潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性分析*

郭鳳清，曾 輝，叢沛桐，曹 宇

（1.北京大學深圳研究生院城市規劃與設計學院，廣東深圳518055；2.北京大學城市與環境學院，北京100871；3.華南農業大學水利與土木工程學院，廣東廣州510642；4.廣東水利電力規劃勘測設計研究院，廣東廣州510635）

潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性分析*

郭鳳清1，2，曾 輝1，2，叢沛桐3，曹 宇4

（1.北京大學深圳研究生院城市規劃與設計學院，廣東深圳518055；2.北京大學城市與環境學院，北京100871；3.華南農業大學水利與土木工程學院，廣東廣州510642；4.廣東水利電力規劃勘測設計研究院，廣東廣州510635）

開展承災體脆弱性分析是為揭示各類承災體的洪災損失與洪水特征之間的關系，也是洪災風險評估方法中的關鍵部分。為了分析潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性，以北江“9406”型洪水放大至300年一遇洪災為案例，全面收集社會經濟數據，結合GPS技術開展洪災損失調查，利用建立的模型計算了蓄洪區各承災體要素的洪災損失值，用以表征承災體脆弱性大小和承災能力強弱。通過計算潖江蓄洪區洪災承災體的損失值，得出工業及基礎設施脆弱性最大，也是承災能力最弱的系統因素的結論。潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性分析為計算洪災潛在損失和區域防災減災提供了依據。

洪災；承災體；脆弱性；潖江蓄洪區；廣東

受特殊氣候和地理條件影響，廣東省成為受洪水災害影響最嚴重的地區之一。在北江流域支流潖江設立潖江蓄洪區以防范北江下游珠江三角洲地區的廣州、清遠、佛山等城市的洪水。然而潖江蓄洪區一旦啟用，加之近年來蓄洪區內承災體的暴露性增強，蓄洪區內承災體要素承受洪災打擊的潛在風險相應在加大，承災體脆弱性增大，損失也將增大。如要降低災情水平，降低脆弱性是最為直接和有效的方法，因而，對潖江蓄洪區洪災承災體調查，辨識易受災的承災體，對承災體的脆弱性進行分析，對防災減災具有極其重要的意義。

文獻［1－5］應用數值模擬方法和統計學方法計算了潖江蓄洪區某些特定區域的極值高水位、各類受淹風險面積，作為劃定洪災可能淹沒的風險區，對潖江蓄洪區作了洪災漫灘風險計算和風險評估。目前，對潖江蓄洪區洪災承災體的脆弱性研究還未見有報道。鑒于此，本文將對潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性和承災能力作一分析。

1 研究區概況

潖江（圖1）是北江的支流之一，主要流經廣東省清遠市佛岡縣境。潖江蓄洪區境內以低山丘陵為主，山地丘陵海拔在1 000 m以下，中間河谷地帶較低，低洼地地面高程12～15 m（珠基），河道平均比降為0.26‰。潖江口地面高程僅有1 m，特殊的地勢為洪水進入創造了條件。潖江蓄洪區受北江洪水影響明顯，當北江上游來水達到2 000 m3／s時，北江干流部分水流在飛來峽鎮附近的潖江口倒灌入潖江蓄洪區。潖江蓄洪區洪水發生與暴雨發生時間上基本同步，多集中在夏季6－8月。

圖1 潖江蓄洪區地理位置及河流水系圖

2 研究思路與數據

2.1 研究思路

根據潖江蓄洪區工程運用實際情況，主要通過收集蓄洪區內各地的政府工作報告及統計年鑒獲取基本社會經濟數據，部分資料采用實地調研等獲取。在文獻［1－5］的基礎上，運用GPS技術開展洪災損失實地調查，結合Google地圖，選取影響洪災承災體損失的主要影響因子淹沒水深和淹沒歷時，采用回歸分析法建立各類承災體淹沒水深／時間－損失率之間的關系；以2011年潖江蓄洪區內社會經濟數據為背景，建立洪災承災體損失模型，以北江“9406”型洪水放大至300年一遇洪災為案例，計算蓄洪區承災體要素的洪災損失值；基于承災體的損失值，采用價值分析法判斷承災體脆弱性大小，以直接經濟損失和間接經濟損失之和作指標，分析潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性，初步確定承災體脆弱性大小和承災能力強弱，掌握洪災潛在損失，為區域防災減災提供依據。

洪災承災體脆弱性分析簡單而又準確的基本方法是通過建立損失方程或脆弱性方程來表示承災體的損失率和淹沒深度、持續時間以及水流速度之間的關系［6－10］。本研究結合潖江蓄洪區工程運用實際情況，對承災體脆弱性的災前損失做預評估分析，即：根據設計頻率洪水的淹沒范圍和淹沒水深分布結合分區、分類的資產調查和損失率關系，估算出該頻率災害承災體損失值。通過計算蓄洪區承災體的損失價值來表征承災體脆弱性大小。承災體損失大則其脆弱性大，其承災能力相應弱。

以蓄洪區內各承災體為系統因素［11］，經濟損失與系統要素的產值、受淹水深及受淹時間有關。系統因素與損失值的關系見表1。

表1 系統因素與損失值的關系

2.2 數據來源

社會經濟資料是進行承災體損失評估的基礎?；旧鐣洕闆r主要通過收集蓄洪區內各地的政府工作報告及統計年鑒（《清遠市統計年鑒2011》）［12］獲取數據，部分資料通過實地調研以往洪災年份受災區的受災情況獲取。

對于沒有資料的地區，采用資料移植手法，把相鄰地區經濟發展狀況基本相近、地形等特征基本一致的地區的資料引用過來，在引用過程中根據當地地區的實際情況進行適當的修改。

3 潖江蓄洪區洪災承災體經濟損失建模及脆弱性分析

3.1 承災體經濟損失模型建立

3.1.1 洪災承災體脆弱性主要影響因素

用洪水演進的特征指標描述，導致洪水損失的主要因素有洪水淹沒范圍、淹沒深度、淹沒歷時、流速大小、沖擊力、泥沙淤積等［13］。在洪災承災體損失模型建立中，本研究主要考慮影響洪災損失的兩個因素：淹沒深度和淹沒歷時。淹沒深度和淹沒歷時通過實測資料、模型實驗等估算其對承災體損失率的影響。

3.1.2 洪災承災體損失率

洪災承災體損失率是描述洪災直接經濟損失的重要指標，通常指各類承災體遭受洪災損失的價值與災前或正常年份其原來或應有的價值之比，一般分為各類承災體分項洪災損失率（如農作物洪災損失率、工商企業財產洪災損失率、城鄉居民財產洪災損失率等）和各類承災體綜合洪災損失率兩種。洪災承災體損失率的確定是計算洪災經濟損失的關鍵，其大小由承災體的脆弱性決定，在某一程度上可以說洪災承災體損失率是承災體脆弱性的體現。

本研究采用分項洪災損失率，分類計算各類承災體的洪災損失率。分類承災體洪災損失率由兩種方法來確定：一是調查當地以往的災害損失情況，建立損失率與洪水致災因素的關系；再者是參考其他地區的洪災損失率，根據本地實際情況進行調查確定。

3.1.3 洪災承災體損失增長率

同一頻率洪水發生在不同年份所造成的洪災損失不同，一次洪災損失及平均洪災損失均是根據某一選定基準年（或調查年份）的社會經濟狀況推算的，并未計及洪災損失隨時間發生的變化，因此應再考慮洪災損失增長率。洪災承災體損失增長率［14－16］便是用來表示洪災承災體損失隨時間增長的一個參數，用它來修正、折算將來的洪災損失，這樣可把不同年份的洪災損失換算到同一基準年，以便進行比較。

3.1.4 洪災承災體損失計算模型

本研究中洪災承災體損失計算僅對直接或者間接損失而言，對非經濟損失只進行定性或某些定量的描述。直接經濟損失指洪水直接淹沒造成的可用貨幣計量的分類損失。根據損失特征采用四種方法計算洪災承災體直接經濟損失。

（1）按損失率計算適用于各類社會固定資產、流動資產承災體。計算公式如下：

式中：n為承災體的種類；m為風險區的種類；βij為第i種承災體在第j類風險區的損失率；ωij為第i種承災體在第j類風險區的財產價值。

（2）按經濟活動中斷時間計算，適用于工業、商業、鐵路、公路、航運、供電、供水、供氣、供油、郵電等部門經濟活動中斷所造成損失的計算。其計算公式如下：

式中：n為行業的種類；m為經濟活動的種類；tij為第i類行業在第j類經濟活動的中斷時間；Sij第i行業在第j類經濟活動中斷時間單位時間損失值。

（3）按毀壞長度、面積等指標計算，適用于鐵路、公路、輸油（氣、水、煤）管道、高壓電網、郵電通訊線路、水利工程（提防、渠道等）、房屋等設施的修復費用。其計算公式如下：

式中：n為設施的種類；m為風險區的種類；fij為第i類設施在第j類風險區中單位長度或者單位面積的修復費用；Aij為第i類設施在第j類風險區中損壞的長度或者面積。

（4）單獨計算，適用于不宜用前三用方法計算的各種直接經濟損失。例如，果林遭受水災淹死后所造成的損失，除損失當年的果林收入外，還要損失重新種植果林的費用和使果林恢復到原先生產水平期間的應有收入和支出；又如砂壓水毀土地所造成的損失除當年的農作物損失外，還要損失使土地恢復到原生產力期間所付出的勞動代價和應有的農業純收入，或為土地廢棄后所減少的農業收入；水利、市政工程和其他專項設施毀壞或廢棄造成的損失，應包括災前價值、修復或者重置所增加的費用兩部分，即恢復到原有效能的全部費用，即：

果林損失 ＝重植費用＋恢復到原來生產水平

直接經濟損失計算的關鍵是合理確定各類承災體在不同淹沒程度（水深、歷時、流速等）下的洪災損失參數，如洪災損失率、單位時間損失、單位長度（面積）修復費用等。

3.1.5 一次洪水綜合損失計算方法

洪水損失的計算采用面上綜合損失法，對某一代表性的洪水，先勾繪出它的淹沒范圍，然后在某一基準年內進行淹沒區財產資料的統計，再用各類財產的價值乘以各類財產的洪災損失率，便可得到遇此洪災后各類財產的損失值，將其綜合在一起，即為該洪水在某一基準年內造成的一次綜合損失。為考慮價值的時效性，利用洪災損失增長率及物價上漲指數便可把某一基準年內的損失值折算到現在情況下的損失值。

該方法通過計算直接和間接損失來評判一次洪水的綜合損失。

按照上述方法，在考慮到抗洪搶險等其他費用就可以得到一次性洪水的綜合損失S：

式中：S1為直接經濟損失；S2為間接經濟損失；φ為洪災損失增長率；C為抗洪搶險等費用。

3.2 承災體經濟損失計算

3.2.1 數據整理

為計算潖江蓄洪區內承災體的洪災損失，以2011年江口鎮、龍山鎮、源潭鎮社會經濟統計資料為背景。社會經濟資料包括：蓄洪區淹沒范圍內的土地利用情況，農、林、牧、副、漁各業的生產規模、水平；工礦業、商業、事業單位的分布、生產經營規模、水平；城鎮、農村居民點人口分布狀況；國家、集體、個人的房屋、設施、物資財產；貫穿區內的鐵路、公路的貨運量、客流量；風景、文化古跡等。這些社會經濟資料在洪水淹沒的范圍和程度確定之后，通過調查取得。為了便于估算淹沒損失，按照淹沒水深、歷時和經濟發展水平分區調查，給出不同淹沒程度級別，不同分區的人口、經濟及其它指標。表2為潖江蓄洪區主要鄉鎮基本情況。表3所示為潖江蓄洪區內鄉鎮的主要經濟指標。表4所示為潖江蓄洪區2011年農村耕地面積、生產總值、農業生產總值、農作物播種面積統計情況。

潖江蓄洪區其他社會經濟資料：

（1）施工房屋面積118.22萬m2，竣工房屋面積58.44萬m2，竣工房屋價值14 816.5萬元。

（2）固定資產投資完成總額239 615萬元，城鎮以上投資180 398萬元；房地產開發45 491.5萬元，農村私人投資10 026.5萬元，城鎮私人投資3720.5萬元。

表2 潖江蓄洪區基本情況

（3）新增固定資產投資134 769萬元，城鎮以上投資106 888.5萬元，其中基本建設22 703.5萬元，更新改造2 038萬元，其他投資82 647萬元；房地產開發14 133.5萬元，農村私人投資10 026.5萬元，城鎮私人投資3 720.5萬元。

表3 鄉鎮的主要經濟指標

表4 潖江蓄洪區農村耕地面積、生產總值、農業生產總值、農作物播種面積統計

（4）2011年銷售總額58 488萬元。

（5）外貿出口海關總值5 745萬美元。

（6）2011年實際利用外資1 150.5萬美元。

3.2.2 承災體要素及損失率

表5所示為潖江蓄洪區主要承災體要素及其價值。

表5 主要承災體要素及價值

結合郭鳳清等［1－3］對潖江蓄洪區洪水危險性綜合區劃劃分的指標，計算得到各承災體要素損失率的分布結果（表6）。

表6 各承災體要素損失率

3.2.3 承災體經濟損失計算

按照建立的潖江蓄洪區洪災承災體損失計算模型，結合該蓄洪區實際情況，將前面得到的數據代入承災體損失計算模型，即可得出經濟損失值。承災體要素的間接經濟損失的計算采用系數法，即經過實測資料分析，建立間接損失和直接損失之間的關系系數。承災體要素直接經濟損失和間接經濟損失計算標準見表7。

預測潖江蓄洪區遭遇“9406”型300年一遇洪災時，各承災體要素經濟損失計算結果見表8。

表7 承災體要素直接經濟損失和間接經濟損失計算標準

表8 經濟損失計算結果萬元

3.3 承災體脆弱性分析

（1）從表8計算結果得出，“9406”型300年一遇洪水發生時，啟用潖江蓄洪區，該蓄洪區直接經濟損失約為6.76億元，間接經濟損失約為1.55億元。同時表明，蓄洪區內工廠及基礎設施的經濟損失最大，占包括直接經濟損失和間接經濟損失在內的全部損失84%；其次為家庭財產損失，占全部損失6.2%；之后依次為房屋、農業、鄉鎮企業，分別占到全部損失4.9%、3.9%、1%。由此可見，潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性最大的是工廠及基礎設施，其次為家庭財產，之后依次為房屋、農業、鄉鎮企業。承災體脆弱性越大，其承災能力最弱，潖江蓄洪區洪災承災體承災能力最弱的是工廠及基礎設施，之后依次為家庭財產、房屋、農業、鄉鎮企業。

（2）當潖江蓄洪區“9406”型300年一遇洪水發生時，對該蓄洪區內經濟損失及承災體脆弱性、承災體承災能力分析，進一步映證了潖江蓄洪區的人口社會經濟實際情況。近年來隨著蓄洪區內人口的增長，人地矛盾突出，導致蓄洪區內大力發展工業，從而造成洪災損失最大的是工廠及基礎設施；潖江蓄洪區內經濟的快速發展，使得人均房屋面積增大，家庭財產激增，造成潖江蓄洪區的家庭財產、房屋兩項承災體的脆弱性也較大；隨著外出就業人數增加，潖江蓄洪區內農業發展較慢，鄉鎮企業發展也較滯緩，因此，農業和鄉鎮企業損失最小，這兩項承災體的脆弱性相應較小。

4 結論與討論

通過全面收集潖江蓄洪區數據，部分數據運用GPS技術獲取，結合Google地圖，以2011年潖江蓄洪區內社會經濟數據為背景，建立洪災承災體損失模型，選取影響洪災承災體損失的主要影響因子淹沒水深和淹沒時間，建立承災體要素的洪災災損率，對蓄洪區內受淹的承災體計算損失值；基于承災體的損失值，分析承災體脆弱性及承災能力。計算結果顯示，潖江蓄洪區遭遇“9406”型300年一遇洪災時，蓄洪區內的工廠及基礎設施經濟損失最大，占包括直接經濟損失和間接經濟損失在內的全部損失84%，之后依次為家庭財產損失、房屋、農業、鄉鎮企業。由此可見，潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性最大的是工廠及基礎設施，之后依次為家庭財產、房屋、農業、鄉鎮企業。承災體脆弱性越大，其承災能力越弱，潖江蓄洪區洪災承災體承災能力最弱的是工廠及基礎設施，之后依次為家庭財產、房屋、農業、鄉鎮企業。從研究模型得出的理論看，該結論與蓄洪區內近年來人口增長、人地矛盾突出、大力發展工業、經濟快速發展、人均房屋面積增大、家庭財產激增、外出就業人數增加、農業發展較慢、鄉鎮企業發展也較滯緩的實際情況相吻合，說明本研究建立的承災體損失方程及淹沒水深／時間－損失率基本合理。通過對潖江蓄洪區承災體脆弱性分析，從理論和實際運用中，可為潖江蓄洪區的防洪規劃及防洪決策做科學指導。

另外，理論上講，淹沒深度、持續時間以及水流速度、沖擊力等因子都是承災體損失方程的組成部分，但由于數據所限，本研究只實現了淹沒深度、持續時間，以相應受淹面積的危險區、重災區、中災害區、輕災區作為承災體的水災脆弱性分析。在以后的研究工作中，應綜合考慮流速和沖擊力對承災體脆弱性的影響。由于存在地理地形間的差異，同一類承災體要素在同一次洪水過程損失差異很大，更詳細的承災體分類與分析仍十分必要。潖江蓄洪區洪災承災體在時間和空間的脆弱性展布，也是今后應進一步研究的方向。

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Vulnerability Analysis of Hazard-affected Bodies in Pajiang Flood Storage Area

Guo Fengqing1，2，Zeng Hui1，2，Cong Peitong3and Cao Yu4
（1．School of Urban Planning and Design，Shenzhen Graduate School of Peking University，Shenzhen 518055，China；2．College of Environmental and Urban Science，Peking University，Beijing 100871，China；3．College ofWater Conservancy and Civil Engineering，South China Agriculture University，Guangzhou 510642，China；4．Guangdong Hydropower Planning＆Design Institute，Guangzhou 510635，China）

To carry out the vulnerability analysis of hazard-affected bodies is to show the relationship between all kinds of flood loss of hazard-affected bodies and the flood characteristics，and it is also a key part of flood risk assessmentmethods.Ourwork took the 9406 flood of Beijiang river amplified to 0.33%probability type flood as an example to analyze flood vulnerability of hazard-affected bodies in Pajiang flood storage area.In ourwork，comprehensive social and economic data were collected，and the investigation on flood losswas carried outwith GPS（Geographical Position System）technology.The flood loss value of hazard-affected bodies is gained through the built model of Pajiang flood storage area，which shows the characteristics of the vulnerability size and of hazard-affected ability of hazard-affected bodies.After calculating flood loss value of hazard-affected bodies of Pajiang flood storage area，we draw the conclusion that vulnerability of industry and infrastructurewas the largest，and theywere the hazard-affected system factorswith the weakest ability.The flood vulnerability analysis of Pajiang flood storage area is helpful for the calculation offlooding potential loss of hazard-affected bodies and the regional disaster prevention and reduction.

floods；hazard-affected body；vulnerability；Pajiang flood storage area；Guangdong Province

X43

A

1000－811X（2014）03－0102－06

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.03.019

郭鳳清，曾輝，叢沛桐，等.潖江蓄洪區洪災承災體脆弱性分析［J］.災害學，2014，29（3）：102－107.［GuoFengqing，ZengHui，Cong Peitong，etal.Vulnerability Analysis of Hazard-affected Bodies in Pajiang Flood Storage Area［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（3）：102－107.］

2014－02－10

2014－03－23

中國博士后科學基金（2013M540815）

郭鳳清（1974－），女，山西陽泉人，博士（后），主要從事災害評估、水文水資源研究.E－mail：guofq＠pkusz.edu.cn

叢沛桐（1965－），男，黑龍江集賢人，教授，主要從事水利信息化研究.E－mail：congpeitong＠163.com