某縣域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理研究

摘要：本研究采用基于云模型的方法，對(duì)某縣域的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)與分析。通過(guò)對(duì)自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的詳細(xì)調(diào)查和數(shù)據(jù)收集，利用云模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，計(jì)算權(quán)重、生成評(píng)價(jià)云圖等方法，對(duì)該縣域的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，該縣域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)整體處于較低水平。針對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果，本研究提出了一系列風(fēng)險(xiǎn)管理建議，包括加強(qiáng)防洪設(shè)施建設(shè)、提高預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、加強(qiáng)救援隊(duì)伍的培訓(xùn)和演練等。

關(guān)鍵詞：洪澇災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；云模型；防洪設(shè)施建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：X43""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

目前，全球氣候變化趨勢(shì)明顯，極端氣候事件頻發(fā)，洪澇災(zāi)害尤為突出，給國(guó)家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[1]。城市化進(jìn)程的加快使城市防洪排澇壓力不斷增加，防洪安全成為關(guān)乎國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問(wèn)題[2]。因此，洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理研究，對(duì)提高防洪減災(zāi)能力、保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義[3]。

學(xué)者們從不同角度對(duì)灌區(qū)水資源的優(yōu)化方案進(jìn)行深入研究和探索。劉源[4]采用指標(biāo)體系法，分析了城市暴雨災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)理過(guò)程，并提出了基于“孕災(zāi)-致災(zāi)-成災(zāi)-治災(zāi)”的城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。劉徽等[5]以黃石大冶湖生態(tài)新區(qū)核心區(qū)為研究對(duì)象，構(gòu)建了城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并借助GIS繪制了大冶湖生態(tài)新區(qū)核心區(qū)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)圖。周佳麒[6]以汕頭市濠江區(qū)為例，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)權(quán)重的層次分析法，構(gòu)建了汕頭市濠江區(qū)內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。

本研究基于云模型，對(duì)某縣域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析洪澇災(zāi)害發(fā)生的可能性、影響范圍和損失程度，為當(dāng)?shù)卣贫ǚ篮闇p災(zāi)策略提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

本文將山東省青島市某水文站作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理研究。青島市某水文站位于河流中游，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)水文情況，包括水位、流量、降雨量等關(guān)鍵指標(biāo)。水文站發(fā)源于石門(mén)山南側(cè)的臥龍溝，自東向西穿越李滄區(qū)、市北區(qū)，最終與張村河匯流后注入膠州灣。河流全長(zhǎng)16.7km，流域總面積達(dá)到127km2。該水文站所處的黃河流域，由于淤泥導(dǎo)致河床不斷升高，雨季汛期時(shí)防洪險(xiǎn)情頻發(fā)，因此對(duì)該地區(qū)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)具有重要意義。

2數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源主要是青島市某水文站，收集的數(shù)據(jù)包括水位、流量、降雨量等關(guān)鍵指標(biāo)，獲得流域的雨情信息、汛期特征以及暴雨情況。除此之外，利用當(dāng)?shù)厮止_(kāi)數(shù)據(jù)，包括流域地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、河道管網(wǎng)數(shù)據(jù)等。對(duì)流域的地形地貌、土地利用狀況、河道管網(wǎng)布局等進(jìn)行詳細(xì)解釋。為更準(zhǔn)確地評(píng)估洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，須進(jìn)行專(zhuān)家訪(fǎng)談，訪(fǎng)談對(duì)象包括水利部門(mén)的相關(guān)專(zhuān)家、從事洪澇災(zāi)害研究的學(xué)者以及該流域周邊的居民，以獲取該流域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理策略的建議。最終，根據(jù)收集的相關(guān)信息形成縣域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)體系，見(jiàn)表1。

3模型配置

3.1模型計(jì)算

通過(guò)熵權(quán)法確定云模型指標(biāo)權(quán)重，再利用云圖進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算步驟如下。

3.1.1由熵權(quán)法計(jì)算權(quán)重

首先，利用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重。熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法，通過(guò)計(jì)算各指標(biāo)的熵值來(lái)確定權(quán)重。熵值越小，指標(biāo)權(quán)重越大，表明這個(gè)指標(biāo)在洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的重要性越高。

計(jì)算第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值：熵值反映了指標(biāo)的變異程度，熵值越小，指標(biāo)的變異程度越大，提供的信息越多，其計(jì)算過(guò)程如公式（1）所示。

式中：k=1/ln（m），pij=rij/sum（rij）。

計(jì)算第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異性系數(shù)：這個(gè)系數(shù)可以度量指標(biāo)區(qū)分評(píng)價(jià)對(duì)象的能力，計(jì)算過(guò)程如公式（2）所示。

Dj=1-Hj（2）

確定第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重：差異性系數(shù)表示指標(biāo)的信息效用值，它反映了各指標(biāo)之間的差異程度，計(jì)算過(guò)程如公式（3）所示。

wj=Dj/sum（Dj）（3）

3.1.2數(shù)學(xué)期望、熵值、超熵值

其次，計(jì)算各指標(biāo)的數(shù)學(xué)期望、熵值和超熵值。數(shù)學(xué)期望表示指標(biāo)的平均水平，熵值表示指標(biāo)的不確定性，超熵值表示熵值的不確定性。這些參數(shù)可以生成評(píng)價(jià)云圖。表達(dá)式如公式（4）～公式（6）所示。

（4）

式中：xi為第i個(gè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)；n為專(zhuān)家人數(shù)；Ex為期望值。

（5）

式中：En為指標(biāo)的熵值。

（6）

式中：He為超熵值。

3.1.3生成評(píng)價(jià)云圖

最后，根據(jù)計(jì)算得到的權(quán)重、數(shù)學(xué)期望、熵值和超熵值，生成評(píng)價(jià)云圖。評(píng)價(jià)云圖可以直觀地展示洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的空間分布和等級(jí)劃分，為防洪減災(zāi)決策提供依據(jù)，其表達(dá)式如公式（7）所示。

yi=exp[-（x-Ex）2/（2En2）]（7）

通過(guò)以上步驟，可以計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象的水資源安全健康狀況，并對(duì)其進(jìn)行排序和比較。

3.2評(píng)價(jià)區(qū)間設(shè)定

在洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，設(shè)定評(píng)價(jià)區(qū)間對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)至關(guān)重要。為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和實(shí)用性，須根據(jù)專(zhuān)家訪(fǎng)談的結(jié)果，對(duì)整體評(píng)價(jià)區(qū)間進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)專(zhuān)家訪(fǎng)談的結(jié)果，將洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分為5個(gè)等級(jí)，分別為極低、低、中等、高和極高。每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)一定的風(fēng)險(xiǎn)程度和可能造成的損失。表2為設(shè)定的評(píng)價(jià)區(qū)間及其對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

通過(guò)設(shè)定評(píng)價(jià)區(qū)間，將云模型輸出的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率映射到具體的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的可解釋性和實(shí)用性。

4數(shù)據(jù)分析

基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的云模型的計(jì)算結(jié)果（Ex，En，He）見(jiàn)表3。

將表3的云模型結(jié)果輸入到正態(tài)云圖生成器中，生成圖1～圖4，并根據(jù)圖片進(jìn)行分析。

4.1致災(zāi)性綜合評(píng)價(jià)

由圖1可知：流域的單日降水量風(fēng)險(xiǎn)接近較高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。這說(shuō)明在短時(shí)間內(nèi)，流域內(nèi)可能發(fā)生大量降水，從而導(dǎo)致洪澇災(zāi)害。年暴雨天數(shù)接近中等風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，這表明該地區(qū)在一年中經(jīng)歷暴雨的頻率較高。年均降水量接近較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，這說(shuō)明在全年尺度上，該地區(qū)的總降水量并不是特別高。然而，由于洪澇災(zāi)害通常與短時(shí)強(qiáng)降水相關(guān)，因此年均降水量是低風(fēng)險(xiǎn)并不能完全排除洪澇災(zāi)害的可能性。由于暴雨天數(shù)偏多且單日降水量風(fēng)險(xiǎn)較高，因此結(jié)合年均降水量分析，可以推斷這個(gè)地區(qū)的洪澇災(zāi)害具有較強(qiáng)的季節(jié)性。這說(shuō)明在特定的季節(jié)，例如夏季，洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)提高。

該流域的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)主要由強(qiáng)降水事件驅(qū)動(dòng)，尤其是在暴雨頻發(fā)的季節(jié)。因此，針對(duì)強(qiáng)降水事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警是降低洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。同時(shí)，考慮到洪澇災(zāi)害的季節(jié)性特征，應(yīng)在高風(fēng)險(xiǎn)季節(jié)采取更加嚴(yán)格的防洪措施，以保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

4.2易損性綜合評(píng)價(jià)

由圖2可知：該地區(qū)的GDP風(fēng)險(xiǎn)處于中等水平。這表明當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)規(guī)模較大，但同時(shí)也說(shuō)明，當(dāng)發(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)，可能會(huì)有較大的經(jīng)濟(jì)損失。GDP中等風(fēng)險(xiǎn)反映了該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要性，從而提高洪澇災(zāi)害對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響度。人口密度風(fēng)險(xiǎn)也處于中等水平，這說(shuō)明該地區(qū)的人口較為密集，人口數(shù)量較多。當(dāng)洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)，人口密度較高可能會(huì)對(duì)人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成較大威脅。因此，保護(hù)人民群眾的生命安全是防洪減災(zāi)工作的重要任務(wù)。耕地面積風(fēng)險(xiǎn)處于較低水平，這表明該地區(qū)的耕地治理情況相對(duì)較好，農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)該地區(qū)的影響較小。雖然耕地面積風(fēng)險(xiǎn)較低，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍可能受到洪澇災(zāi)害的影響，對(duì)糧食安全和農(nóng)民的收入產(chǎn)生負(fù)面影響。

該流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的影響處于中等水平。這表明在防洪減災(zāi)工作中，除了需要關(guān)注自然因素外，還需要重視社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響。當(dāng)制定風(fēng)險(xiǎn)管理策略時(shí)，應(yīng)綜合考慮減少經(jīng)濟(jì)損失、保護(hù)人民群眾的生命安全和保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多方面的需求。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和完善預(yù)警系統(tǒng)，提高應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的能力，最大程度減少洪澇災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響。

4.3承災(zāi)性綜合評(píng)價(jià)

由圖3可知：該地區(qū)的抗災(zāi)能力處于較低風(fēng)險(xiǎn)。這說(shuō)明該地區(qū)具備一定的防洪設(shè)施和預(yù)防措施，能夠在一定程度上減少洪澇災(zāi)害的影響。救災(zāi)能力也處于較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，這表明在洪澇災(zāi)害發(fā)生后，該地區(qū)能夠迅速有效地進(jìn)行救援和恢復(fù)工作。這項(xiàng)工作可能涉及緊急救援隊(duì)伍的快速響應(yīng)、救援物資及時(shí)調(diào)配以及災(zāi)后重建工作的有序進(jìn)行。

4.4綜合評(píng)價(jià)

由圖4可知：該縣域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)位于較低風(fēng)險(xiǎn)和中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，并接近較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。表明雖然該地區(qū)有洪澇災(zāi)害出現(xiàn)的可能性，但風(fēng)險(xiǎn)管理措施非常有效以及抗災(zāi)救災(zāi)能力較強(qiáng)，因此實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)水平相對(duì)較低。綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示該地區(qū)的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較低，但后續(xù)仍須持續(xù)關(guān)注和改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)管理策略。

5結(jié)論

本研究基于云模型對(duì)某縣域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析了自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素以及抗災(zāi)救災(zāi)能力等多個(gè)方面的影響。研究結(jié)果表明，該縣域在防洪設(shè)施建設(shè)、預(yù)警系統(tǒng)準(zhǔn)確性、救援隊(duì)伍能力、公眾防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)以及跨部門(mén)協(xié)作等方面存在不足。

通過(guò)定量評(píng)估洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，揭示了該縣域在不同情景下的風(fēng)險(xiǎn)程度，并指出了風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)領(lǐng)域。這些成果有助于相關(guān)部門(mén)和決策者更好地理解洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，為制定有效的防災(zāi)減災(zāi)策略提供支持。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探索風(fēng)險(xiǎn)管理措施的實(shí)施效果以及優(yōu)化資源配置，最大程度地減少洪澇災(zāi)害的影響。

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