洪水灾害社会经济损失评估方法研究述评*

刘春腊，马 丽，刘卫东

（1.中国科学院地理科学与资源研究所，中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049）

洪水灾害社会经济损失评估方法研究述评*

刘春腊1，2，马 丽1，刘卫东1

（1.中国科学院地理科学与资源研究所，中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049）

洪水灾害社会经济损失评估是防洪减灾领域的一项基础性工作，而评估技术与方法则是洪水灾害评估的核心与关键。在论述洪水灾害社会经济损失类型的基础上，从洪水灾害直接经济损失、间接经济损失、非经济损失及其他综合性损失四个方面对国内外洪水灾害社会经济损失评估方法进行了综述，对现有的评估方法进行了评价，并探讨了洪水灾害社会经济损失评估方法研究中有待解决的问题及未来研究趋势。

洪水灾害；评估方法；直接经济损失；间接经济损失；非经济损失

洪水是人类面临最严重的自然灾害之一，占自然灾害引起死亡的55%，占自然灾害引起经济损失的31%（国际减灾委员会）。洪水灾害被认为是全人类影响范围最广、发生频数最高、损失最为严重的自然灾害之一［1－2］。洪水灾害对人类社会经济发展的影响包括人类健康、生命财产、经济收入、生存环境、心理损伤、生态环境，以及其他直接和间接、即时和潜伏的综合影响等等［3］。如何科学合理地评估洪水灾害造成的社会经济损失，对于实施抢险救灾、降低灾情损失非常重要，是洪水灾害风险管理的基础性工作，是制定各项防洪减灾措施的重要依据，也是灾害学、社会学、经济学、地理学等的重要研究课题。洪水灾害社会经济损失及其相关评估，美国1970年代初期开展了探索，日本始于1970年代末期，我国的相关研究起步于1980年代末期［4－6］。但由于洪水灾害社会经济损失的影响因素颇多，加之各国各地区自然、经济、社会情况差异很大，致使评估方法也不尽一致，目前尚未得出比较公认的评估洪水灾害社会经济损失的系统性权威方法。

1 洪水灾害社会经济损失的类型划分

洪水灾害社会经济损失评估主要是对洪水灾害给人类生存和社会经济发展所造成破坏及危害程度大小的一种定量评估。对其类型的划分，存在不同观点。傅湘等［7］根据承灾体的特点将洪水灾害损失分为经济财产损失、人员伤亡损失、灾害救援损失和生态环境损失。魏一鸣等［8］根据灾害对人类生存和发展目标的影响，将洪灾损失分为经济损失和非经济损失，并根据洪灾发展时间特征认为经济损失包括直接经济损失和间接经济损失。谭红专［3］将洪灾的危害及损失归纳为直接伤亡（包括外伤、溺水、毒蛇咬伤、房屋倒塌致死致伤、及其他因灾所致的伤亡）、人群总死亡率（包括洪灾导致的直接死亡、间接死亡以及非洪灾引起的死亡）、人群患病率和发病率、人群心理损伤、疫源地的扩散、经济损失等六个方面。Luechinger等［9］认为洪灾的影响分为经济损失和心理成本两大方面，其中财产损坏和重建的政府支出为经济损失，而心理悲痛、对受害者的同情、个体与集体的损失属于心理成本。

基于已有相关研究成果，本文认为，根据洪水灾害对人类社会经济影响层面及其作用程度，可将洪水灾害社会经济损失划分为直接经济损失、间接经济损失、非经济损失以及综合损失（图1）。

参考已有相关成果［6，10－12］，根据洪水灾害社会经济损失评估侧重点的不同，其评估方法可分为洪水灾害直接经济损失评估方法、间接经济损失评估方法、非经济损失评估方法以及其他综合型评估方法。目前，洪灾直接经济损失的研究比较全面系统，而洪灾非经济损失方面的研究相对较少。

2 洪水灾害直接经济损失评估方法

洪水灾害直接经济损失的研究成果较丰富，其评估方法也较多。应用较早的为经验公式法、关系曲线法、回归分析模型，后逐渐发展了面上综合损失值模型、损失增长率模型、BP神经网络模型、不确定性模型等。总体而言，洪水灾害直接经济损失评估方法可分为5种类型（图2）。其中，损失率类型应用得较多较广。起初的损失率模型考虑的因素相对较少，且大多是基于曲线分析，尔后相继加入更多更复杂因素，并对损失率模型进行了深化，还有基于此思路的不确定分析。

图2 洪水灾害直接经济损失评估的基本类型、思路与方法

早期，对于洪水灾害的直接经济损失的评估，一般采用实地调查、统计分析等方法。此种方法虽然工作量大、时效性差，但有助于研究者形成感性认知，可作为现代评估方法的补充。

基于损失率的分析，起初大多运用曲线分析方法，包括关系曲线法、经验曲线法、水深－损失曲线法等［13－23］，这些方法对于洪水灾害评估比较迅速，尤其是平均水深－损失曲线法比较适合计算特大洪水时的经济损失。在曲线分析的基础上，加入回归分析、多项式函数、指数函数、多元回归拟合等数学方法，发展了损失率模型、面上综合损失值模型、损失增长率模型、财产损失评估模型、回归分析快速评估模型等方法［7，12，22－25］（表1）。

洪灾损失预测可认为是一种对洪灾损失及其影响因子间复杂非线性函数关系的逼近问题，相比参数统计模型、神经网络模型具有更广泛的适用性和更佳的评估性能［26－27］，避免了动员大量人力物力进行现场调查和每次灾后的重新调查，考虑因素全面且评估快速［28］，在洪水灾害经济损失评估中的运用较多。比如，基于企业资产损失、居民财产损失、公共设施损失、自然资源损失等洪灾直接经济损失率因素，综合考虑淹没水深、历时、洪水含沙量、水温、财产新旧程度、预警时间、地区及财产类型、污染物浓度等的神经网络模型、BP神经网络模型、混合式模糊神经网络数学模型等［26－29］。该类模型具有并行处理、自组织、自学习等特性，可较好地拟合损失率与影响因素之间复杂的非线性函数关系，在模型收敛速度和评估精度方面都取得了较好效果。

表1 基于损失率的洪水灾害直接经济损失评估方法

综合考虑时间以及经济发展水平和保护水平的相关性，以及防洪设施建设对经济发展的潜在影响等，经济优化方法、比较经济优化方法、成本－效益分析法等经济学分析方法比较适应［30］。此外，系统分析方法［26］以及运用蒙特卡罗模拟方法进行随机模拟计算的不确定性模型［31］等在洪水灾害直接经济损失评估中也有运用。

3 洪水灾害间接经济损失评估方法

洪水灾害间接经济损失是指洪水次生灾害和衍生灾害所造成的损失，它是时间性与区域性的综合波涉损失。由于间接经济损失涉及面广，计算范围又无明显界限，因而要完整、准确地计算间接经济损失存在较大难度。其主要评估方法有三类：调查法、经验判断法、投入产出分析［7，26，32－33］。

对于抗洪抢险、抢运物资、灾民救护转移安置、救济灾区、开辟临时交通通讯供电与洪水管线等间接损失费用，大多采用实地调查统计方法。同时，还可基于对各种洪水淹没范围与程度的分析模拟，进而在分析其对社会经济影响的基础上，直接估算间接损失；或根据受灾区、影响区的调查统计资料，通过时序分析、数理统计，计算出洪灾间接损失。

经验判断法是假定洪水在淹没区内不同土地利用状况下，给不同部门、行业造成的间接经济损失与其直接经济损失之间存在一定比例关系，在通过对其直接经济损失进行评估的基础上，可直接换算得出间接经济损失。

投入产出分析思想认为受淹地区各类产业均通过贸易与未受淹地区紧密联系，受淹地区的产品可能是未受淹地区的生产投入，受灾后这些投入的减少将明显影响后者的经济效益。也有学者［26］从国民经济整体效益出发，通过建立地区间投入产出表，结合各产业部门的投入－产出约束、交通运输网约束、库存约束、产品需求约束，以及间接停减产损失、产品积压损失、投资溢价损失的计量方法，建立计算洪灾间接经济损失下限的多目标优化模型。在投入产出分析框架下，有学者认为灾害救援损失包括救灾、灾区恢复工作所投入全部社会产品的总量，由于这部分社会产品未直接按原有社会经济生活流向去创造新的社会财富，而是弥补因灾害所造成社会生产部分的停顿与破坏，可把其作为洪灾间接损失来看待，并在综合考虑第t年救灾及灾区恢复的投入部分及恢复灾前水平所需年限等因素的前提下，提出了“灾害救援损失计算模型”［7］。在产业链越细分、地区经济联系越紧密的背景下，投入产出思想在洪水灾害社会经济损失评估方面具有越来越深入的运用。

4 洪水灾害非经济损失评估方法

洪水灾害非经济损失评估主要涉及洪水灾害对生命、生态环境等方面的非经济损失评估，该方面的研究成果相对较少。目前运用较多的有“人员伤亡损失统一计算模型”以及洪水对生态环境损失评估系统。“人员伤亡损失统一计算模型”认为对因灾死亡或受伤的每一个人，不管其是老年、壮年还是儿童，从人道上讲具有相同价值意义；但从社会经济角度看，具有不同价值意义，二者需要有所区别［7，34］，一个人的劳动价值是其未来的劳动收入经贴现折算为现在的价值（考虑年龄、文化程度、身体状况等因素），以人的劳动价值损失可用来度量因灾伤亡所带来的非经济损失。

洪水对生态环境损失的评估一般可从物理化学系统损失和生物系统损失两方面着手［7］，可用恢复费用与损失效益之和来表示［35］。物理化学系统（包括地形、地质及土地利用方式等）是洪水的主要载体，洪水对它们的主要影响是自然地质问题、环境工程地质问题、水质问题等；生物系统损失主要指生活在陆地上和水体中的野生动植物体受到洪水泛滥引起水体水量剧变和水质变化的影响。

5 洪水灾害社会经济损失的综合评估方法

洪水灾害是一个涉及领域广、影响程度深的复杂性综合系统，对其评估，既要注重直接经济损失、间接经济损失、非经济损失等单方面的评估，更需要开展综合评估。目前，比较典型的洪水灾害综合评估方法有空间信息格网模型［24，36］、长期影响指数模型［37－40］、可变模糊评价方法［41－42］、经济易损性评估方法［43］、洪水数值模拟技术［44］、“生活满意度”方法［9］、综合型洪水损失评估模型［45］、信息扩散法［46］、易损性评估方法［47－48］、损失率评估方法［48－50］等。

除上述综合评估方法外，还有一些方法也得到学者们的关注。比如，基于5级灾度概念的灾害损失等级分析［51］；基于灾害损失评估评价指标的灾度评定［52］；模糊综合评判方法［53］；基于模糊综合评判、灰色关联度等方法的洪涝灾害评估模型［54－55］；灰色聚类分析法［56］；基于人工神经网络技术、遗传算法的灾情综合评价的智能模型［57－58］；投影寻踪技术［59－60］；基于BP和模糊数学方法的洪灾损失评估［28－29］；基于免疫遗传算法的洪灾神经网络评估模型［61］；基于遗传算法和BP的洪灾损失评估［62］；GIS支持的基于SVM的溃坝损失评估模型［63］；基于分组和层次分析法的改进的主成分分析模型［64］；基于SVM的洪水灾情综合评价模型［65］；脉冲耦合神经网络模型；基于RAGA优化的PP模型；基于RAGA的PPC；基于RAGA的PPE模型［66］等。

表2 洪水灾害社会经济损失综合评估方法的对比

6 研究结论与讨论

当前，国内外学者在洪水灾害社会经济损失评估方法研究上取得了卓越的成绩，创新了一批较好的科学评估方法，为洪水灾害社会经济损失评估的实践工作提供了较好的指导（相关研究中也总结的较为全面，本文不再赘述）。但鉴于洪水灾害自身的复杂性及其对社会经济影响的综合性，各种方法都存在一些不足之处。

（1）洪灾损失评估方法整体上尚处于探索完善阶段，善未有一种评估方法被普遍采用和推广；在洪灾损失评估模型中，也存在着精度不高、实用性差、考虑因素不全面等问题，现实指导价值未能充分发挥。且大多是洪灾直接经济损失的计算，而对于涉及因素众多、结构较为复杂的间接经济损失和非经济损失的评估研究相对较少。但随着经济的发展，各地区行业之间联系日益紧密，影响因素众多、大范围、多系统、跨流域和跨地区的间接损失所占比重将越来越大，而目前间接损失的计算经验化、概念化成分过多，不能全面获得一次洪水灾害所造成的损失，需要加强对间接损失和无形损失评估的探索研究。

（2）传统的洪灾统计评估方法，在实际运用中工作量大，要耗费大量人力物力，不适合灾前和灾中的损失预评估。且间接经济损失的计算大多采用经验系数法，不能算出灾后重建及各产业动态恢复过程的投资。大部分关于洪灾损失值的计算，均是根据某一选定基础年的社会经济状况换算成货币值推算的，并未计算洪灾损失随时间发生的变化。但由于受淹地区内各年固定资产、产值数量不同，不同年份洪灾损失值也应不同；随着国民经济不断发展、区域土地升值、人民生活水平提高、人口增长，今后洪水淹没损失也将越来越大，应重点考虑洪灾损失增长率。

（3）由于洪水灾情涉及到的指标体系及影响因素具有非统一性、随机性和模糊性，各评估方法所得出的结果易产生不尽一致，甚至不相容，因而常常令决策者遭遇困惑，需要探索实用简单、稳定性高，且又能充分反应系统特性的灾情评估方法，以便能处理涉及到的模糊及不确定信息。一些评估模型存在计算量大、实际操作复杂、精度低、影响因素考虑不全等缺陷，难以对洪灾损失作出较为精确的快速定量评估。

（4）由于洪水灾害本身具有的时空复杂性，对数据要求过高、计算量大，其评估所需社会经济统计数据尺寸过大，与小尺度和空间差异比较细致的水情特征指标不匹配，数据精度影响了洪灾损失研究的进一步发展。随着计算机等技术的发展，将社会经济数据和洪水灾情数据展布到空间上，基于格网化的损失评估，能解决受淹区社会经济指标计算的不合理和洪水特性分布不合理等问题，具有较好的实用性，运用前景广阔。

（5）在实际评估中，洪水自然特性、社会属性、洪水易损性分析的尺度要匹配，要根据评估目标、资料完备性、算法实现可能性以及区域特点等要素考虑，随着RS、GIS等技术向着高时空、高光谱、高分辨率方向发展，能获得更准确的洪水特征空间分布信息及动态变化，计算机、3S集成技术等已经得到了较好的发展，仍将是今后洪灾损失评估中应用技术与方法的主要发展方向和研究重点。

（6）当前对于洪水灾害评估方法已有一些综述性成果出现，本研究在已有相关成果的基础上，基于类型学、比较学的方法对洪水灾害社会经济损失评估方法及其框架体系进行了梳理，并对相关方法开展了对比研究，在研究视角、研究方法上具有一定的综合性与创新性。但本文未运用Bibexcel、Citespace、Pajek等科学知识图谱专业软件开展定量分析，这是未来的研究方向。

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Evaluation M ethods on Social and Econom ic Loss of Flood Disaster

Liu Chunla1，2，Ma Li1and Liu Weidong1
（1．Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling，Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，CAS，Beijing 100101，China；2．University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）

Social and economic loss evaluation of flood disaster is a basic work of flood hazard mitigation.E-valuation technology and method are core and key of flood disaster assessment.Based on types of social and economic loss of flood disaster，assessmentmethods on flood disaster economic loss athome and abroad are summarized from 4 aspects as directeconomic loss，indirecteconomic loss，non-economic loss and others comprehensive losses. Current evaluation methods are then discussed，and problems need to be solved and the future research trends in the study on the assessmentways are discussed.

flood disaster；assessmentmethod；direct economic loss；indirect economic loss；non-economic loss

X43

A

1000－811X（2014）02－0136－06

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.02.026

刘春腊，马丽，刘卫东.洪水灾害社会经济损失评估方法研究述评［J］.灾害学，2014，29（2）：136－141.［Liu Chunla，Ma Li，Liu Weidong.Evaluation Methods on Social and Economic Loss of Flood Disaster［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（2）：136－141.］

2013－09－22

2013－11－05

国家重大科学研究计划课题（2012CB955702）

刘春腊（1985－），男，湖南衡阳人，博士研究生，研究方向为经济地理与区域发展.E－mail：liuchunla111＠163.com

马丽（1975－），女，山西祁县人，博士，主要从事经济地理与区域可持续发展方面研究.E－mail：mali＠igsnrr.ac.cn