哈爾濱市洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力評價研究

杜國強 李慧宇 林 慧 陳泳伽 姜星宇

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 概述

內(nèi)澇災(zāi)害是一種發(fā)生比較頻繁的自然災(zāi)害，在我國發(fā)生的分布范圍很廣，并且發(fā)生趨勢愈演愈烈。盡管我國目前對內(nèi)澇災(zāi)害做了大量的投入，內(nèi)澇災(zāi)害還是對我國的經(jīng)濟造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，對于內(nèi)澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力的研究是一項重大課題。

國外對災(zāi)害恢復(fù)力的研究近幾年才剛剛開始，對于恢復(fù)力的定義有多種說法，對于城市經(jīng)濟系統(tǒng)的說法較多，對城市自然系統(tǒng)恢復(fù)力的說法較少。Handmer等[1]把恢復(fù)力和災(zāi)害的規(guī)劃、災(zāi)害的適應(yīng)結(jié)合在一起,將其作為評價災(zāi)害系統(tǒng)的一個性質(zhì)引入災(zāi)害學的研究內(nèi)容,形成了災(zāi)害恢復(fù)力的概念。Timmerman[2]將恢復(fù)力和社會學的研究結(jié)合在一起，認為恢復(fù)力是系統(tǒng)承受災(zāi)害并從中恢復(fù)的能力。

我國對城市系統(tǒng)內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力的研究并不多，研究成果相對缺乏。陳余琴[3]的研究從自然維、社會維、經(jīng)濟維和技術(shù)維4個方面對內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力進行評價，得出了研究區(qū)域內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力的發(fā)展趨勢。李晶云[4]對受災(zāi)體的災(zāi)后恢復(fù)力和受災(zāi)體的脆弱性下了一個新的定義，并揭示了二者之間的關(guān)系，提出了災(zāi)害恢復(fù)力定量評估模型并對研究對象災(zāi)后恢復(fù)力進行了評估，得出了結(jié)論。孫鴻鵠[5]借助DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,決策實驗室分析)方法，識別一、二級指標的關(guān)鍵影響因素，對內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力的影響因素及評價指標體系進行了研究。

2 洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力評價模型

2.1 建立評價指標體系

根據(jù)影響城市洪澇災(zāi)害恢復(fù)力影響因素，建立圖1評價指標體系。

2.2 構(gòu)建成對判斷矩陣

判斷選取各指標的重要程度，采用兩兩相互比較的方法，構(gòu)建成對判斷矩陣。就是把對處于同一級指標的每個元素，進行兩兩相互比較，判斷出它們對于上一級某個指標的相對重要性。

2.3 確定各級指標的權(quán)重

1)權(quán)重計算。

各級指標的權(quán)重就是在對研究的相對重要性大小，根據(jù)公式計算成對判斷矩陣R的特征向量：wij=(wi1,wi2,wi3,wi4)T，其中wi1,wi2,wi3,wi4為各級指標的權(quán)重。

2)一致性檢驗。

3)確定各評價指標的權(quán)重。

如果計算所得的權(quán)重向量值wij通過了一致性檢驗，就確定為具有滿意的一致性，因此可得到洪澇災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)力評價指標權(quán)重結(jié)果。

2.4 計算得到評估結(jié)果

3 實例應(yīng)用

3.1 研究對象概況

近年來哈爾濱市共發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害50余次，造成城市內(nèi)至少87處受災(zāi)，汽車損壞、交通擁堵、公交停運等，甚至有部分地區(qū)出現(xiàn)地面的塌陷，給哈爾濱市居民的日常生活和出行帶來巨大的不便，同時也對經(jīng)濟造成巨大的損失。

3.2 哈爾濱市洪澇災(zāi)害恢復(fù)力影響因素指標體系構(gòu)建及統(tǒng)計數(shù)據(jù)

洪澇災(zāi)害后哈爾濱市城市系統(tǒng)恢復(fù)力指標體系見表1。

表1 洪澇災(zāi)害后哈爾濱市城市系統(tǒng)恢復(fù)力指標體系

C1:影響內(nèi)澇災(zāi)害恢復(fù)力最重要的因素，與降水量有關(guān)。

C2:包括河流分布、降雨徑流、水資源量、蒸發(fā)等特征。

C3:表示各種地表起伏類型，如山地、平原、丘陵等。

C4:人口越多，災(zāi)害后造成的損失越大，恢復(fù)起來就更加困難。

C5:能直觀反映出一個地區(qū)的災(zāi)害恢復(fù)力大小。

C6:反映居民的素質(zhì)水平，與恢復(fù)力大小成正比。

C7:在一定程度上能反映政府的減災(zāi)投入。

C8:反映區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)的能力大小。

C9:間接反映恢復(fù)力的大小。

C10:與政府的管理力度有關(guān)，反映政府的援助能力。

3.3 數(shù)據(jù)歸一化處理

為了消除不同指標之間數(shù)值的單位不同對結(jié)果造成的影響，對所得數(shù)據(jù)進行歸一化處理：

設(shè)第三級統(tǒng)計指標分別為Xij,i=1,2,3;j=1,2,3,4計算得到表2。

表2 各項指標統(tǒng)計數(shù)據(jù)一致化處理

3.4 各級指標成對比較矩陣構(gòu)建

3.4.1三級指標成對比較矩陣構(gòu)建

三級指標成對比較矩陣構(gòu)建見表3～表5。

表3 自然因素三項指標判斷矩陣

表4 社會因素三項指標判斷矩陣

表5 管理因素四項指標判斷矩陣

3.4.2二級指標成對比較矩陣構(gòu)建

二級指標成對比較矩陣構(gòu)建見表6。

表6 洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力三項指標判斷矩陣

3.5 各級指標權(quán)重計算

3.5.1三級指標權(quán)重計算

ω11=0.614 4，ω12=0.268 4，ω13=0.117 2。

同理可得，社會影響因素三項指標權(quán)重：ω21=0.687 0,ω22=0.186 5,ω23=0.126 5，管理影響因素四項指標權(quán)重：ω31=0.088 8,ω32=0.198 8,ω33=0.305 4,ω34=0.407 0。

3.5.2二級指標權(quán)重確定

ω1=0.625 0，ω2=0.238 5，ω3=0.136 5。

4 哈爾濱市洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力評價結(jié)果

表7 二級指標影響恢復(fù)力大小評價結(jié)果

對哈爾濱城市系統(tǒng)洪澇災(zāi)害恢復(fù)力進行綜合評價，得到的結(jié)果為：

0.238 5+0.51×0.136 5=0.459 8。

5 結(jié)語

本研究考慮了自然因素、社會因素和管理因素三個方面的因素，并選取了氣候、水文狀況、地貌、人口數(shù)量、政府援助能力、居民教育水平、減災(zāi)政策、專業(yè)人員建設(shè)、社會動員能力、管理人員素質(zhì)十項指標，建立了哈爾濱市洪澇災(zāi)害災(zāi)后城市系統(tǒng)恢復(fù)力評價體系，并建立數(shù)學模型對哈爾濱市洪澇災(zāi)害災(zāi)后恢復(fù)力進行了評估。結(jié)果表明：哈爾濱市社會因素對洪澇災(zāi)害城市系統(tǒng)恢復(fù)力的影響最大，自然因素的影響最小。

研究發(fā)現(xiàn)在選取的各個因素中，不同因素對于災(zāi)后恢復(fù)力的影響程度是不同的，氣候是影響城市災(zāi)后恢復(fù)力的主要自然因素，氣候主要與降水量有關(guān)，降水量多的地區(qū)其災(zāi)后恢復(fù)力越弱。人口數(shù)量在恢復(fù)力評價指標體系中占較大的權(quán)重，從而人口是影響恢復(fù)力的關(guān)鍵，限制城市人口的密度可以提高城市災(zāi)后恢復(fù)力。管理人員的素質(zhì)對于城市恢復(fù)力也有很大的影響，管理人員素質(zhì)水平、能力越強，城市的災(zāi)后恢復(fù)力就越高。

城市內(nèi)澇災(zāi)后恢復(fù)力自然、社會、管理等多方面的因素，根據(jù)研究對象的實際情況選取較為具體指標，是構(gòu)建評估模型中亟待解決的關(guān)鍵。隨著災(zāi)后恢復(fù)力理論和方法的不斷完善，應(yīng)進一步探索出更好的評價方法，使評價結(jié)果更有說服力，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供依據(jù)。