哈尔滨市洪涝灾害城市系统恢复力评价研究

杜国强 李慧宇 林 慧 陈泳伽 姜星宇

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

1 概述

内涝灾害是一种发生比较频繁的自然灾害，在我国发生的分布范围很广，并且发生趋势愈演愈烈。尽管我国目前对内涝灾害做了大量的投入，内涝灾害还是对我国的经济造成巨大的经济损失。因此，对于内涝灾害城市系统恢复力的研究是一项重大课题。

国外对灾害恢复力的研究近几年才刚刚开始，对于恢复力的定义有多种说法，对于城市经济系统的说法较多，对城市自然系统恢复力的说法较少。Handmer等[1]把恢复力和灾害的规划、灾害的适应结合在一起,将其作为评价灾害系统的一个性质引入灾害学的研究内容,形成了灾害恢复力的概念。Timmerman[2]将恢复力和社会学的研究结合在一起，认为恢复力是系统承受灾害并从中恢复的能力。

我国对城市系统内涝灾害恢复力的研究并不多，研究成果相对缺乏。陈余琴[3]的研究从自然维、社会维、经济维和技术维4个方面对内涝灾害恢复力进行评价，得出了研究区域内涝灾害恢复力的发展趋势。李晶云[4]对受灾体的灾后恢复力和受灾体的脆弱性下了一个新的定义，并揭示了二者之间的关系，提出了灾害恢复力定量评估模型并对研究对象灾后恢复力进行了评估，得出了结论。孙鸿鹄[5]借助DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,决策实验室分析)方法，识别一、二级指标的关键影响因素，对内涝灾害恢复力的影响因素及评价指标体系进行了研究。

2 洪涝灾害城市系统恢复力评价模型

2.1 建立评价指标体系

根据影响城市洪涝灾害恢复力影响因素，建立图1评价指标体系。

2.2 构建成对判断矩阵

判断选取各指标的重要程度，采用两两相互比较的方法，构建成对判断矩阵。就是把对处于同一级指标的每个元素，进行两两相互比较，判断出它们对于上一级某个指标的相对重要性。

2.3 确定各级指标的权重

1)权重计算。

各级指标的权重就是在对研究的相对重要性大小，根据公式计算成对判断矩阵R的特征向量：wij=(wi1,wi2,wi3,wi4)T，其中wi1,wi2,wi3,wi4为各级指标的权重。

2)一致性检验。

3)确定各评价指标的权重。

如果计算所得的权重向量值wij通过了一致性检验，就确定为具有满意的一致性，因此可得到洪涝灾害灾后恢复力评价指标权重结果。

2.4 计算得到评估结果

3 实例应用

3.1 研究对象概况

近年来哈尔滨市共发生内涝灾害50余次，造成城市内至少87处受灾，汽车损坏、交通拥堵、公交停运等，甚至有部分地区出现地面的塌陷，给哈尔滨市居民的日常生活和出行带来巨大的不便，同时也对经济造成巨大的损失。

3.2 哈尔滨市洪涝灾害恢复力影响因素指标体系构建及统计数据

洪涝灾害后哈尔滨市城市系统恢复力指标体系见表1。

表1 洪涝灾害后哈尔滨市城市系统恢复力指标体系

C1:影响内涝灾害恢复力最重要的因素，与降水量有关。

C2:包括河流分布、降雨径流、水资源量、蒸发等特征。

C3:表示各种地表起伏类型，如山地、平原、丘陵等。

C4:人口越多，灾害后造成的损失越大，恢复起来就更加困难。

C5:能直观反映出一个地区的灾害恢复力大小。

C6:反映居民的素质水平，与恢复力大小成正比。

C7:在一定程度上能反映政府的减灾投入。

C8:反映区域防灾减灾的能力大小。

C9:间接反映恢复力的大小。

C10:与政府的管理力度有关，反映政府的援助能力。

3.3 数据归一化处理

为了消除不同指标之间数值的单位不同对结果造成的影响，对所得数据进行归一化处理：

设第三级统计指标分别为Xij,i=1,2,3;j=1,2,3,4计算得到表2。

表2 各项指标统计数据一致化处理

3.4 各级指标成对比较矩阵构建

3.4.1三级指标成对比较矩阵构建

三级指标成对比较矩阵构建见表3～表5。

表3 自然因素三项指标判断矩阵

表4 社会因素三项指标判断矩阵

表5 管理因素四项指标判断矩阵

3.4.2二级指标成对比较矩阵构建

二级指标成对比较矩阵构建见表6。

表6 洪涝灾害城市系统恢复力三项指标判断矩阵

3.5 各级指标权重计算

3.5.1三级指标权重计算

ω11=0.614 4，ω12=0.268 4，ω13=0.117 2。

同理可得，社会影响因素三项指标权重：ω21=0.687 0,ω22=0.186 5,ω23=0.126 5，管理影响因素四项指标权重：ω31=0.088 8,ω32=0.198 8,ω33=0.305 4,ω34=0.407 0。

3.5.2二级指标权重确定

ω1=0.625 0，ω2=0.238 5，ω3=0.136 5。

4 哈尔滨市洪涝灾害城市系统恢复力评价结果

表7 二级指标影响恢复力大小评价结果

对哈尔滨城市系统洪涝灾害恢复力进行综合评价，得到的结果为：

0.238 5+0.51×0.136 5=0.459 8。

5 结语

本研究考虑了自然因素、社会因素和管理因素三个方面的因素，并选取了气候、水文状况、地貌、人口数量、政府援助能力、居民教育水平、减灾政策、专业人员建设、社会动员能力、管理人员素质十项指标，建立了哈尔滨市洪涝灾害灾后城市系统恢复力评价体系，并建立数学模型对哈尔滨市洪涝灾害灾后恢复力进行了评估。结果表明：哈尔滨市社会因素对洪涝灾害城市系统恢复力的影响最大，自然因素的影响最小。

研究发现在选取的各个因素中，不同因素对于灾后恢复力的影响程度是不同的，气候是影响城市灾后恢复力的主要自然因素，气候主要与降水量有关，降水量多的地区其灾后恢复力越弱。人口数量在恢复力评价指标体系中占较大的权重，从而人口是影响恢复力的关键，限制城市人口的密度可以提高城市灾后恢复力。管理人员的素质对于城市恢复力也有很大的影响，管理人员素质水平、能力越强，城市的灾后恢复力就越高。

城市内涝灾后恢复力自然、社会、管理等多方面的因素，根据研究对象的实际情况选取较为具体指标，是构建评估模型中亟待解决的关键。随着灾后恢复力理论和方法的不断完善，应进一步探索出更好的评价方法，使评价结果更有说服力，为防灾减灾工作提供依据。