黃河流域洪澇災害社會脆弱性評價與分析

程書波 岳穎 劉玉 楊小林

摘 要：洪澇災害對黃河流域的生產生活產生了巨大威脅。以黃河流域76個地級城市為研究對象，構建了黃河流域洪災社會脆弱程度評價指標體系，運用熵權-CRITIC法、模糊綜合評價法對2009—2018年黃河流域76個城市的社會脆弱性進行評價，結果表明：①2009—2018年黃河流域社會脆弱性的敏感性持續(xù)下降、暴露度小幅上升、適應能力大幅提升，整體上社會脆弱性表現為持續(xù)下降;②社會脆弱性分布呈現上下游高、中游低、南高北低的空間特征;③省會城市的暴露度較高，但敏感性低、社會適應能力高，因此其社會脆弱性低于周邊地市;④黃河流域洪災致脆類型空間分布差異性顯著，上、中、下游分別以高敏感性致脆型、低適應能力致脆型、高暴露度致脆型為主。最后，討論了建設基礎設施以及產業(yè)結構升級在改善洪澇災害社會脆弱性中的潛力，為防災減災提供支撐。

關鍵詞：洪澇災害;社會脆弱性;致脆類型;黃河流域

中圖分類號：P426.616;TV882.1

文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.02.010

引用格式：程書波，岳穎，劉玉，等.黃河流域洪澇災害社會脆弱性評價與分析[J].人民黃河，2022，44（2）：45-50.

Abstract： Flood disasters have created a huge threat to the production and life of the Yellow River Basin. This study took 76 cities in the Yellow River Basin from 2009 to 2018 as the research object and built the Yellow River Basin flood disaster social vulnerability assessment system. Using the entropy-CRITIC method and the fuzzy comprehensive evaluation method， the evaluation on social vulnerability of 76 cities in the Yellow River Basin from 2009 to 2018 was conducted. The research results show that （a） from 2009 to 2018， the sensitivity of the social vulnerability of the Yellow River Basin continues to decline， the exposure is increased slightly and the adaptability is increased significantly. The overall social vulnerability shows a continuous decline. （b） The distribution of social vulnerability presents the spatial characteristics of high in upstream and downstream， low in midstream， high in the south and low in the north. （c） Provincial capital cities have high exposure， but low sensitivity and high social adaptability， so their social vulnerability is lower than that of surrounding cities. （d） The spatial distribution of the embrittlement types of flood disasters in the Yellow River Basin is significantly different. The upper， middle and lower reaches are mainly composed of high-sensitivity， low-adaptability and high-exposure embrittlement types. Finally， this research discussed the potential of infrastructure construction and industrial structure upgrading in improving social vulnerability to flood disasters for the purpose of providing support for disaster prevention and mitigation.

Key words： flood disaster;social vulnerability;brittle type;Yellow River Basin

1 引 言

黃河流域資源豐富，人口、經濟密度大，在我國經濟社會發(fā)展和生態(tài)安全方面具有重要的作用[1]。2019年9月18日，習近平總書記主持召開黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展座談會，提出洪澇災害風險是黃河流域的最大威脅[2]。黃河流域自古以來飽受洪澇災害威脅，先秦至民國期間，共發(fā)生決溢1 590次，改道26次[3]。近年來隨著社會的快速發(fā)展，暴露于黃河流域洪災威脅下的人口、經濟基數大幅攀升，各地防洪救災公共服務發(fā)展不平衡、不充分[4]，黃河流域“小水大災”現象頻發(fā)[5]。減少黃河流域洪災威脅，不僅需關注洪澇災害致災因子等自然要素，還需關注承災區(qū)域的人口特征、收入水平、經濟結構、基礎設施情況和社會保障程度等方面的社會因素。

脆弱性指系統(tǒng)易受氣候變化造成的不利影響的程度，社會脆弱性是脆弱性的維度之一，與自然脆弱性所關注致災因子的特征和強度不同[6]。社會脆弱性指的是社會群體易受損害的狀態(tài)以及從災害中恢復的能力，是人口、社會特征的函數[7]。社會脆弱性關注人和社會在脆弱性形成中的作用，探索使人類易受災的各類社會因素，研究提高社會適應能力和恢復能力的機制及對策[8-10]。在黃河流域洪澇災害頻發(fā)而致災因子難以控制的現實條件下，社會脆弱性評價通過研究和調整社會因素，為降低受災損失提供了新的思路[11-13]。

目前，針對黃河流域社會脆弱性的研究主要集中于黃河三角洲及局部區(qū)域。典型成果如劉凱等[14]將敏感性和應對性看作社會脆弱性的兩個基本維度，基于二者的比率構建社會脆弱性模型，并分析了黃河三角洲地區(qū)的社會脆弱性時空演變規(guī)律;周蘇娥等[15]從暴露度、敏感性和適應能力3個維度構建模型，對河西地區(qū)自然—社會系統(tǒng)脆弱性進行了評估;黃曉軍等[16]參考VSD框架，從暴露度、敏感性和適應能力3個維度構建評估框架SVAF，從多角度評估了西安市的社會脆弱性。已有研究多為黃河流域局部地區(qū)的脆弱性研究，缺乏對全流域社會脆弱性的宏觀研究。

本研究通過分析社會脆弱性的含義，參考現有研究成果，從暴露度、敏感性和適應能力3個維度構建了黃河流域洪澇災害社會脆弱性分析框架與評價指標體系，對2009—2018年黃河流域76個地級市進行評價，識別黃河流域各地級市洪澇災害社會脆弱性致脆類型，以期為流域洪澇災害社會脆弱性的評價提供借鑒，為因地制宜制定黃河流域洪澇災害社會脆弱性減緩與治理對策提供參考。

2 研究區(qū)域與研究方法

2.1 研究區(qū)域與數據來源

黃河流域地處中國北部，位于東經96°至119°、北緯32°至42°間，流域面積約為79.5萬km2。參照黃河流域范圍及中國地市行政邊界，以地市級作為研究尺度，通過ArcGIS選取重疊區(qū)域，如圖1所示?？紤]地區(qū)洪災社會脆弱性與黃河流域的關聯(lián)，本研究界定的黃河流域是指黃河自然流域所涉及的地區(qū)，即山東、河南、山西、陜西、內蒙古、寧夏、四川、甘肅和青海9?。▍^(qū)）的76個地級市（州、盟）?？紤]到洪災對黃河流域社會脆弱性的空間分異，選擇黃河流域上中下游自然分界點作為劃分依據，借鑒黃河流域現有分區(qū)研究[17-18]，將黃河流域分為上游地區(qū)、中游地區(qū)與下游地區(qū)。

本研究以市域單元作為洪災社會脆弱性評價對象，以《中國城市統(tǒng)計年鑒》、各?。▍^(qū)）統(tǒng)計年鑒以及第六次人口普查結果為數據來源，選取人口、經濟密度及財政預算收入、人均GDP等作為指標，數據時間跨度為2009—2018年。地市行政邊界數據來源于資源環(huán)境與科學數據中心（http：//www.resdc.cn）2015年中國地市行政邊界，黃河流域邊界數據的來源為國家地球科學系統(tǒng)數據中心（http：//www.geodata.cn/）2002年中國1∶250 000一級流域分級數據集。

2.2 黃河流域洪災社會脆弱性指標體系

VSD（Vulnerability Scoping Diagram）框架從暴露度、敏感性和適應能力三方面分析脆弱性，規(guī)范性強，易于操作，目前已得到廣泛關注與應用[19-20]。本文參照VSD框架，遵循可代表性、可操作性、可獲得性等指標選取準則[21]，參考已有研究成果[22-24]，在以往研究成果的基礎上[25-28]，結合社會脆弱性概念以及黃河流域現實情況，從人口、經濟、基礎設施等角度出發(fā)，構建包含暴露度、敏感性和適應能力的黃河流域洪災社會脆弱性指標體系，見表1。

暴露度是社會系統(tǒng)在洪災下暴露程度的參數，暴露度越高，社會脆弱性越高。選取人口密度反映人口暴露程度，選取經濟密度反映經濟暴露程度。敏感性是社會系統(tǒng)容易受到洪災破壞的影響程度，由社會系統(tǒng)的特征決定，敏感性越高，社會脆弱性越高。第一產業(yè)及其從業(yè)人員受洪災影響較大，本研究選取第一產業(yè)占GDP比重指標代表經濟潛在易破壞程度，選取從事第一產業(yè)人口比例指標反映人口潛在易受破壞程度。適應能力指社會系統(tǒng)面對洪災的恢復能力，社會人群、經濟和基礎設施等適應能力越高，社會脆弱性越低。選取人均GDP指標反映個體經濟能力，選取萬人平均財政預算收入指標反映社會經濟保障能力，選取萬人平均衛(wèi)生機構床位數指標反映社會基礎設施的完善度，選取萬人擁有大學生人數指標反映人群應對災害的適應能力，選取萬人水利、環(huán)境和公共設施管理從業(yè)人數指標反映社會管理適應能力。暴露度、敏感性和適應能力共同構成社會脆弱性。

采用熵權-CRITIC組合權重法確定指標權重，即分別利用熵權法[29]和CRITIC法[30]計算出權重，再將兩個權重結果求算術平均值得到最終的組合權重W，計算方法如下：

式中：W為組合權重;W1為熵權法的權重;W2為CRITIC法的權重。

正向屬性的指標表示該指標值越大，社會脆弱性越高;負向屬性的指標表示該指標值越大，社會脆弱性越低。

2.3 數據處理與評價方法

2.3.1 數據處理

為消除各指標量綱差異，采用標準化方法對原始指標數據進行預處理。計算公式如下：

正向指標標準化公式為

負向指標標準化公式為

2.3.2 評價方法

本文采用模糊綜合評價法和排序比較法評價洪澇災害社會脆弱性。通過構建洪災社會脆弱性模型，綜合評價黃河流域洪澇災害社會脆弱性，其表達式為

式中：SoVI為社會脆弱性指數;EI、SI、AI分別為暴露度、敏感性和適應能力指數。

EI、SI、AI分別通過將各項原始數據標準化后與表1中的組合權重相乘求和計算得出，暴露度與敏感性具有正向作用，適應能力則具有抵消作用，三者共同反映了社會脆弱性。

為了進一步衡量3個維度對黃河流域洪災社會脆弱性的影響，判別黃河流域洪災社會脆弱性的致脆原因及類型，在計算3個維度指數基礎上，分別對76個城市2018年的暴露度、敏感性和適應能力進行排序，每個城市排序最靠前的屬性即為其致脆因子。計算公式為

式中：Si為第i個城市的致脆因子;EIranki為第i個城市暴露度在76個城市中的順序;SIranki為第i個城市敏感性在76個城市中的順序;AIranki為第i個城市適應能力在76個城市中的順序。3種屬性中排序最靠前的屬性即為致脆因子。

3 結果與分析

3.1 黃河流域社會脆弱性時間演變規(guī)律

結合源數據及社會脆弱性評價模型，可以計算得出2009—2018年黃河流域洪災暴露度、敏感性、適應能力指數及社會脆弱性綜合指數。從圖2可以看到，2009—2018年黃河流域暴露度和適應能力不斷提升，其中暴露度10 a間上升32.55%，適應能力上升76.69%;10 a間敏感性和社會脆弱性持續(xù)下降，其中敏感性下降29.82%，社會脆弱性下降57.73%。整體來看，近10 a來隨著黃河流域經濟不斷發(fā)展、公共設施逐步完善及公共服務水平顯著提升，黃河流域應對洪澇災害的能力大幅增長，社會脆弱性指數呈現明顯減小趨勢。

3.2 黃河流域社會脆弱性空間分布特征

計算2009—2018年黃河流域洪災社會脆弱性3個維度的指數，按式（4）計算得到社會脆弱性指數，選取4個等間隔年份（2009年、2012年、2015年及2018年）繪制脆弱性分布演變圖。

3.2.1 暴露度空間分異特征

黃河流域洪災暴露度分布演變如圖3所示?？梢钥闯觯?009—2018年黃河流域暴露度指數整體呈上升趨勢，空間上呈現出自上游向下游逐漸增大的趨勢。暴露度等級高的地區(qū)主要集中分布在黃河下游地區(qū)及省會城市，等級低的地區(qū)主要集中在上游以及部分中游地區(qū)。

2009—2018年黃河流域人口、經濟不斷增長，暴露于洪澇災害風險之下的人口、經濟損失持續(xù)增加，暴露度指數整體呈上升趨勢。從地形來看，上游多為山地，中下游以平原和丘陵為主，下游的山東、河南地區(qū)一直以來都擁有高人口密度和高經濟密度的特點，是洪澇災害社會暴露度高的主要分布區(qū)域。下游地區(qū)暴露度指數平均值遠高于中上游地區(qū)，約為中游的3倍、上游的5倍。省會城市較其他地級市暴露度更高，平均值約為非省會城市的2.3倍，反映了當前城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中省會城市對周邊地區(qū)的“虹吸”效應明顯，人口密度及經濟密度高于其他地市。

3.2.2 敏感性空間分異特征

黃河流域洪災敏感性分布演變如圖4所示。可以看出，2009—2018年黃河流域敏感性指數整體呈下降趨勢，敏感性分布的空間集聚特征較為顯著，基本呈現自上游向下游逐漸減少的趨勢。上、中、下游地區(qū)敏感性指數平均值分別為0.24、0.12、0.10。敏感性較高的地區(qū)主要分布在黃河上游，較低的地區(qū)集中在中下游。省會城市敏感性指數更低，僅為其他非省會城市敏感性指數的1/4。

2009—2018年黃河流域人口、經濟結構不斷調整，第一產業(yè)從業(yè)人員比例及占GDP比重持續(xù)下降，社會面對洪災風險的敏感性整體呈下降趨勢。黃河上游各地第一產業(yè)占GDP比重高，城鎮(zhèn)化程度低，人員對農業(yè)依賴程度高，具有較高的經濟與人口敏感性，這與該類地區(qū)處于我國西部地區(qū)、經濟發(fā)展水平較低的現狀相符。省會城市因其就業(yè)機會多，青年勞動力所占比重高于其他地級市，且對第一產業(yè)的依賴度偏低，經濟產業(yè)結構更富韌性，因此敏感性顯著低于周圍其他地級市。

3.2.3 適應能力空間分異特征

黃河流域洪災適應能力分布演變如圖5所示?？梢钥闯?，2009—2018年黃河流域適應能力指數整體呈上升趨勢，適應能力分布呈現以省會為高值中心、周邊地市逐漸遞減的空間積聚特征。高適應能力地區(qū)的分布整體而言較為分散。

2009—2018年黃河流域社會保障能力、基礎設施完備程度和社會人群適應能力顯著提升，社會面對風險的適應能力不斷上升。高適應能力指數地區(qū)多為省會或經濟發(fā)展程度高的地區(qū)，應對洪災風險的自適應能力強。低適應能力指數地區(qū)分布較為分散，多為經濟發(fā)展程度較低的地區(qū)，其社會保障能力、基礎設施完備程度和社會人群適應能力也較低，該類地區(qū)應對洪災風險的適應能力弱。省會城市經濟發(fā)展程度高、基礎設施完備、社會保障能力強，適應能力指數平均值約為非省會城市的2倍。

3.2.4 社會脆弱性空間分異特征

根據式（4）計算可得黃河流域洪災社會脆弱性指數，黃河流域洪災社會脆弱性分布演變如圖6所示?？梢钥闯?，2009—2018年黃河流域洪災社會脆弱性指數整體呈下降趨勢，上游地區(qū)社會脆弱性下降速度高于中下游地區(qū);社會脆弱性分布呈現上下游高、中游低、南高北低的空間積聚特征。下游地區(qū)社會脆弱性指數平均值遠高于中上游地區(qū)，約為中游的3倍、上游的2倍。高社會脆弱性指數地區(qū)主要分布在上游的青海、甘肅和下游的河南、山東等地。低社會脆弱性指數地區(qū)多分布于中游的山西、陜西和上游的內蒙古等地。省會城市社會脆弱性指數平均值僅為-0.04，而非省會城市均值為0.15，省會城市社會脆弱性遠低于非省會城市。

2009—2018年黃河流域暴露度小幅度上升、敏感性持續(xù)下降、適應能力大幅提升，因此社會脆弱性水平呈顯著下降趨勢。下游地區(qū)的暴露度及敏感性高，且適應能力較低，因此其社會脆弱性高。低社會脆弱性指數地區(qū)與高適應能力地區(qū)具有較高的重合度，可見適應能力對社會脆弱性反向影響作用大。省會雖暴露度較高，但其敏感性低、社會適應能力高，因此社會脆弱性顯著低于周邊地市。

3.3 黃河流域各市社會脆弱性致脆類型分析

為了衡量暴露度、敏感性和適應能力3個維度對各市洪災社會脆弱性影響的程度，根據式（5）計算結果確定各地區(qū)社會脆弱性的致脆類型，即高暴露度致脆型、高敏感性致脆型和低適應能力致脆型3種類型。

如圖7所示，2009—2018年黃河流域洪災社會致脆類型由以低適應能力致脆型為主轉變?yōu)橐愿弑┞抖戎麓嘈蜑橹?，洪災社會致脆類型空間積聚效應較為明顯，上游地區(qū)以高敏感性致脆型為主，中游地區(qū)以低適應能力致脆型為主，下游地區(qū)以高暴露度致脆型為主?？v觀黃河流域76個地級市，高敏感性致脆型主要集中在上游的甘肅、青海、四川、寧夏、內蒙古和中游的陜西等地，高暴露度致脆型絕大多數分布在黃河下游的山東、河南以及省會及經濟發(fā)展水平較高的地區(qū)，低適應能力致脆型主要分布在黃河中游的山西、陜西、甘肅和上游的甘肅、青海等地。

從時間演變來看，2009—2018年高/較高社會脆弱性城市數量呈現顯著的下降趨勢（見表2），3種致脆類型中，低適應能力致脆型城市數量大幅度下降，顯然適應能力對高社會脆弱性地區(qū)影響巨大。因此，降低黃河流域的社會脆弱性，應重點關注提升地區(qū)社會適應能力。

4 結論與建議

4.1 結 論

社會脆弱性是反映應對洪澇災害時承災體的社會固有屬性，分析社會脆弱性對于識別承災體的地域屬性、降低地區(qū)社會脆弱性、提高風險應對能力，進而提升地區(qū)韌性至關重要。基于社會脆弱性分析框架，以黃河流域76個地級市為研究對象，基于洪澇災害特征從暴露度、敏感性和適應能力3個維度構建黃河流域社會脆弱程度評價指標體系，采用熵權-CRITIC法、模糊綜合評價法和排序比較法，分析了2009—2018年黃河流域76個地級市的社會脆弱性程度及致脆類型。研究結論如下：

（1）2009—2018年，黃河流域社會脆弱性的敏感性持續(xù)下降、暴露度小幅上升、適應能力大幅提升，整體上社會脆弱性表現為持續(xù)下降。

（2）社會脆弱性分布呈現上下游高、中游低、南高北低的空間特征，其中暴露度自上游向下游增大、敏感性自上游向下游減弱、適應能力以省會為高值中心向周圍輻射遞減。

（3）省會城市的暴露度較高，但敏感性低、社會適應能力高，因此其社會脆弱性低于周邊地市。

（4）黃河流域洪災致脆類型空間分布特征顯著，上游以高敏感性致脆型為主，中游以低適應能力致脆型為主，下游主要是高暴露度致脆型。低社會適應能力是導致高社會脆弱性的重要因子。

4.2 建 議

通過對黃河流域洪災社會脆弱性的研究，認為降低黃河流域洪澇災害社會脆弱性需要關注以下幾方面的工作：

（1）下游地區(qū)的人口經濟暴露度高，因此整體社會脆弱性高。從現實災情看，黃河洪災自古多發(fā)生于下游，降低黃河流域社會脆弱性應重點關注河南、山東兩省。

（2）社會適應能力不足是導致高社會脆弱性的重要原因，降低黃河流域整體社會脆弱性，應重點關注低適應能力地區(qū)。應強化基礎設施支撐，提升公共服務水平，擴大社會保障范圍，進而持續(xù)提升社會適應能力。

（3）省會城市社會脆弱性顯著低于非省會城市，應積極擴大省會的龍頭效應，充分發(fā)揮其對周邊地區(qū)經濟及社會適應能力的拉動作用。

（4）黃河上游的內蒙古、甘肅、寧夏、青海等地農業(yè)依賴度過高，致使敏感性高，應通過調整產業(yè)結構，降低地區(qū)經濟敏感性，進而降低該地區(qū)的社會脆弱性。

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【責任編輯 許立新】