基于洪灾损失率的辽绕防洪保护区洪灾损失评估

孟晓路

(1.辽宁省水利水电科学研究院,辽宁 沈阳 110003;2.吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林 长春 130021)

基于洪灾损失率的辽绕防洪保护区洪灾损失评估

孟晓路1,2

(1.辽宁省水利水电科学研究院,辽宁 沈阳 110003;2.吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林 长春 130021)

辽河及绕阳河流域历史上发生重大洪灾时,受灾面积较大,受灾人口众多,灾情损失严重,开展辽绕防洪保护区洪灾损失评估,具有重要的现实意义.在洪水淹没分析成果与空间展布式社会经济信息作为输入项,将GIS与以基于损失率的洪灾损失评估模型相结合,开展洪水淹没范围内不同社会经济财产类型的洪灾损失评估.其评估成果能够为区域的防洪预案制定、防洪工程调度运用、土地利用规划等提供科学的信息参考.

洪灾评估;损失率;空间展布;叠加分析

1 概述

洪水灾害是自然灾害中对人类影响和危害较为严重的一种.随着社会经济的发展,人口和资产的迅猛增长和集聚,世界各地的洪灾损失都呈现了非线性增长的趋势.辽宁省位于东北地区,属于大陆性季风气候,年内降水分布不均,且年际间降雨变化较大.纵观辽宁洪水灾害历史,洪水给辽宁省人民带来了巨大的损失,造成了严重的危害.洪灾经济损失评估是采用定量分析的方法来评估洪水灾害所造成的各类经济损失,是科学地评估防洪效益、制定防洪总体方案和防洪决策的重要依据,也是防洪工程经济评价的基础.

洪灾经济损失按其成因可分为直接经济损失和间接经济损失.洪灾直接经济损失估算需要的基本资料包括洪水的淹没范围和深度、洪水影响区的社会经济资料以及洪水淹没区的洪灾损失率.以辽绕防洪保护区为研究对象,在其洪水分析模拟结果的基础上,应用全国洪水风险图编制项目软件名录中的损失评估软件--FMAP,结合ArcGIS软件,建立灾情统计和损失评估模型,开展洪水损失评估工作.

2 研究区概况

辽绕防洪保护区位于辽宁省中部,由辽河右岸和绕阳河左岸之间的广阔区域组成,辽河右岸上至干流铁岭站,下至盘山闸,绕阳河左岸上至沈山铁路桥,下至绕阳河入辽河口处,面积约2 363 km2.保护区内涉及铁岭县、法库县、新民市、辽中县、台安县、双台子区、兴隆台区、盘山县、黑山县9个县区.辽绕保护区涉及的河流众多,包括辽河、绕阳河、柳河、等河流.

历史上的辽河洪涝灾害频繁,建国以来的1951,1953,1960,1975,1985,1986,1994,1995年及2005年均发生了较大洪水.绕阳河历史上较大的洪水年份有1882,1930,1938,1945,1948,1949,1950,1953,1962,1969,1975,1994年等12年,由于解放初期绕阳河还没有进行治理,防洪工程非常薄弱,1949,1950和1953这3年的洪灾损失非常严重.通过表1可以看出,辽河及饶阳河流域历史上发生重大洪灾时,受灾面积较大,受灾人口众多.在全球洪水灾害日益加重、非工程防洪倍受重视的背景下,开展辽绕防洪保护区洪灾损失评估,可作为制定救灾计划和灾后重建计划的重要基础,具有十分重要的现实意义.

3 洪灾经济损失评价方法与步骤

3.1 洪灾经济损失评价方法

对于洪灾经济损失的评估,国内外的研究大多是以水深为主要致灾因素,建立水深-损失或水深-损失率曲线洪灾评估模型,模型中充分考虑损失率、社会经济状况和洪水因素等三个方面.应用GIS分析工具,将洪水淹没水深、淹没历时、到达时间等洪水淹没特征,分布图层与空间展布式社会经济数据信息图层进行叠加分析,计算不同等级洪水淹没范围内的各类社会经济财产类型及数量.

3.2 洪灾经济损失评价步骤

1)资料收集及整理.主要包括基础地理信息资料、历史洪水灾害资料及社会经济资料的收集,运用面积加权算法等方法,对所收集到的社会经济数据进行空间搌布,构建具有空间属性的社会经济数据库.将获取到的研究区域的居民、房屋、农业、工业等社会经济状况,与土地利用情况相结合,再将这些统计信息与洪泛区的具体情况准确对应起来,作为洪灾经济损失评价的前提.

2)洪水风险分析.洪水风险分析成果是进行洪灾损失评估的基础.目前,洪水风险分析多采用现场调查、数据提取、遥感分析等相结合的方法,综合确定洪水淹没范围、淹没水深、淹没历时等致灾特性.根据洪水资料进行一维、二维非恒定流计算,利用洪水总量确定淹没面积与淹没范围,结合区内的地面高程,综合考虑淹没区的实际情况确定淹没面积,根据水体在不同时段的变化实时计算出洪水淹没水深.通过数值模拟技术得到在一定洪水频率下淹没区的洪水淹没范围、淹没水深、洪水到达时间、淹没历时等洪灾特性.

3)分析经济指标.利用地理信息系统的拓扑叠加,结合空间叠加功能对洪泛区灾情分布与社会经济分布进行分析计算,获取不同社会经济财产类型在不同淹没水深下的数量及分布情况.

4)确定洪灾损失率.洪灾经济损失评估的最关键因素之一,就是确定洪灾损失率,通过洪灾损失率的确定可以建立洪灾自然指标和洪灾损失经济指标的关系.洪灾损失率一般通过以下两种途径估算确定:①调查统计研究区当地的历史洪灾经济损失情况,建立洪灾损失率与各种洪水要素之间的关系;②参考其他类型地区的洪灾损失率,根据本地区的实际情况调整而定.但需要注意的是,在参考借鉴其他地区的洪灾损失率时,一定要保证两个地区的经济水平及类型是基本相同的.这次在进行辽绕防洪保护区洪灾损失评估时所采用的损失率与淹没水深关系如表1所示.

表1 洪灾损失率表 %

5)计算洪灾经济损失.进行洪灾经济损失计算,包括直接经济损失和间接经济损失.根据洪泛区内各类承灾体的洪灾损失率关系,结合洪灾经济损失计算模型,计算出各承灾体的具体经济损失,并进行综合分析.

4 洪灾损失估算分析

通过运行洪水损失评估软件FMAP,用户可以选择按照水深或按照行政区域划分及统计不同方案下所选研究区域的灾情.现选取洪灾损失评估中最受关注的两个指标--淹没人口及淹没GDP对评估成果进行分析.

在辽绕保护区的全部溃口中,绕阳河溃口一旦溃决将比辽河溃口遭受更为严重的经济损失.绕阳河两处溃口--袁海亮排干溃口和绕阳河沙基沙堤溃口一旦溃决,经济损失最大;其次为老大房溃口和高力房排水站溃口;十五间险工及代荒地险工溃决后的经济损失均较小.绕阳河沙基沙堤溃口淹没影响范围为人口高度集中的盘锦市区,老大房溃口由于淹没影响范围涉及黑山、辽中、盘山及台安四个县区,因此,这两处溃口受影响人口数最多.老大房溃口淹没面积最大,因此淹没农田面积也最大.在各类洪灾损失中,同一个溃口各方案洪水损失明显呈现出标准内洪水损失小于设计标准洪水损失,对于超标准洪水来说,其造成的损失较标准内洪水增大较为明显征.

5 结论

纵观辽宁省灾害历史,洪水给辽宁省带来了巨大的损失,造成了严重的危害.洪水灾害在辽宁省所发生的自然灾害中,不仅频率最高,而且危害最为严重.前期对辽绕防洪保护区进行了大量的细致的调查与资料收集工作,在对包括基础地理信息、历史洪水及社会经济信息等进行详尽调查分析的基础上,开展针对不同淹没方案的、基于损失率的洪灾直接经济损失评估.综合分析洪灾损失评估方案,同一个溃口各方案洪水损失,明显呈现出标准内洪水损失小于设计标准洪水损失,而对于超标准洪水来说,其造成的损失较标准内洪水增大较为明显征.这次研究所开展的洪灾经济损失评估成果,可以为研究区防洪预案的编制、抗洪抢险、防灾减灾、土地利用等提供较为科学的参考依据,为洪水发生时,通过管理手段有效地减轻该区洪灾损失提供有力的技术支撑.

[1]王艳艳,刘树坤.洪水管理经济评价研究进展[J].水科学进展,2013,,7(24):598～606.

[2]丁志雄.基于RS与GIS的洪涝灾害损失评估技术方法研究[D].中国水利水电科学研究院,2004.

[3]李红英.基于GIS的洪灾损失评估研究--以黑河为例[D].西安理工大学,2007.

[4]蒋卫国,李京,陈云浩,等.区域洪水灾害风险评估体系:I:原理与方法[J].自然灾害学报,2008,17(6):53-59.

[5]仇蕾,王慧敏,马树建.极端洪水灾害损失评估方法及应用[J].水科学进展,2009,20(6):869-875.

[6]付湘,谈广鸣,纪昌明.洪灾直接损失评估的不确定性研究[J].水电能源科学,2008,26(3):35-38.

[7]孟晓路,石凤君.基于洪灾损失率的北沙河洪水影响损失估算分析[J].农业科技与装备,2016,3:33-35.

TV87 < class="emphasis_bold">[文献标识码]B

B

1002-0624(2017)11-0056-02

2017-06-13