針對泥石流滑坡災(zāi)害進(jìn)行易損性評估模型的構(gòu)建與研究

楊斌

摘要：易損性評估模型的概念來自于自然災(zāi)害研究領(lǐng)域，是各項(xiàng)災(zāi)害風(fēng)險評估的重要組成部分，能夠以人類社會體系作為承災(zāi)體進(jìn)行評價。為防災(zāi)減災(zāi)任務(wù)提供評價依據(jù)，以投入產(chǎn)出理念將DAE模型與CD生產(chǎn)函數(shù)實(shí)際表現(xiàn)于易損性的評價結(jié)論中;從危險源密度與人地耦合系統(tǒng)兩大角度入手，進(jìn)一步對人口、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的易損性展開模型計(jì)算，從而得出相應(yīng)評價值。文章根據(jù)易損性原理與函數(shù)關(guān)系，整合出易損性評估模型，結(jié)合實(shí)證案例對區(qū)域性泥石流滑坡災(zāi)害進(jìn)行綜合易損性評價。

關(guān)鍵詞：泥石流;易損性;災(zāi)害管理;DAE模型;CD生產(chǎn)函數(shù)

中圖分類號：P642.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2021）01-0131-05

0引言

泥石流滑坡作為常見的自然災(zāi)害，分布范圍廣、影響程度深，災(zāi)害的發(fā)生會造成一定的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。通常在災(zāi)害發(fā)生后會產(chǎn)生一系列的次生災(zāi)害，基于災(zāi)害結(jié)構(gòu)的連接性，將會使區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)功能受到持續(xù)性破壞。易損性評價結(jié)論作為災(zāi)害產(chǎn)生的衡量指標(biāo)，易損性評估模型的創(chuàng)建具有現(xiàn)實(shí)意義，能夠?yàn)閰^(qū)域基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境的評估、自然資源的開發(fā)以及防災(zāi)治災(zāi)能力的提升提供科學(xué)依據(jù);通過對舟曲縣的泥石流滑與坡災(zāi)害易損性的評價，為具有相似特征或泥石流與滑坡災(zāi)害常發(fā)的區(qū)域，在構(gòu)建易損性評估模型的過程中做出參考依據(jù)。

1易損性的類別特征

1.1系統(tǒng)性

自然災(zāi)害的系統(tǒng)性特征在于，當(dāng)環(huán)境生態(tài)鏈中任何環(huán)節(jié)發(fā)生變化或受到損害時，都會引起其他環(huán)節(jié)內(nèi)容的相互作用，從而導(dǎo)致大范圍系統(tǒng)的狀態(tài)變更;同時存在構(gòu)成元素的多樣性以及要素之間的動態(tài)性等特點(diǎn)。

1.2區(qū)域性

各地區(qū)承受到了多種不同類型災(zāi)害的惡劣影響，由于區(qū)域性環(huán)境特征的差異，自然災(zāi)害在不同地區(qū)對承災(zāi)體的社會與生態(tài)環(huán)境的損害表征上也存在較大差異。因此，針對不同區(qū)域、不同災(zāi)害類型的易損性評價應(yīng)當(dāng)制定出精準(zhǔn)化的評價指標(biāo)系統(tǒng)。

1.3多尺度性

由于災(zāi)害的影響程度與范圍存在差異，因此災(zāi)害類型具有不同尺度的評判標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)對不同災(zāi)害時選取的響應(yīng)機(jī)制也有所差異;易損性評估模型可針對家庭、地區(qū)、全球等多種尺度，關(guān)于尺寸的規(guī)劃與界定，要對特定范圍中的關(guān)鍵要素進(jìn)行明確。

2易損性評估模型建模設(shè)計(jì)

2.1以危險源和承災(zāi)體為主要因素的易損性評估模型

2.1.1危險源密度

危險源主要包含2方面內(nèi)容，分別是已知危險源與潛伏危險源。已知危險源密度是根據(jù)記錄在冊的歷史泥石流、滑坡災(zāi)害點(diǎn)的密度進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)論;潛伏危險源是指目前尚未發(fā)生但未來有可能會發(fā)生災(zāi)害的地方。在已知危險源與潛伏危險源相結(jié)合的情況下，將比例系數(shù)乘以歸一化后的危險源密度數(shù)與歸一化后已知危險源求和。計(jì)算過程詳見公式1。

3災(zāi)害易損性評估模型的構(gòu)建

3.1以危險源和承災(zāi)體為主要內(nèi)容易損性評估模型

關(guān)于危險源的易損性評估模型包含已知危險源及潛伏危險源。承災(zāi)體作為承受直接損失的承受方，在進(jìn)行具體災(zāi)害的損失合算與統(tǒng)計(jì)中，生命與物質(zhì)的損失是完全不同的單元性質(zhì)，因此，對于生命的損失程度以人口損失性表示;對于物質(zhì)方面的損失以經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境易損性來表示;二者之間的評估模型相互分開、相互獨(dú)立。易損性的評估模型如表1所示。

人不僅是正常社會活動的主體，也是自然災(zāi)害發(fā)生后，承受災(zāi)害的主體。區(qū)域人口密度能夠直接表示出相應(yīng)范圍內(nèi)人口的分布狀態(tài)，是評價區(qū)域人口易損性指標(biāo)的重要依據(jù);農(nóng)業(yè)人口的計(jì)算比例是以單元人口數(shù)比總?cè)丝跀?shù)，因此，農(nóng)業(yè)人口比例偏高的情況下，人口損失產(chǎn)值也會升高，重建能力與質(zhì)量相對較弱，恢復(fù)與發(fā)展進(jìn)程受到阻礙;少數(shù)民族的人口比例結(jié)構(gòu)能夠反映出單元內(nèi)的社會形態(tài)組成結(jié)構(gòu)，通常少數(shù)民族人口比例偏高的區(qū)域，基礎(chǔ)建設(shè)相對落后，容易出現(xiàn)較高的災(zāi)害易損性;人口受教育比例是以接受過初等教育的人口數(shù)為劃分界限，通常在受教育程度低的地區(qū)，受災(zāi)害的易損性較高;人口自然增長率直接表現(xiàn)出區(qū)域內(nèi)人口數(shù)量的自然變化情況，通常人口增長率較高的地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平相對一般，而易損性就會偏高。

經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的易損性主要表現(xiàn)在固定資產(chǎn)情況與社會生產(chǎn)情況這兩方面。區(qū)域內(nèi)的建筑密度值可以直觀的體現(xiàn)固定房屋建筑資產(chǎn)數(shù)值，房屋建筑是固定資產(chǎn)的主要內(nèi)容，當(dāng)泥石流、滑坡災(zāi)害發(fā)生后，是較為矚目的損失焦點(diǎn)，建筑密度較高的地區(qū)，災(zāi)害損失就越高;農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)的產(chǎn)值密度與相對應(yīng)的服務(wù)產(chǎn)值密度，是表示單元區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)生活生產(chǎn)狀況，產(chǎn)值密度高，則易損情況重;路網(wǎng)密度與基礎(chǔ)公共建設(shè)密度包含了通訊、物流、水電供應(yīng)等系統(tǒng)功能，設(shè)施系統(tǒng)受到破壞后，容易引起連鎖反應(yīng)，使區(qū)域受災(zāi)程度與范圍不斷擴(kuò)大、深入;生態(tài)環(huán)境易損性通過對地區(qū)的耕地、林地、草原密度進(jìn)行計(jì)算，對比相應(yīng)的指標(biāo)，展開易損性的衡量性評價。

3.2人地耦合系統(tǒng)為主要內(nèi)容的易損性評估模型

人地耦合系統(tǒng)中將易損性分為暴露性、敏感性以及恢復(fù)適應(yīng)能力3方面。各項(xiàng)分組的具體指標(biāo)構(gòu)成如圖1所示。

暴露性指數(shù)是通過泥石流、滑坡災(zāi)害波及面積與泥石流、滑坡災(zāi)害點(diǎn)的密度進(jìn)行綜合衡量的;敏感性指數(shù)需要結(jié)合受災(zāi)區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行分析，主要分為人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失兩方面。財(cái)產(chǎn)損失通常屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生活生產(chǎn)資料，例如農(nóng)田、路面、住宅、橋梁等，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建關(guān)于敏感性的易損性評估模型，細(xì)化可分為人口、建筑、耕地、路網(wǎng)、公共設(shè)施的密度;承災(zāi)體的恢復(fù)適應(yīng)能力的核心思想難以通過數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行表現(xiàn)，意在通過調(diào)整區(qū)域的職業(yè)結(jié)構(gòu)、合理規(guī)劃災(zāi)后居民的收入水平、科學(xué)的對地區(qū)財(cái)政收入進(jìn)行整合、分配工作，區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平較高，則重建及恢復(fù)適應(yīng)能力較強(qiáng)，易損性較小，由此可得，通過對區(qū)域恢復(fù)適應(yīng)能力展開逆向分析，可以直接了解區(qū)域的實(shí)際易損性。

4區(qū)域?yàn)?zāi)害易損性評價實(shí)例

4.1危險源分布特征

位于甘肅南部甘南藏族自治州的舟曲縣，正好位于青藏高原的東緣，處在秦嶺東西方向的褶皺帶中，巖體破壞嚴(yán)重，使該地區(qū)泥石流、滑坡災(zāi)害的發(fā)生較為頻繁。根據(jù)舟曲縣的地勢地貌條件觀察可得：該地區(qū)的主干水路網(wǎng)兩側(cè)都是泥石流、滑坡災(zāi)害危險源密集的地方，縣內(nèi)主干公路網(wǎng)與諸多河流及水網(wǎng)高度重合，如表所示，將不同級別的公路路網(wǎng)密度與一定比例系數(shù)相乘來表示危險源的具體情況。

根據(jù)舟曲縣的主干公路的分布情況，將路網(wǎng)中的公路分為3個的等級。I級是縣境東北方向沿白龍江的S313省道，該省道是曲周縣最重要的輸送通道，記為u;Ⅱ級是縣境中部地區(qū)沿拱壩河的縣道和s313省道的支干線路，記為L2;Ⅲ級是境內(nèi)西南方向沿博峪河的線路和沿拱壩河主干路的支干線路，記為L3。

4.2泥石流滑坡易損性評價結(jié)論

關(guān)于經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境易損性評價處理的10個評價指標(biāo)，利用層次分析法明整理出災(zāi)害易損性中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，結(jié)果如表3所示，結(jié)合特征向量及最大特征根的計(jì)算結(jié)論，通過了相關(guān)的一致性檢驗(yàn)。再根據(jù)公式3的計(jì)算流程，得出曲周縣的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的易損性評價。

根據(jù)以上整合的易損性評價結(jié)論，考慮到舟曲縣泥石流、滑坡災(zāi)害的具體危險源分布狀況和易損性特點(diǎn)，將研究等級標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，劃分了高、較高、中、低四層易損區(qū)，具體的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)與地帶劃分如表4所示。

5結(jié)語

通過以上研究，針對區(qū)域性泥石流及滑坡災(zāi)害的已知危險源及潛伏危險源的計(jì)算流程進(jìn)行具體闡述，提供了不同層次結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估的參考依據(jù)，為一些地區(qū)的基礎(chǔ)服務(wù)建設(shè)、流域開發(fā)規(guī)劃提出理論性研究依據(jù);在相關(guān)區(qū)域的易損性評估模型的構(gòu)建過程中，結(jié)合實(shí)際損失狀況，積極采取科學(xué)量化方法，對評估模型進(jìn)行檢測;結(jié)合實(shí)證案例，對災(zāi)害易損性涉及到的內(nèi)容及評價方法做出了總結(jié)與完善，為今后相關(guān)災(zāi)害的治理辦法與措施提供評估模型。