基于GIS的农村地区洪灾经济损失评估技术研究

王 恩

(南京国环科技股份有限公司，江苏 南京 210042)



·水利工程·

基于GIS的农村地区洪灾经济损失评估技术研究

王 恩

(南京国环科技股份有限公司，江苏 南京 210042)

以辽河右岸堤防溃堤为例，采用GIS技术，进行了法库县农村地区洪灾经济损失评估，得出该区域家庭财产损失及农业种植损失是洪灾损失的重要组成部分，为乡村防洪应急指挥调度提供科学依据。

GIS，农村地区，洪灾，经济损失

1 研究背景

洪水灾害是自然灾害中对人类影响和危害较为严重的灾害之一，我国洪涝灾害造成的损失在各种自然灾害中位列第一[1]，损失约占各类自然灾害的60%以上。洪灾损失评估是指洪水灾害给淹没区社会经济造成的危害或损失程度的一种定量评估。洪灾损失评估是防洪减灾领域的一项基础工作，对洪灾后果的正确评估，可为区域防洪工程体系的规划和设计提供技术支撑，可以为防洪调度方案等非工程措施的选择提供指导[1]。

由于地理位置及社会发展水平的不同，我国农村与城市的社会经济分布存在一定的差异，其洪灾损失评估的内容与方法亦有所区别。城市河流防洪标准较高，在防汛指挥调度中为优先保护、免遭洪灾损失的地区。农村一般分布在沿河两岸，分布面积较广，具有大片的农田及居民地，社会经济相对不发达，防洪标准普遍较低，发生洪水时，最易受淹而遭受洪灾损失，并且农村居民财产抗洪水冲击、浸泡能力较弱。农村地区洪灾损失评估对正确指导乡村防洪应急指挥调度，减少洪灾损失，发展农村经济意义重大。农村居民地分布零散，耕地地形变化较大，受洪水影响程度也不尽相同。GIS技术可以解决空间分布不均的问题，近年来在洪灾风险评估领域得到较好的应用[2]。本次研究基于GIS空间分析技术，进行不同地类的空间数据展布，提高洪灾损失计算结果可靠度。

2 洪灾损失评估方法

2.1 洪灾损失分类

洪灾损失构成分析是洪灾评估的基础，分为经济损失和非经济损失，如图1所示。非经济损失主要包括洪灾引起的人员伤亡、精神创伤、健康水平下降、环境恶化以及社会秩序受到干扰等。经济损失是指可用货币来计算的损失，分为直接经济损失和间接损失。洪灾直接经济损失是指洪水淹没造成的物质方面的损失之和，包括农田作物损失、居民财产损失、企事业资产损失、道路损失、自然资源损失等。间接经济损失包括作物种植中断、工商业停产、防汛抢险费用与救济费用的支出等其他方面的损失。

2.2 洪灾损失评估流程

1)淹没区社会经济数据空间展布。

在确定洪水淹没范围的基础上，进行淹没区社会经济财产资料的调查，应用GIS技术将社会经济数据进行空间展布[4]。通过统计部门获取不同地区的社会经济统计数据，由于其不能准确地反映单元内部社会经济数据在空间上的分布状况，利用GIS空间分析模块将遥感获取的土地利用类型信息与行政界叠加得到每个单元上的土地利用信息。对于农村地区，社会经济统计指标包括居民人口、居民财产、房屋资产、家禽数量、工矿企业资产、道路交通资产、供电通讯设施资产、耕地粮食产量、经济林产量、渔业产量、牧业产量等。将不同类型的经济数据展布到对应的土地利用类型上，如农业粮食产量展布到耕地上，人口数据展布到居民地上，合理地对社会经济数据进行空间分布，形成具有社会经济空间属性的GIS图层，为洪灾损失计算提供基础数据信息[5]。

2)洪灾损失率确定。

洪灾经济损失调查分析计算中，将遭受洪灾地区某类财产的灾后尚存价值与灾前的原有价值之比，定义为该类财产的洪灾损失率。损失率是从统计意义上对承灾体的洪水易损性进行度量，是洪灾损失评估的关键。影响各类财产损失率的因素较多，如淹没区的地理特征、淹没深度、淹没历时、洪水流速、季节、预见期、防洪抢险措施等。对于农村地区，以农业种植为主，其洪灾损失的主要影响因素是洪水发生时间、历时、水深，而不同的作物种类洪灾损失率也不相同。我国科技工作者根据大量的调查及试验资料，估算了不同淹没水深、历时条件下，各类农作物的直接损失率与淹没等级的关系，如表1所示。其他类别财产如房屋损失率、家庭财产损失率、企事业单位财产损失率等可根据区域历史洪灾进行专题调研分析得出。

表1 农作物直接经济损失率与淹没等级关系表[2]

3)洪灾经济损失计算。

在确定了各类承灾体受淹程度、灾前价值后，可根据洪灾损失率进行分类洪灾直接经济损失估算[6]，其计算公式如下：

BZ=∑i∑jBijV(i，j)

(1)

式中：BZ——洪灾直接经济损失值；Bij——评估单元在第j级水深的第i类承灾体的价值；V(i,j)——第i类承灾体在第j级水深条件下的损失率。

洪灾间接损失目前国内外多采用折算系数法计算，即：

BJ=kBZ

(2)

式中：BJ——间接损失值；k——洪灾间接损失系数，该系数可通过对大量洪灾调查资料的统计分析求得。

综合洪灾损失的计算公式为：

B=BZ+BJ+C

(3)

式中：B——综合洪灾损失；C——抗洪抢险和救灾费用。

3 实例研究

近年来，全国陆续开展重点地区洪水风险图编制项目，开展区域遭遇不同强度洪水时的洪水风险分析计算，洪灾损失评估是洪水影响分析的重要组成部分，本次研究以辽河右岸法库县堤防溃堤风险为例，进行洪灾损失评估计算分析。

3.1 研究区概况

辽河是我国七大江河之一，发源于内蒙古，流经内蒙古、吉林、辽宁三省，至盘锦市大洼县注入渤海，全长1 383 km，流域面积19.2万 km2。老哈河、东辽河、清河、柳河、绕阳河为其较大支流。溃口位置选择在辽宁省法库县代荒地村，辽河右岸堤防，该处主河道向右岸弯曲，并且离堤防较近，当发生超标准洪水时，洪水对右岸堤防的顶冲作用极易造成右岸堤防溃决，故选择该位置进行洪水风险分析。发生超标准洪水时，法库县的依牛堡子镇及三面船镇的居民地及耕地被洪水淹没。法库县的农业以种植业为主，主要种植作物为玉米，以蓄牧业为辅，有多个镇发展良种牛羊养殖业，同时区内还有少量的林业用地。

3.2 洪灾损失计算

在洪水分析计算中，将区域剖分成小的计算网格单元，每个网格均有不同的淹没水深、流速、淹没历时等洪水要素特性。将土地利用类型信息、社会经济数据展布到洪水淹没特征分布图层的网格单元。淹没区内居民地面积占12.9%，旱地占32.9%，林地面积占7.7%，水田面积最大，为45.1%，其他类型用地占1.4%。研究范围内的水深—损失率/损失值关系见表2。

表2 研究范围内的水深—损失率/损失值关系表 %

通过计算，得出发生超标准洪水时，辽河右岸从代荒地溃决后的洪灾损失评估结果如表3所示，数据以2013年为基数计算，受灾人口约21 130人，受淹耕地面积5 246 hm2，直接经济损失约1.77亿元，总经济损失约2.12亿元。受淹没面积大小影响，依牛堡子镇的经济损失较三面船镇大。家庭财产损失比重最大，农业种植损失次之，这也充分体现了农村的经济结构特点。

表3 洪灾损失评估结果表

4 结语

基于GIS技术对淹没区社会经济数据空间展布，采用洪灾损失率法对农村地区的洪灾损失进行计算分析，方法简单实用，计算结果精度高。该方法应用于农村地区，可以解决农村居民地分布零散，洪灾损失评估难的问题。随着地理信息系统及GIS技术的不断发展和应用，基于GIS的洪灾损失评估系统已成为防洪减灾工作中不可缺少的重要工具，对防洪应急预案的制定以及区域规划建设起到科学、规范、可靠的指导作用，具有推广应用价值。

[1] 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.

[2] 姜树海，范子武，吴时强.洪灾风险评估和防洪安全决策[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[3] 刘 幸，王兆礼.东江流域洪灾风险空间模糊综合评价[J].中国农村水利水电，2011(5)：145-148.

[4] 殷 丹.浑河沈阳城市段洪灾损失评估研究[J].水利科技与经济，2012，18(12)：58-60.

[5] 丁志雄，胡亚林，李纪人.基于空间信息格网的洪灾损失评估模型及其应用[J].水利水电技术，2005，36(6)：93-101.

[6] 丁志雄.基于RS与GIS的洪涝灾害损失评估技术方法研究[D].北京：中国水利水电科学研究院博士学位论文，2004.

[7] 王艳艳，陆吉康，陈 浩.洪灾损失评估技术的应用[J].水利水电技术，2002，33(10)：30-33.

Research on flood loss assessment based on GIS in rural areas

Wang En

(NanjingGuohuanScienceandTechnologyCo.，Ltd,Nanjing210042,China)

The dam-break of Liao River right bank is taken as example, and the flood loss is assessed by GIS in Faku. The results show that family property and agricultural planting are the most important composition of the flood loss. It can be a scientific basis to the flood control emergency dispatch in rural area.

GIS, rural area, flood, econmical loss

1009-6825(2017)09-0205-03

2017-01-20

王 恩(1983- )，男，博士，工程师

TV122

A