基于過程的洪災(zāi)損失評估研究

康淑娟

（河南科技大學(xué)管理學(xué)院，河南洛陽471023）

【經(jīng)管探新】

基于過程的洪災(zāi)損失評估研究

康淑娟

（河南科技大學(xué)管理學(xué)院，河南洛陽471023）

洪災(zāi)損失評估主要基于兩種思路：一是不區(qū)分洪災(zāi)自然屬性和社會屬性，基于數(shù)學(xué)工具和模型從總體上把握洪災(zāi)損失情況；二是根據(jù)洪災(zāi)形成機(jī)制，建立洪災(zāi)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，采用多種方法進(jìn)行匯總?；诘诙N思路，本文從洪災(zāi)作用機(jī)理入手，提出了洪災(zāi)損失評估的5個過程，以過程為主線，結(jié)合洪災(zāi)損失評估過程中的關(guān)鍵節(jié)點，設(shè)計了洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失評估模型，并展望未來研究方向，為洪災(zāi)損失評估提供有效工具。

洪災(zāi)損失；洪災(zāi)形成機(jī)制；致災(zāi)因子；損失率

中國是世界上自然災(zāi)害最嚴(yán)重的少數(shù)國家之一，洪災(zāi)又是一種主要的自然災(zāi)害［1］。在氣候越來越復(fù)雜的條件下，洪澇災(zāi)害在量級和空間范圍上呈現(xiàn)出危害性更大、損失更多的特點。一方面，洪水發(fā)生頻率越來越高，另一方面，在歷史記錄中洪水較少的區(qū)域里罕見地出現(xiàn)了極大甚至極端的洪水災(zāi)害，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人身安全、社會穩(wěn)定和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響［2］。如何科學(xué)、完整、全面地評估洪水災(zāi)害所造成的損失是目前洪災(zāi)研究中的一個重要課題。洪災(zāi)損失評估可以為科學(xué)制定防洪規(guī)劃、蓄滯洪區(qū)規(guī)劃，尤其是為保險部門提供保費厘定提供依據(jù)，但由于洪水災(zāi)害時間和空間上的雙重特征，科學(xué)地進(jìn)行洪災(zāi)損失的評估變得尤其困難。

一、洪災(zāi)損失評估思路

國外特別是美國、日本的研究者，在20世紀(jì)60年代前后就開始探索洪災(zāi)損失評估的理論與方法，取得了影響深遠(yuǎn)的成果，如基于3S技術(shù)的洪災(zāi)損失評估方法。中國學(xué)者雖在20世紀(jì)90年代也開始了洪災(zāi)損失評估研究，但大都是對受災(zāi)區(qū)及影響區(qū)進(jìn)行實地調(diào)查，獲取數(shù)據(jù)資料，通過數(shù)理統(tǒng)計和時序分析，簡單計算出洪災(zāi)損失。近年來，許多學(xué)者針對洪災(zāi)損失的不同指標(biāo)、不同理論以及不同應(yīng)用層次，提出了眾多的洪災(zāi)損失評估方法。通過對現(xiàn)有的評價模型、方法和工具進(jìn)行研究，對現(xiàn)代洪災(zāi)損失評估的理論進(jìn)行歸類，筆者認(rèn)為洪災(zāi)損失評估主要有兩種思路。

（一）基于數(shù)學(xué)工具和模型的洪災(zāi)損失評估

不區(qū)分洪災(zāi)自然屬性和社會屬性，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和模型，從總體上把握洪災(zāi)損失情況。多位學(xué)者［3-6］基于模糊綜合評判、物元分析、皮爾曲線、回歸分析的評價模型，對洪災(zāi)損失的綜合判定做了積極探索。但由于這種思路忽略了洪災(zāi)發(fā)生的機(jī)理，導(dǎo)致結(jié)果可能比較粗略，因此，此類研究只能應(yīng)用于災(zāi)前預(yù)測以及災(zāi)后的粗略評估，不適于災(zāi)后建設(shè)。

（二）基于過程的洪災(zāi)損失評估

從系統(tǒng)論的觀點來看，將洪災(zāi)損失評估作為一個完整的過程。洪災(zāi)系統(tǒng)是在一定的孕災(zāi)環(huán)境下，洪水災(zāi)情是由致災(zāi)因子作用于承災(zāi)體而形成的，它們之間的因果關(guān)系，可用圖1所示的洪災(zāi)形成機(jī)制邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述［7-8］。在這個邏輯結(jié)構(gòu)圖中，洪災(zāi)致災(zāi)因子表現(xiàn)為自然屬性，作用于承災(zāi)體，由于承載體又具有一定的社會屬性，因此致災(zāi)因素、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體構(gòu)成了一個具有一定結(jié)構(gòu)特征、功能復(fù)雜的災(zāi)情系統(tǒng)，各子系統(tǒng)相互作用、相互影響、相互聯(lián)系。

圖1 洪災(zāi)形成機(jī)制

根據(jù)洪災(zāi)形成系統(tǒng)，我們可以構(gòu)建洪災(zāi)損失評估系統(tǒng)（圖2）。在新的治水觀念下，洪災(zāi)損失評估既要對洪水自然特征進(jìn)行反映，還要預(yù)測洪災(zāi)會造成什么程度的經(jīng)濟(jì)社會影響，并對洪泛區(qū)在遭受不同強(qiáng)度洪水下的損失情況進(jìn)行定量評價和估計［9］。

圖2 洪災(zāi)損失評估系統(tǒng)

從洪災(zāi)損失評估系統(tǒng)來看，洪災(zāi)損失評估是一個繁瑣的過程。已有的各種文獻(xiàn)雖然將其視為一個遞進(jìn)的過程，但并未將其作為一個系統(tǒng)過程進(jìn)行建模，因此，建立在洪災(zāi)損失評估系統(tǒng)上的各種評估模型顯得雜亂無章。基于此，筆者從洪災(zāi)損失評估過程分析的角度評價洪災(zāi)損失回歸到評估的原始起點，對現(xiàn)有的文獻(xiàn)嘗試進(jìn)行評述，以期能將洪災(zāi)損失評估回歸到系統(tǒng)觀念上。本文基于這樣的思路：將洪災(zāi)損失評估視為一個多階段的完整過程，并合理地劃分出各階段，探尋各階段上的關(guān)鍵問題，總結(jié)和分析洪災(zāi)損失評估損失過程中不同的學(xué)術(shù)觀點，構(gòu)建基于過程的洪災(zāi)損失評估模型。

二、洪災(zāi)損失評估過程與關(guān)鍵節(jié)點

對于某一具體的承災(zāi)體，評估損失需要5個關(guān)鍵步驟，每個步驟都有其關(guān)鍵節(jié)點。具體如表1所示。

（一）劃定空間范圍

進(jìn)行洪災(zāi)損失評估首先要從洪水自然屬性出發(fā)，如淹沒的位置、范圍、程度等。相關(guān)文獻(xiàn)對此研究較多，也有文獻(xiàn)通過先確定洪水災(zāi)度或洪水頻率，來劃分空間范圍作為后續(xù)評估的基礎(chǔ)。因此，評估過程一定會碰到幾個關(guān)鍵的問題，如確定洪水淹沒范圍、洪水頻率、洪水災(zāi)度。

（二）洪水強(qiáng)度評估

在劃定的空間范圍內(nèi)，找出該承災(zāi)體所處位置可能遭受的洪水強(qiáng)度，這個環(huán)節(jié)需要通過各種方法將洪水的致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境等自然屬性分析出來。大多數(shù)文獻(xiàn)認(rèn)為洪災(zāi)損失評估的關(guān)鍵在于流速、水深和歷時等洪水特性指標(biāo)的獲取。

（三）洪災(zāi)損失經(jīng)濟(jì)特征和自然特征的關(guān)系

洪災(zāi)損失是自然特征與社會特征共同作用的結(jié)果［10］。自然特征由洪水發(fā)生的位置、時間、動態(tài)變化規(guī)律、影響范圍及程度等來描述，經(jīng)濟(jì)特征則以洪水作用范圍內(nèi)人口、建筑物、各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及各產(chǎn)業(yè)區(qū)域分布、價值、發(fā)展速度、各類基礎(chǔ)設(shè)施等指標(biāo)來表征。常見的方法是選取典型區(qū)域作為承災(zāi)體，分析其特有的自然特征，計算在特有的洪水強(qiáng)度下的代表損失率，進(jìn)一步計算承災(zāi)體損失的價值。這個過程中，獲取在不同淹沒水深下各種類型承災(zāi)體的具體數(shù)量及地理空間分布，并用一定的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)恰當(dāng)?shù)乇硎境鰜怼＝⒑闉?zāi)損失經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和洪災(zāi)自然指標(biāo)的關(guān)系最為關(guān)鍵，通常用損失率來表達(dá)二者之間的關(guān)系［11］。

（四）直接損失和間接損失評估

至此，承災(zāi)體損失的價值可利用建模方式構(gòu)建出來，但這里所計算出來的損失只是洪災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失，而洪災(zāi)所帶來的損失遠(yuǎn)不止面上損失，還應(yīng)包括因為洪災(zāi)所造成的交通癱瘓、生產(chǎn)誤工、投入搶險物資等后續(xù)損失，但要對其作直接的定量核算有一定難度。目前采用的通用方法是假設(shè)洪災(zāi)對承災(zāi)體造成的損失與其造成的間接損失成一定的比例關(guān)系，選取一定的模型進(jìn)行計算。

三、基于過程的洪災(zāi)損失評估

洪災(zāi)損失評估需要經(jīng)過5個過程（主要是前4個過程），以下結(jié)合各個過程中涉及到的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行綜述。

（一）劃定空間范圍

由于洪水的淹沒范圍一般是不規(guī)則的，而行政界線則是人為界定的，所以二者之間不重合。比較有效的獲取洪水淹沒范圍即將洪水淹沒范圍與行政界線有效隔離的方式有兩種：一是通過遙感影像提取洪水淹沒范圍［12-13］。當(dāng)洪水發(fā)生時，只要通過遙感影像獲取災(zāi)時的水體分布情況，然后與本底水體作比較，即可得出洪水淹沒范圍的面積。GIS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為估算淹沒水深提供了新思路［14-15］。二是通過洪水演進(jìn)模型或洪水淹沒分析模型獲得淹沒范圍［13，16］。這種方法是基于GIS的格網(wǎng)對洪澇災(zāi)害損失進(jìn)行評估，集合了社會經(jīng)濟(jì)和洪水特征的高程、二維平面上的分布信息與時間特性等，與傳統(tǒng)意義的格網(wǎng)不同，具有空間拓?fù)潢P(guān)系和屬性信息，因此被看作現(xiàn)實世界的準(zhǔn)四維模擬。

在劃定空間范圍時，相應(yīng)地還要解決洪災(zāi)頻率的問題。Choudhury P利用遺傳算法的全局尋優(yōu)能力，基于實數(shù)編碼的加速遺傳算法確定參數(shù)估計的頻率分析法（PIH曲線）對洪災(zāi)損失風(fēng)險水平進(jìn)行分析，克服了傳統(tǒng)配線法精度低的缺點［17］。Fu Q針對傳統(tǒng)方法（數(shù)理統(tǒng)計法、調(diào)查法等）精度低、計算繁瑣、難以適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)生活需要的不足，將信息擴(kuò)散理論引入風(fēng)險分析評估中，克服了觀測樣本信息不足的缺陷［18］。針對洪災(zāi)損失分析中人為假設(shè)概率分布線型、用小樣本數(shù)據(jù)估計參數(shù)所產(chǎn)生的不確定性問題，張明、張建云基于加速遺傳算法，提出以信息不確定性最小、概率密度函數(shù)的熵最大為準(zhǔn)則的最大熵分布頻率分析方法，對最大熵分布函數(shù)中的參數(shù)值全局優(yōu)化，建立最大熵分布頻率分析方法（MEGA）［19］。實證分析證明［20］，這三種方法思路清晰，操作簡單、通用性強(qiáng)、速度快、精度高，對防洪減災(zāi)均具有較好的指導(dǎo)作用，并可推廣到其他災(zāi)情的風(fēng)險分析中去，如氣象災(zāi)害、地震等。

（二）洪水強(qiáng)度評估

洪水強(qiáng)度屬于洪水的自然屬性，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，將自然屬性進(jìn)行模擬已經(jīng)不成難題。Cunge J和Akanbi分別采用了馬斯京根方法、有限元法模擬河道洪水演進(jìn)和洪水波在干河床上的演進(jìn)。目前，洪水演進(jìn)數(shù)值模擬是掌握洪水演進(jìn)規(guī)律的重要方法之一，針對洪水的地理特性、自然特性進(jìn)行一維模擬［21-22］、二維模擬［23］，真實反映洪水發(fā)生區(qū)域的復(fù)雜特點，真實再現(xiàn)各種情形的洪水演進(jìn)和交換過程，在洪水?dāng)?shù)值模擬上具有明顯的優(yōu)越性。但目前洪水演進(jìn)數(shù)值模擬方法的應(yīng)用主要是適用于某一特殊的區(qū)域，如蓄洪區(qū)、分洪區(qū)、干河床等特征顯著的區(qū)域，對于廣泛的洪水淹沒區(qū)域未見文獻(xiàn)進(jìn)行研究。在GIS支持下，有學(xué)者提出了利用洪水水流模型計算淹沒范圍、淹沒水深、淹沒歷時［14］。

除了進(jìn)行模擬外，還有學(xué)者［4-24］將洪水標(biāo)準(zhǔn)、水災(zāi)災(zāi)度評價指標(biāo)體系及其特征值作為物元，利用可拓學(xué)進(jìn)行洪災(zāi)強(qiáng)度評價，再將待評物元的指標(biāo)代入各等級的集合中進(jìn)行多指標(biāo)評價。評價的結(jié)果按它與各等級集合的關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行比較，關(guān)聯(lián)度越大，它與某等級集合的符合程度就愈佳。通過評價級別和實測數(shù)據(jù)，得到模型的經(jīng)典域、節(jié)域及關(guān)聯(lián)度，用層次分析法決定權(quán)系數(shù)，建立起水災(zāi)災(zāi)度定量綜合評價模型。通常洪水強(qiáng)度與水位、流量、歷時等有關(guān)，是一個多因素分類問題，有學(xué)者利用投影尋蹤理論評定洪災(zāi)災(zāi)度［25-27］。所謂的投影是為應(yīng)對復(fù)雜的問題，全方位觀測數(shù)據(jù)，找到能最大限度地反映數(shù)據(jù)特性的最佳投影方向，并充分利用信息，通過低維空間中的投影特征遞推演進(jìn)高維數(shù)據(jù)特征，因此是解決復(fù)雜問題的一種有效途徑。

（三）洪災(zāi)損失經(jīng)濟(jì)特征和自然特征的關(guān)系

洪災(zāi)損失是自然特征與社會特征共同作用的結(jié)果，正確、客觀、全面地衡量洪災(zāi)損失就必須找到二者之間的聯(lián)系，已有的文獻(xiàn)主要集中在易損性和損失率的研究上，前者是后者的分析基礎(chǔ)。

承災(zāi)體易損性的劃分具有相對性和模糊性，沒有絕對統(tǒng)一的定量指標(biāo)。潘華盛等［28］運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)，對黑龍江洪災(zāi)危險性和脆弱性進(jìn)行評價。趙慶良等［29］對上海市沿海地區(qū)脆弱度進(jìn)行了研究。潘安定等［30］綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)和模糊數(shù)學(xué)層次分析法和因子疊加法，分別進(jìn)行洪災(zāi)危險性評價和承災(zāi)體脆弱性評價。除了運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)分析洪災(zāi)易損性外，有學(xué)者［31］提出了不同于普通遺傳算法的新遺傳算法，并將其與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合應(yīng)用與洪災(zāi)的易損性分析建模中。還有學(xué)者［32］以脆弱性曲線來表示各類承災(zāi)體的洪災(zāi)損失率與洪水特征之間的關(guān)系，運(yùn)用RS技術(shù)和GIS技術(shù)提取出淹沒水深數(shù)據(jù)，采用回歸分析方法建立了各類平房住宅水深-損失率之間的關(guān)系，用以表征脆弱性曲線。

（四）直接經(jīng)濟(jì)損失與間接經(jīng)濟(jì)損失評估

間接經(jīng)濟(jì)損失是由于直接經(jīng)濟(jì)損失波及帶來的損失，不表現(xiàn)為實物形態(tài)的損失，因此對間接損失的計算目前國內(nèi)外尚無成熟的方法。間接損失評估主要采用如下兩種方法。

第一類，將所有的間接損失籠統(tǒng)地放在一起計算。目前，通行的評估方法是利用個體一般的歸納方法，調(diào)查具有典型代表性區(qū)域的間接損失，推斷直接損失與間接損失之間的關(guān)系，計算間接總損失，其計算方法為：

式中Dp為總損失，Dd為總直接經(jīng)濟(jì)損失，Cp為各種費用，k為間接損失系數(shù)。

這類方法，關(guān)鍵是K的取值，國內(nèi)外學(xué)者曾作過一些研究［33］。表2是各國推薦使用的K值。

表2 不同國家采用的K值

第二類，將間接損失進(jìn)行分類計算，即將間接經(jīng)濟(jì)損失分成死亡損失、疾病損失等進(jìn)行分類獨立核算，再進(jìn)行加總。

死亡損失：從人道角度看，每個人價值應(yīng)該是相同的，但從社會經(jīng)濟(jì)角度看，每個人因其勞動價值不同應(yīng)具有不同價值。文獻(xiàn)引用折現(xiàn)值理論度量因災(zāi)傷亡帶來的人的損失，將年齡、教育、職業(yè)、性別等個體差異建立無形損失計算模型，通過公式（2）計算出其未來收入的現(xiàn)值。

式中PE為人員傷亡總損失，M為人員傷亡總數(shù)，PEi為第i個人的無形損失，γit為預(yù)計第i個人在第t年所得勞動收入價值，Pit是第i個人活到第t年的概率，r為社會貼現(xiàn)率，Ti是預(yù)期第i個人從現(xiàn)在起的最大壽命。本模型有了較大的進(jìn)展，在洪災(zāi)生命損失的過程中，對傳統(tǒng)研究方法有所突破，強(qiáng)調(diào)造成洪災(zāi)生命損失的過程與機(jī)理，利用GIS模擬人口分布特征，分過程計算生命損失，構(gòu)建基于過程的洪災(zāi)生命損失評估模型。

四、結(jié)論及展望

綜觀已有的洪災(zāi)損失評估研究可以發(fā)現(xiàn)，這些研究大都限于一些概念、模型的探討，而深入量化的研究并不多。洪災(zāi)損失研究量化分析不容易運(yùn)用，獲取洪災(zāi)相關(guān)的數(shù)據(jù)也十分困難。本文基于過程的5個階段，設(shè)計了洪水損失評估的評估模型，相比較而言，比以往的其他洪災(zāi)損失評估方法更具有可操作性。

全球洪災(zāi)的發(fā)生呈上升趨勢，全面、客觀、正確地評估洪災(zāi)損失任重而道遠(yuǎn)。今后洪災(zāi)損失評估研究需要加強(qiáng)間接損失和無形損失計算模型的探索，強(qiáng)化對極端洪水災(zāi)害的損失評估，探討人類活動與洪災(zāi)損失的關(guān)系，通過對比研究強(qiáng)化模型的實用性。

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Loss Evaluation for Flood Disaster Based on Process

KANG Shu-juan

（College of Management，Henan University of Science and Technology，Luoyang471003，China）

Two ideas are found to research the economic loss evaluation for flood disaster：one is to grasp flood disaster losses as a whole not distinguishing the natural properties of flood with social properties of flood，another one is to take flood disaster losses evaluation as a complete process and to find out the relationship between the flood system according to the index attribute of flood and to use a variety ofmethods to summary. Through taking five processes of flood disaster losses evaluation as the main line，the economic loss of flood disaster assessment are reviewed by combining with pivotal point of flood losses evaluation process，and the lacks of flood disaster losses evaluation research are summarized，the directions of future research are prospected，which will provide an effective tool for the integrated management of flood.

flood losses；mechanism of flood disaster；hazard factor；lost rate

X43

A

1672-3910（2017）04-0074-06

10.15926／j.cnki.hkdsk.2017.04.012

2017-05-05

國家社科基金重點項目（15AGL013）；河南省高等學(xué)校哲學(xué)社會科學(xué)基礎(chǔ)研究重大項目（201JCZD-004）

康淑娟（1979—），女，河南許昌人，講師，西北大學(xué)博士生，主要從事風(fēng)險及創(chuàng)新管理研究。