為工程結(jié)構(gòu)物不能完全承受相應(yīng)的破壞荷載，即使損失嚴(yán)重，也不存在事故責(zé)任問題。這就是給定了某一災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)源的發(fā)生頻率或致災(zāi)因子強(qiáng)度，作為工程設(shè)計(jì)的參考基準(zhǔn)。

為了簡化討論，多數(shù)研究和工程實(shí)際所指的概率，均是對工程設(shè)計(jì)或工程設(shè)防的強(qiáng)度而言。至于超出或低于該強(qiáng)度的風(fēng)險(xiǎn)致因的概率，一個辦法是通過乘以安全系數(shù)或者折減系數(shù)的方法，進(jìn)行近似換算、逼近；另一種解決方法是，利用足夠的數(shù)據(jù)求解不同強(qiáng)度所對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)致災(zāi)因子的發(fā)生概率，獲得強(qiáng)度-概率的完整序列，從中選取某一強(qiáng)度，作為研究對象的風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)。

即使對于設(shè)計(jì)工況而言，要確定致災(zāi)因子發(fā)生概率也并非易事。這需要考慮災(zāi)害類型及其致災(zāi)機(jī)理，必要時(shí)要對各種災(zāi)害類型分別進(jìn)行研究。

隨著研究手段的多樣化，較為可靠的做法是可以根據(jù)對歷史資料的充分調(diào)查分析，通過情景模擬、災(zāi)情反演、數(shù)值試驗(yàn)等，獲得致災(zāi)因子發(fā)生的不同強(qiáng)度和相對應(yīng)的概率值，繪制出滿足減災(zāi)實(shí)際所需要的風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)度(S)-概率(P)曲線圖(表)，或強(qiáng)度-概率擬合方程。這樣，就可以針對不同發(fā)生概率下的特定強(qiáng)度的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行定性、定量分析，而不會產(chǎn)生混淆。例如，某多雨的城鎮(zhèn)，未來雨季遭遇小雨的概率接近于1，但是，由于其強(qiáng)度太低，不會對城鎮(zhèn)造成值得關(guān)注的損失。再舉一例，城市暴雨引起內(nèi)澇積水的深度達(dá)到25 cm時(shí)，極易引起交通堵塞、建筑物內(nèi)資產(chǎn)浸水等災(zāi)害，則該強(qiáng)度所對應(yīng)的暴雨的發(fā)生概率，是個重要的待定參數(shù)。

2.1.2 承災(zāi)體的易損性及其表征

易損性(Vulnerability)是在自然災(zāi)害影響地區(qū)的一切事物由于潛在的災(zāi)害而導(dǎo)致的潛在的最大損失程度[22]。易損性實(shí)際上包括暴露性和脆弱性2個要素。

在一定強(qiáng)度(即與之對應(yīng)的發(fā)生頻率)的風(fēng)險(xiǎn)致因作用下，承災(zāi)體的暴露性和脆弱性直接影響風(fēng)險(xiǎn)后果(即損失)的大小。

暴露性(Exposure)表征不同類型的承災(zāi)體是否處于風(fēng)險(xiǎn)致災(zāi)因子的作用范圍內(nèi)，如果承災(zāi)體在風(fēng)險(xiǎn)源的作用半徑之內(nèi)，則可能遭受不同程度的損害，反之，如果承災(zāi)體在風(fēng)險(xiǎn)源的影響范圍之外，則其是安全的；脆弱性(或敏感性，Susceptibility)則反映承災(zāi)體抵御致災(zāi)因子作用的能力，工程及非工程防護(hù)措施越好，承災(zāi)體就能夠抵抗較強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)源而剩余較高的安全性。因此，暴露性和脆弱性的大小將決定承災(zāi)體價(jià)值的損失程度。

暴露性的定量表達(dá)是暴露度e，即某種承災(zāi)體各組成部分在多大程度上處于致災(zāi)因子影響范圍內(nèi)。脆弱性的定量表達(dá)則為脆弱度或損失率η，即該承災(zāi)體在某一強(qiáng)度的致災(zāi)因子作用下所暴露的部分遭受了多大程度的破壞而導(dǎo)致?lián)p失。暴露度、損失率均為相對值，取值范圍在[0～1]閉區(qū)間內(nèi)，表征某承災(zāi)體的易損程度。

綜上所述，某一承災(zāi)體的易損度V=暴露度e×損失率η。其中，暴露度需要根據(jù)不同的災(zāi)害情形進(jìn)行逐一調(diào)查統(tǒng)計(jì)，可以用暴露于致災(zāi)因子下的承災(zāi)體面積或體積或長度等占其總量的比值來表示。而損失率則要結(jié)合具體的暴露情形，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)得出承災(zāi)體的潛在損失部分占其總體的比值，可以分別考慮結(jié)構(gòu)上的損失程度或功能上的損失程度。

因此，易損性的定量表征難點(diǎn)在于損失率的求解。通常需要建立某承災(zāi)體在完全暴露于不同強(qiáng)度的致災(zāi)因子作用下的風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)度-承災(zāi)體損失特性圖(表)，也稱為脆弱性方程，或?yàn)?zāi)損方程，或?yàn)?zāi)損曲線。當(dāng)歷史災(zāi)害資料充足時(shí)，可以利用其進(jìn)行災(zāi)情反演，用來近似估計(jì)未來的災(zāi)害損失情況。當(dāng)缺乏災(zāi)情資料時(shí)，可以進(jìn)行工程類比，或借助專家經(jīng)驗(yàn)，還可以進(jìn)行室內(nèi)、室外實(shí)驗(yàn)或數(shù)值模擬獲得可靠的數(shù)據(jù)。

2.1.3 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度及其表征

前文建立了風(fēng)險(xiǎn)源危險(xiǎn)性、承災(zāi)體易損性之間的邏輯關(guān)系，即特定強(qiáng)度的風(fēng)險(xiǎn)源對應(yīng)單一的發(fā)生概率，以及單一的損失率，便于在此基礎(chǔ)上求解自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度(或風(fēng)險(xiǎn)概率)。劉希林[22]提出了“風(fēng)險(xiǎn)度=危險(xiǎn)度×易損度”的評價(jià)概念模式：

R=H×V。

(2)

式中：R為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度；H為自然災(zāi)害危險(xiǎn)度；V為承災(zāi)體易損度。

根據(jù)這一表達(dá)式得出的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度，由于考慮了致災(zāi)因子的發(fā)生概率以及承災(zāi)體的抗災(zāi)能力，實(shí)質(zhì)上為承災(zāi)體在某一強(qiáng)度致災(zāi)因子作用下發(fā)生破壞的概率，即破壞概率。

對于自然災(zāi)害危險(xiǎn)度H，由于考慮的是致災(zāi)因子的某一特定強(qiáng)度，可以從強(qiáng)度S-概率P曲線圖(表)中查出所對應(yīng)的致災(zāi)因子發(fā)生概率P。因此，式(2)可以改寫為：

R=P×e×η。

(3)

式中：R為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)概率(破壞概率)；P為自然災(zāi)害致災(zāi)因子發(fā)生概率；e為某承災(zāi)體在該致災(zāi)因子作用下的暴露度；η為相應(yīng)的承災(zāi)體損失率。

根據(jù)式(3)就可以求出某承災(zāi)體在特定強(qiáng)度致災(zāi)因子作用下發(fā)生破壞或產(chǎn)生損失的概率大小，即定量的回答了損失發(fā)生的可能性問題。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)后果或損失值及其表征

在某一特定區(qū)域和時(shí)段內(nèi)，存在一個某種自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)影響下的潛在損失值。當(dāng)該損失值超過當(dāng)前人類社會和國民經(jīng)濟(jì)可以承受的限度時(shí)，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)便不被接受，需要采取特定的風(fēng)險(xiǎn)管理措施，降低風(fēng)險(xiǎn)損失，直至該損失值低于某一風(fēng)險(xiǎn)水平、人們可以接受為止。

對于風(fēng)險(xiǎn)損失的度量，習(xí)慣上以傷亡人數(shù)或貨幣價(jià)值損失為單位。其中，傷亡人數(shù)涉及道德、法律等問題，精確計(jì)算和分級難度很大；經(jīng)濟(jì)損失有直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失之分，通常有相對值和絕對值兩種表示方法。例如，文獻(xiàn)[25]中按照人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失的大小，將地質(zhì)災(zāi)害分為特大型、大型、中型和小型等4個等級，把“因?yàn)?zāi)死亡3人以上10人以下或者直接經(jīng)濟(jì)損失100萬元以上500萬元以下”記為“中型”。間接經(jīng)濟(jì)損失一般難以估算，目前以直接經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算為主。直接經(jīng)濟(jì)損失的絕對值可以明確損失的貨幣價(jià)值總量，相對值則是絕對值與該區(qū)域當(dāng)年的國民生產(chǎn)總值的比值，反映自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)造成的損失的嚴(yán)重程度。

自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)直接經(jīng)濟(jì)損失的絕對值可以用下式計(jì)算：

L=e×η×Value。

(4)

式中：L為某一強(qiáng)度的致災(zāi)因子作用下的自然災(zāi)害潛在經(jīng)濟(jì)損失；e為某承災(zāi)體在該致災(zāi)因子作用下的暴露度；η為該承災(zāi)體相應(yīng)的損失率；Value為該承災(zāi)體的災(zāi)前資產(chǎn)總價(jià)值，用貨幣表示。

根據(jù)式(4)，可以統(tǒng)計(jì)不同致災(zāi)因子強(qiáng)度、暴露度、損失率情形下的各個承災(zāi)體直接經(jīng)濟(jì)損失值，累加求和就得到了某自然災(zāi)害情景下的總體潛在損失值。

根據(jù)數(shù)學(xué)定義，可以通過下式求得某風(fēng)險(xiǎn)源造成的承災(zāi)體期望損失值：

L′=Σ(Pi×Li)=Σ(Ri×Valuei)。

(5)

式中：L′為不同強(qiáng)度(情景)的致災(zāi)因子作用下的自然災(zāi)害期望損失值；i為災(zāi)害事件情景個數(shù)；其余符號意義同上。

2.3 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)表征方法

目前的國內(nèi)外自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究主要是針對單一災(zāi)種、單一情景、基于某一評價(jià)時(shí)間段而進(jìn)行的，其局限性是顯然的。由于多災(zāi)種之間的耦合效應(yīng)難以定量求解，因此，往往將多個災(zāi)種視為相互獨(dú)立的因素，通過簡單加和求出其綜合的致災(zāi)效應(yīng)。隨著研究手段、資料的擴(kuò)展，多情景、多時(shí)段的災(zāi)害研究成為可能。綜合自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理涵蓋了多災(zāi)種、多情景、多時(shí)段問題，表征難度大，這是災(zāi)害學(xué)科研究的發(fā)展趨勢。

就單一災(zāi)種而言，以T時(shí)段為評價(jià)基準(zhǔn)，考慮多個災(zāi)害發(fā)生情景，就可以獲得多個災(zāi)害評價(jià)參數(shù)(表2)。變換評價(jià)時(shí)間基準(zhǔn)，仍可以得到多情景下的各評價(jià)參數(shù)值。這些評價(jià)參數(shù)(系列)是進(jìn)行災(zāi)害分析的基礎(chǔ)，使得不同情景、不同時(shí)間之間進(jìn)行災(zāi)害比較成為可能。

表2 某類自然災(zāi)害評價(jià)參數(shù)表(評價(jià)時(shí)間基準(zhǔn)為T)

表2所示為進(jìn)行自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定量表征的基礎(chǔ)，也是式(1)的數(shù)值表達(dá)，限于資料而多是離散的。需要舉例說明的是致因概率與破壞概率的區(qū)別。例如，公路上邊坡的某個1m3危巖體(即公路巖質(zhì)崩塌災(zāi)害的致因)在未來5年內(nèi)發(fā)生概率為0.8，但是，由于坡腳新增的落石平臺足夠?qū)?，其對公路路基的破壞概率卻為0。

由上表可以得出3種常用的風(fēng)險(xiǎn)表征方法：

(1)風(fēng)險(xiǎn)圖法。即將不同的災(zāi)害評價(jià)參數(shù)反映到圖紙上，可以觀察不同情景、不同時(shí)段下的風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖形?？梢岳玫墓ぞ哂蠫IS等。適用于線狀(例如公路、鐵路工程)、面狀(例如城鎮(zhèn)等區(qū)域)評價(jià)對象的風(fēng)險(xiǎn)空間展示，特點(diǎn)是直觀、易懂，便于決策使用。

(2)風(fēng)險(xiǎn)曲線法。即根據(jù)需要，建立致災(zāi)強(qiáng)度S、致因發(fā)生概率P、潛在損失值L、期望損失值L′等因素之間的曲線，通過各種曲線可以方便查取需要的數(shù)值，或判斷其變化趨勢、作用規(guī)律等。適用于單點(diǎn)災(zāi)害評價(jià)對象，特點(diǎn)是直觀，便于比較。

(3)公式法。與風(fēng)險(xiǎn)曲線法對應(yīng)，不同曲線擬合后可以得到相應(yīng)的擬合方程，經(jīng)過修正而建立的經(jīng)驗(yàn)公式，正是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定量表達(dá)。特點(diǎn)是便于工程應(yīng)用、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定。

這里沒列入風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，是因?yàn)樵摲椒▽儆诙ㄐ苑椒?，適用于災(zāi)害資料不足且難以準(zhǔn)確定量分析時(shí)，僅將風(fēng)險(xiǎn)概率與潛在損失分別進(jìn)行大小分級，利用矩陣組合成新的風(fēng)險(xiǎn)等級，便于應(yīng)用。

3 結(jié)論

(1)在總結(jié)分析現(xiàn)有的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義的基礎(chǔ)上，給出自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義要點(diǎn)，即包括評價(jià)時(shí)間基準(zhǔn)、自然災(zāi)害潛在損失大小以及該損失發(fā)生的可能性3個要素。強(qiáng)調(diào)時(shí)間基準(zhǔn)，是為了實(shí)現(xiàn)動態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。提出了后兩者的概念表達(dá)式。

(2)完整的風(fēng)險(xiǎn)值應(yīng)同時(shí)包括破壞概率或致因概率、潛在損失或期望損失2部分，并注明評價(jià)時(shí)間。不建議采用概率與潛在損失相乘的關(guān)系式，因?yàn)檫@個乘積值是個期望損失，實(shí)際上意義不大，不利于全面認(rèn)識風(fēng)險(xiǎn)；例如，對于發(fā)生概率極小、而損失極其嚴(yán)重的情形，采用期望損失值判斷風(fēng)險(xiǎn)大小將很容易得出錯誤的結(jié)論。

(3)基于充分的評價(jià)參數(shù)系列，提出了自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的3種表征方法，即風(fēng)險(xiǎn)圖法、風(fēng)險(xiǎn)曲線法和公式法。研究為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定量評價(jià)提供一點(diǎn)思路。

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Definition and Expression Methods for Natural Disaster Risk

Ma Baocheng

(Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China)

Naturaldisasterriskandriskmanagementisanimportantfieldofdisasterresearchsubjects,buttheunderstandingofthedefinitionandexpressionfornaturaldisasterriskhasnotbeenunanimous.Afteranalyzingofseveralexistingdefinitionsofnaturaldisasterrisk,themainpointsofthedefinitionfornaturaldisasterrisk,suchastheriskprobability,thevalueofpotentiallossesandtheevaluationtime,areputforward,thusthethree-dimensionalexpressionofnaturaldisasterriskisproposed.Then,theelementsandthecalculationmethodforriskprobabilityandthelossareanalyzedrespectively.Finally,threekindsofexpressionmethodsfornaturaldisasterrisk,namelytheriskdiagrammethod,riskcurvemethodandtheformulamethod,aresummarized.Thisresearchhassometheoreticalimplicationsforquantitativeevaluationofnaturaldisasterrisk.

naturaldisaster;risk;riskdefinition;riskexpression

2015-02-02

2015-03-09

陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目資助(14JK1484)

馬保成(1982-),男,陜西榆林人,博士,講師,主要從事防災(zāi)減災(zāi)方面的研究工作. E-mail:mbc_2002@163.com

X43

A

1000-811X(2015)03-0016-05

10.3969/j.issn.1000-811X.2015.03.003

馬保成. 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義及其表征方法[J].災(zāi)害學(xué), 2015,30(3):016-020. [Ma Baocheng. Definition and Expression Methods for Natural Disaster Risk[J].Journal of Catastrophology, 2015,30(3)：016-020.]