北川震后重建居民点的适宜性评价*

胥忞旻 汤家法 杜春苗 刘孟琴

北川震后重建居民点的适宜性评价*

胥忞旻 汤家法 杜春苗 刘孟琴

北川羌族自治县在2 0 0 8年“5·12”汶川地震中受灾严重，经过三年多的时间，北川县居民点快速完成重建。但是，近几年北川县的自然环境和社会经济条件发生了很大变化，极端天气事件导致重建居民点内地质灾害频发，且部分居民点空心化，这些不良演化现象说明重建居民点中还存在着不合理的地方。因此，本文在GIS技术支撑下，首先找出地质灾害威胁居民点，然后选取耕地、交通、教育、医疗、政务、坡度、水系和断层八个对北川县重建居民点的空间分布和发展趋势有重要影响的评价因子，建立因子加权求和的适宜性评价模型，对除了地质灾害威胁居民点以外的重建居民点进行适宜性评价。同时，针对各类重建居民点所面临的问题和不足，提出了相应的调控对策。

北川羌族自治县；重建居民点；适宜性评价

0　引 言

2008年“5·12”汶川地震发生之后，很多科研工作者对震区重建工作开展了大量相关的研究。重建初期，陈国阶提出了应城乡统筹、筛选安全的地质环境等四点建议[1]。方创琳等提出分析震后山区城乡人口与居民点的空间配置适宜性是科学确定人口与居民点规模的重要依据[2]。黄庭等研究了北川县地震次生地质灾害的空间分布规律及其影响因素，为北川县防灾及重建提供科学依据[3]。重建任务基本完成后，许多科研人员开始总结经验，反思问题。周霞认为汶川县灾后重建区很可能出现“三年建设大跃进，只见房子不见人”的局面[4]。谢映霞则通过几个重建后再次被灾毁的案例，反思在重建过程中时间紧、规模大，部分居民点选址不合理[5]。陈蓓蓓等总结出科研工作者对重建的关注集中在重建规划和重建实施工程上，对重建评估的重视不够[6]。董世永等在对平武县南坝镇重建规划的基础上，反思重建规划不是一次性的，而是需要不断进行评估并不断修正的[7]。近几年震区进入“后地震时期”，一些重建居民点逐渐显现的问题引起科研人员的关注。宋微曦等总结彭州市龙门山镇的部分灾后重建成果陷入“重建—受损—再重建—再受损”的恶性循环，并分析重建居民点对震区山地多灾环境的适应方式[8]。张雅茜等分析了北川县在强降雨诱发的各类地质灾害中受灾的居民点的灾情特征及等级，并提出相应的安全保障对策[9]。薛鹏等研究了震后川东丘陵地区农村聚落空心化现状，并提出调控建议[10]。刘延国等考察了理县境内三个重建少数民族聚落近几年的兴衰变化[11]。

* 教育部人文社会科学研究规划基金

（12YJAZH124）

胥忞旻： 西南交通大学地球科学与环境工程学院，硕士研究生

汤家法（ 通讯作者）：西南交通大学地球科学与环境工程学院，副教授，tajava@163.com

杜春苗： 西南交通大学地球科学与环境工程学院，硕士研究生

刘孟琴： 西南交通大学地球科学与环境工程学院，硕士研究生

图1　北川重建居民点适宜性评价技术路线图Fig.1 the technology roadmap for suitability evaluation of reconstructed settlements in Beichuan

北川县是汶川地震的极重灾区之一。科学的规划与建设保证了重建居民点整体的稳定，但近几年极端天气事件频发，重建居民点受地质灾害威胁严重[9][12]，在政府的支撑引导和居民的自主选择等多种因素作用下，部分居民点再次搬迁，村落出现空心化现象。震后重建居民点里出现的这些不良演化现象，说明在重建的居民点中还存在着不合理的地方，而现有的研究成果偏重于居民点重建过程的相关问题，对于后地震时期居民点的状况与评估，虽有部分研究成果，但总体关注度不够。因此，通过对北川重建居民点的适宜性评价，掌握各类居民点的空间分布特征及其所面临的问题，提出相应的调整与优化建议，有利于重建居民点的稳定及可持续发展，同时对汶川地震中其他出现类似问题的灾区有一定参考意义。

1　研究区概况与数据处理

北川羌族自治县位于四川盆地的西北部，隶属于四川省绵阳市。灾后重建的北川县辖7个镇、16个乡，总面积3084km2，其中重建居民点的面积约48km2。北川县地形地貌复杂，整体地势西北高，东南低；境内褶皱、断层和节理发育，其中大小断层20余条；气候温和，光照充足，雨量充沛；境内耕地资源丰富，以坡耕地为主，其面积约有266km2；路网较发达，道路总长度达2713km，道路网密度为0.88km/km2；基础设施建设较完善，各乡镇均设有小学、村级卫生站、乡镇级卫生院及政务中心，部分乡镇设有幼儿园、中学、县级医院。

本文所用的数据主要有北川县DEM数据，北川县土地利用矢量数据，地质灾害数据，断层分布数据。分辨率为90m×90m的DEM数据来源于网络平台地理空间数据云；土地利用矢量数据是北川县国土资源局2010年第二次土地利用调查的成果；地质灾害数据是北川县国土资源局2013年“7·9”洪灾之后整理的灾情普查表，共有滑坡、崩塌、危岩、泥石流、不稳定斜坡、地面沉降五类地质灾害；断层分布数据来源于北川县地震局2011年编制的北川县地震监测设施分布图。

用于本文分析的居民点包括北川县城镇和农村居民点，居民点斑块数据与耕地、水系、行政区划图均从土地利用矢量图中提取，所用坡度数据由DEM数据得到，学校、医院、乡镇级政府、道路数据是在ArcGIS中导入天地图·四川矢量地图服务后矢量化采集得到，地质灾害点图层由地质灾害数据中准确的经纬度生成。

2　研究方法

2.1技术路线

本文将搜集到的研究区数据分为社会经济因子、自然环境因子和地质灾害因子三类。首先基于地质灾害点图层，利用最邻近法找出距离地质灾害点最近的居民点划为地质灾害威胁居民点。然后对社会经济因子和自然环境因子划分等级且赋相应分值，让各因子实现定量化、空间化表达，再利用层次分析法确定各评价因子的权重，对除了地质灾害威胁居民点以外的重建居民点进行适宜性综合评价，得出适宜性较好居民点、适宜性中等居民点、适宜性较差居民点。最后对这四类居民点提出相应的发展建议（图1）。

2.2评价因子的选取

评价因子是对居民点适宜性进行分析的衡量标准和基本尺度，本次研究所选择的评价因子，全面体现出了北川县重建居民点的分布现状、质量特征及发展趋势，同时各因子保持其相对独立性，降低了评价因子信息的冗余度。

表1　评价因子的居民点适宜性等级分值Tab.1 the evaluation factor score value of suitability evaluation

在各类自然因素中，地形的坡度特征、离水系和断层的远近距离等因素是影响北川重建居民点空间布局的主导性和限制性因子。坡度影响了重建居民点各类建筑物的稳定及安全，据统计，分布于坡度小于25°缓坡的居民点占北川县居民点总数的77%，坡度大于35°的极陡坡不适宜居住，这部分居民点仅占3%。水是居民生存不可缺少的自然资源，但距离水系太近易受洪水威胁，2013年的7.9洪灾中泥石流灾害基本沿地势低洼的河谷分布，而县域内有80%的居民点位于水系1000m范围内，因此居民点选址要充分考虑水系因素，趋利避害。断层则直接影响了居民点的地质环境安全，北川县的抗震设防烈度为8度，根据《四川省农村居住建筑抗震设计技术导则》，居民点应避开断裂带200m，重建居民点已达到建设规范要求，但仍有16%在断层1000m范围内分布。耕地为居民提供了主要的生活保障，交通是衡量一个区域经济发展水平和现代化程度的重要指标之一，同时也为居民日常生活出行提供方便。教育、医疗、政务等基础设施是影响居民生活质量的重要因素，近几年居民为了追求更高的生活品质和宜居度再次搬迁是导致部分居民点空心化的一个原因。

坡度、水系、断层及耕地、交通、教育、医疗、政务八个因子共同影响了北川重建居民点空间布局的稳定与发展，分别作为自然环境因子和社会经济因子参与北川县重建居民点的适宜性评价。

2.3评价因子等级分值的确定

本文参考相应文献及基于专家经验对八个评价因子进行分级和打分，以此确定了各因子的居民点适宜性等级与分值。

其中，对耕地因子，以行政村为单位计算耕地与居民点面积比。319个行政村耕居面积比的平均值为10.3，北川县耕地总面积是居民点总面积的5.5倍，所以耕居面积比小于5的行政村耕地资源相对较少，比值在5～10之间的行政村耕地资源适中，比值在10～15之间的行政村耕地资源较多，比值大于15的行政村耕地资源相对丰富。对交通因子，分析北川县道路网与居民点的空间分布关系，以100m为半径生成道路缓冲区。根据国家标准《中小学校建筑设计规范（GBJ 99-86）》，小学的服务半径不宜大于500m，但该标准主要是针对城市，综合考虑农村实际情况以及学生身体素质因素，认为农村学校服务半径应控制在学生步行上学时间距离15min以内为宜，即1km路程（按速度4km/h计算）[13]。本文以1km为半径生成学校缓冲区，再增设一个500m缓冲区作为最高等级。对村级医疗所，其服务半径主要取决于农户出行距离感知，即控制在800m以内较为合适，合理单元半径为450～800m[13]。据此，本文对村级卫生站，以500m为半径生成缓冲区，对乡镇级卫生院，以800m为半径生成缓冲区，对县级医院，以1000m为半径生成缓冲区。对于不同等级缓冲区相交的部分，按照高等级缓冲区的赋分标准赋分。对政务因子，按成人步行速度5km/h计算，1000m是比较合适的服务半径，因此以1000m为半径生成缓冲区。对坡度因子，根据山地坡度分级标准[14]进行分级赋分。对水系和断层因子[15]，结合二者与居民点空间分布的实际情况，以500m为半径生成水系缓冲区，根据《成都市农村地区规划建设技术导则》，临自然河道的建筑应退让3m以上，北川县居民点已达到要求，在此前提下距离水系越近越有利，分值越高，再以1000m为半径生成断层缓冲区，距离断层越远越安全，分值越高（表1）。

2.4评价因子权重的确定

本文选取层次分析法作为确定评价因子权重系数的方法。层次分析法的基本思想是，依据总目标将复杂问题分解为若干层次和因素，形成有序的递阶层次结构，然后对每一层次中各因素之间的重要性程度进行两两比较，计算出每一层次各因素的相对权重，最后通过对各层次的分析得出各因素相对目标而言重要性的总排序。

首先建立递阶层次结构模型，层次一般分为三类：目标层、准则层、方案层（图2）。方案层中，各因子相对重要性的数值是参考表2并咨询北川县协管国土、环保等部门，且参与了北川县农村居民点的灾害防治、移民搬迁、交通规划等相关工作的多位专家综合后的结果，据此分别构建两个判断矩阵（表3-4）。

图2　北川重建居民点适宜性评价层次结构Fig.2 hierarchical structure for the suitability evaluation of reconstructed settlements in Beichuan

然后根据公式（1）、公式（2）分别检验两个判断矩阵的一致性。式（1）中，CI为一致性指标，λmax 为判断矩阵的最大特征值，n是判断矩阵的阶数。式（2）中，RI为平均随机一致性指标，CR为一致性比例，如果CR＜0.1，则认为判断矩阵具有满意的一致性。

对社会经济因子的判断矩阵，λmax为 5.098，计算出CI为0.025，5阶判断矩阵对应的RI是1.12，最后算出CR为0.022，小于0.1。对自然环境因子的判断矩阵，3.108，计算出CI为0.054，3阶判断矩阵对应的RI是0.58，最后算出CR为0.093，小于0.1，两个判断矩阵的一致性检验均通过。

再计算方案层的层次单排序权重，权重向量的确定有多种计算方法，按照判断矩阵的特征值和特征向量的定义求解是一种方法，但是在判断矩阵的阶数较高时，计算比较复杂，所以在运用层次分析法时大多采用近似求解的方法。本文采用方根法[16]，其计算步骤为：将判断矩阵的元素按行相乘得到一个新的向量，接着对新向量中的每个向量开n次方（n为阶数），再将所得的向量归一化处理就得到层次单排序权重。

表2　判断矩阵标度定义Tab.2 scale definition of judgement matrix

最后按式（3）计算各因子层次总排序的复合权重，最终所得出的各评价因子的权重系数合理（表5）。

式（3）中，Ai为准则层各因子权重，Bi为方案层各因子层次单排序权重。Qi为各因子对重建居民点适宜性的影响程度，即复合权重。

2.5适宜性评价模型

在ArcGIS软件的支持下，利用Intersect工具，将原始居民点斑块矢量图分别与道路、水系、教育、医疗、政务、断层赋分后的缓冲区矢量图叠加，结果保留的是相交部分，即生成6幅破碎的居民点斑块矢量图，且获得相应单因子的评价值；把北川县坡度栅格图转为矢量图，分级赋分后再与原始居民点斑块矢量图叠加；将存有耕地因子分值的dBase表连接到原始居民点斑块矢量图中。最后对8幅居民点斑块矢量图进行叠加操作，属性表因此包含了8个单因子的分值，根据式（4），利用字段计算器对8个单因子的分值进行加权求和，最终得到北川震后重建居民点的适宜性分值。

式（4）中，P为北川县居民点的适宜性综合评价值；Pi为各单因子的评价值；Qi为复合权重。

3　评价结果与分析

根据前述适宜性评价模型，计算出北川县重建居民点适宜性分值，再结合野外实地调查，对居民点适宜性分值进行分级。青片乡的小寨子、坝底乡的马坪村、擂鼓镇的椒子园等地自然社会条件较差，适宜性分值小于且趋近3.5分，禹里镇的李子坪、永安镇的黄帝庙、安昌镇的庙子坪等地居住条件较好，适宜性分值大于且趋近5.5分，据此将适宜性分值小于3.5的居民点划为适宜性较差居民点，适宜性分值在3.5～5.5之间的居民点划为适宜性中等居民点，适宜性分值大于5.5的居民点划为适宜性较好居民点。

由于进行了多次叠加操作，二调时测绘的原始居民点斑块很破碎，部分原始居民点斑块会出现不止一类适宜性等级，对于这种情况，该居民点的适宜性等级就定为面积最大一类的适宜性等级，处理后北川重建居民点适宜性等级分布如图3所示。

结果显示，适宜性较好居民点总面积为28.7km2，占北川县居民点总面积的59.7%；适宜性中等居民点总面积为15.2 km2，占31.7%；适宜性较差居民点总面积为1.6km2，仅占3.3%；地质灾害威胁居民点总面积为2.5km2，占5.3%。

表3　社会经济因子判断矩阵Tab.3 the judgement matrix of social econonic factor

表4　自然环境因子判断矩阵Tab.4 the judgement matrix of natural environmental factor

表5　居民点适宜性评价因子权重系数Tab.5 weighting coefficient of suitability evaluation factor

（1）适宜性较好居民点。该类居民点规模较大且数量较多，约有7700个；所处地势较好，91%的居民点分布于坡度小于15°的平缓坡，没有坡度大于35°的该类居民点；沿河流两岸分布，77%的居民点距水系小于500m，仅有3%位于大于水系1500m的区域；交通便利，61%的居民点距道路小于100m，距道路大于400m的仅占0.15%；该类居民点分布区中，各类社会服务设施比较齐全。

（2）适宜性中等居民点。该类居民点有9100多个，规模不大，但分布广泛；所处地势相对平坦，48%的居民点坡度处于15°～25°；水土资源条件良好，53%的居民点在水系500m缓冲区内，61%的该类居民点耕居面积比大于5，适合发展农业；有35%的居民点处于道路100m范围内，交通较便利；但这些居民点距学校、医院、政务中心等公共服务设施稍远。

（3）适宜性较差居民点。该类居民点约有1100个，规模较小，分布零散；所处地形条件差，78%的居民点坡度大于25°，且没有居民点处于坡度小于6°的区域；距离水系较远，但耕地资源良好，63%的该类居民点耕居面积比大于5；交通状况差，仅有5%的居民点距道路小于100m；易受地质灾害威胁，60%的居民点位于断层3000m范围内；社会服务设施建设水平低。

（4）地质灾害威胁居民点。该类居民点在境内是以整体广泛零散、局部团簇聚集的形式布局。其中，在断层处呈带状分布，52%的居民点位于断层3000m范围内；沿河谷分布，74%位于水系500m范围内；于山高坡陡处分布，55%的居民点坡度大于15°。

图3　北川重建居民点适宜性等级分布Fig.3 distribution of reconstructed settlements’ suitability on classification in Beichuan

4　结论及建议

通过对居民点的适宜性评价，北川县震后重建的居民点被分为适宜性较好居民点、适宜性中等居民点、适宜性较差居民点、地质灾害威胁居民点四类，再对其社会经济及自然环境条件进行分析，分别将其划分为优先发展类、合理挖潜类、适度改造类、紧急整治类，根据其社会经济及自然环境条件的特征，提出相应的调整与优化措施。

（1）优先发展类。该类主要是北川县东南部的永昌镇、安昌镇和其余各乡政府驻地及其边缘区域，该类地势平坦、交通便捷、区位条件好、水资源丰富、基础设施完善，是北川县人口分布的主要集中地，也是城镇化重点建设区域。对属于该类的县城及乡政府驻地周边的居民点，应逐步采用城镇管理体系，加大政府管制力度，确保科学规范的建设，使其可持续发展。该类存在一些特殊的居民点，如地形交通条件虽好，但因河床变迁易受洪水威胁的沙坝、范家坝，如斜对特大型泥石流沟（青林沟）沟口的骑螺坝，政府应安排这些居民点内的居民及时搬离。

（2）合理挖潜类。该类离乡镇中心稍远，沿北川县主要水系及道路分布，有良好的自然资源条件。对该类布局松散、空间形态差的居民点应加强管理、控制规模、优化布局，提高居民点紧凑度和用地集约度。可在该类选择人居适宜度相对较高、有扩展趋势且在当地有一定地位的居民点发展为中心村，以带动其它居民点，在稳定发展的后期逐步城镇化。

（3）适度改造类。分析该类居民点的空间分布可发现，该类多位于有断层分布的擂鼓镇、曲山镇、陈家坝乡、通口镇中耕地较少区域，以及桂溪乡、小坝乡、片口乡中地势陡峭处。该类地形地貌复杂，居民点的安全性受到影响，人居适宜度低，导致居民逐年外迁，造成居民点中闲散地形成较多，空心化居民点出现。当地政府应限制这些区域的发展，迁村并点，逐步减小一些居民点的规模，使其自然衰退。

（4）紧急整治类。该类居民点受各类地质灾害威胁严重，主要沿水系和断层、在坡度陡的山坡上分布。近期应根据灾情特征紧急避让、采取土木工程措施治理，且地方政府应加强汛期预警水平，提高灾前防御能力，从长远来看除灾情轻可治理的居民点外，政府应逐步引导居民异地搬迁，彻底远离地质灾害的威胁。

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图表来源：

图1-3：作者绘制

表1-5：作者绘制

（编辑：申钰文）

The Suitability Evaluation of Reconstructed Settlements After Earthquake in Beichuan

XU Minmin, TANG Jiafa, DU Chunmiao, LIU Mengqin

Beichuan Qiang Autonomous County was destroyed heavily by the 2008’s earthquake, and the new settlements had been reconstructed quickly for more than three years after the earthquake. However, in recent years, the natural environment and social economy conditions of Beichuan County have changed a lot. The extreme weather events usually led to the geological disasters, and the hollow settlements also appeared. These undesirable phenomena indicate that there are some unreasonable places in the reconstruction settlements. Therefore, with the support of GIS technology, this paper firstly finds out the settlements threatened by geological disasters. And then, the arable land, transport, education, medical treatment, government services, slope, water resource and fault are selected as evaluation factors, which have important influence on the spatial distribution and development trend of the reconstructed settlements in Beichuan County. After that, an evaluation model based on the weighted summation of factors is used in the suitability evaluation of the reconstructed settlements without being threatened by geological disasters. At last, some advices are put forward according to the problems and shortcomings of these four types of reconstructed settlements.

Beichuan Qiang Autonomous County; Reconstructed Settlements; Suitability Evaluation

10.13791/j.cnki.hsfwest.20160304

胥忞旻, 汤家法, 杜春苗, 等. 北川震后重建居民点的适宜性评价[J]. 西部人居环境学刊, 2016, 31(03)： 24-29.

P315.97

B

2095-6304(2016)03-0024-06

2016-01-18