基于风险减缓策略的城市内涝灾害居民室内财产损失评价

马箐鸿

吉林师范大学 旅游与地理科学学院，吉林四平 136000

由于城市人口和财富的高度集中，以及社会问题的复杂性和基础设施的脆弱性，无时无刻不面临着突发事件的挑战。长春市南关区2019年6月2日、7月16日、8月18日，因暴雨导致多条道路大面积积水，市区部分一楼住户与地下室进水，尤其在东北师范大学门前积水深度超1.5 m，多辆车被淹，人员被困，生命受到威胁。由此可见，内涝灾害给城市居民的生命财产安全造成严重损害。因此，亟需开展城市内涝灾害风险减缓措施研究，以降低内涝灾害造成的损失，为城市内涝灾害防灾减灾提供决策依据。

探究城市内涝灾害风险减缓策略的前提是从损失评估入手，厘清流程，提出不同类型的风险减缓策略。居民室内财产损失评价最早于1960年开始，采用经验曲线法（empirical curves）构建了致灾因子与财产损失之间的函数关系[1-2]。其中主要的致灾因子包括淹没水深、淹没时间、流速等指标，在城市内涝灾害损失研究中除水深指标以外，其他指标可以忽略。损失函数的构建需要实地调查，获取大量的室内财产量和损失数据，拟合水深与损失函数关系，得到损失率曲线。在损失评价基础上，可提出有针对性的风险减缓策略，目前国外已有研究提出风险减缓策略，包括保险、工程措施、政策及风险预防等措施，主要应用在工程、疾病、农业及灾害风险减缓策略方面。国内与国外研究内容大体一致，主要集中在洪灾、地质灾害及疾病防控等方面，在城市内涝灾害风险减缓策略方面的研究较少[3-13]。

为了降低城市内涝灾害造成的损失，探究不同类型风险减缓策略在城市内涝灾害中的应用，以吉林省长春市南关区为例开展实证研究，尝试采用事件树分析法按城市内涝灾害发展的时间顺序，由初始事件开始推论可能的后果，从而进行内涝灾害危险源辨识；采用故障树分析法中的布林逻辑组合低阶事件，找出构成不理想状况的多个因素，定性分析城市内涝灾害系统风险，寻求最优的风险减缓策略。主要创新点在于提出了城市内涝灾害风险减缓策略，探讨了其实际应用方法，并采用定性与定量相结合的方法实现了风险减缓策略评估，为城市内涝灾害风险综合管理提供决策依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

随着城市化进程的加快，暴雨、特大暴雨频发，导致长春市近些年内涝灾害愈发严重。例如，2019年8月18日长春市暴雨内涝灾害导致双阳城区6 000多人紧急转移，多辆车被淹，室内大量进水，造成的损失十分严重。因此，以南关区为研究区开展城市内涝灾害风险减缓策略研究具有一定的代表性。

1.2 数据资料与处理

（1）空间数据。主要为南关区下垫面基础地理信息数据，包括土地利用矢量数据、道路数据、居民点数据等。以资源2号卫星遥感影像（分辨率2 m）数据为基础，利用ArcGIS软件对遥感影像进行目视解译，提取研究所需基础矢量数据信息。

（2）属性数据。人口统计信息数据来源于2019年《长春市统计年鉴》；实地调查数据源于研究团队在研究区进行实地走访与数据采集，包括居民受灾情况调查数据、室内财产数量数据、历史内涝灾害财产损失数据等。

（3）其他资料。风险减缓策略中的风险转嫁措施是减少城市内涝灾害居民室内财产损失的重要手段之一，因此，通过访谈平安保险员，了解室内财产保险制度，为风险减缓策略制定提供依据。

1.3 研究方法

1.3.1 事件树分析法事件树分析法（Event Tree Analysis，ETA）是安全系统工程中常用的一种归纳推理分析方法，起源于决策树分析（简称DTA），它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。为了厘清内涝灾害的特征、规律及演化过程，将其以事件树形式展开，达到对其发生、发展过程的直观化、可视化，从而实现对内涝灾害造成损失的精准解析。

1.3.2 故障树分析法故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）是由上往下的演绎式失效分析法，利用布林逻辑组合低阶事件，分析系统中不希望出现的状态。故障树分析法主要用于安全工程和可靠度工程的领域，用以了解系统失效的原因，并找到最好的方式降低风险，或是确认某一安全事故、特定系统失效的发生率。利用该方法解决问题的特点，列出内涝灾害系统最不理想的状态，并将其从上至下以树状形态展开，通过找出构成不理想状况的多个因素，对内涝灾害系统风险进行定性分析。

1.3.3 居民住宅内部财产调查依据城市内涝灾害居民内部财产实地调查发现，大部分居民室内财产损失包括衣物、食品、电器及家具等物品[14-15]。为了探究不同水深下居民财产损失情况，需建立不同水深下居民室内财产与损失大小之间的关系。将城市内涝灾害居民室内财产损失调查结果与水深模拟结果相结合，采用回归分析方法拟合居民住宅内部财产水深与损失率回归方程，经过对比拟合方程相关系数，发现居民住宅损失拟合方程中二次回归模型相关系数最高（R2=0.8681），且F检验α=0.05，达到显著水平（图1）。

图1 楼房财产损失与水深关系

2 城市内涝灾害居民住宅内部财产损失评价

以实地调查与居民住宅财产损失率分析结果为基础，采用事件树分析方法，逐步分析城市内涝灾害造成的损失，将受灾发生概率与内部财产损失数量乘积并累加作为城市内涝灾害的期望损失值[16-17]。其中，受灾发生概率采用ETA方法计算，房屋内部财产损失采用网格内每户居民财产与户数乘积计算，其中每户财产数量通过实际调查获取。从计算结果可看出，基于ETA方法的城市内涝灾害损失评估能够直观地表现出不同分支居民住宅内部财产损失情况，如未对城市内涝灾害采取风险减缓策略，此时居民住宅内部总的期望损失值约为9 623.3万元（图2）。

图2 城市内涝灾害居民住宅内部财产损失评价

3 城市内涝灾害风险减缓对策分析

按照上述FTA方法的由下至上的解析原则，厘清城市内涝灾害的发生、发展过程，探究其风险减缓策略。研究表明，城市内涝灾害主要对居民住宅内的食物、衣物、电器、家具等财产造成损失，采用风险预防与风险转嫁等措施能够较大程度上降低损失。图5中的风险减缓策略为在原有的损失基础上部分居民采取保险措施，根据实际调查结果显示，20%居民参加室内财产保险，赔偿额度为100%赔付，最终研究区城市内涝灾害损失值为7 698.64万元，此时会发现研究区因室内财产保险户数较低，导致研究区居民室内财产损失较大（图3）。

图3 基于保险措施的城市内涝灾害损失评价

为了降低居民室内财产损失，基于上述城市内涝灾害风险减缓策略，本研究设定2个灾害风险减缓方案：（1）假设有75%居民在灾害前采取各种预防措施，如提前转移部分室内财产或灾害发生时紧急转移其他财产，可大幅度地减少损失，在此风险减缓策略基础上，研究区城市内涝灾害损失值为2 405.83万元（图4）；（2）假设有75%居民在灾害前采取各种预防措施，且居民购买室内财产保险，形成“预防+保险”的双重风险减缓策略，可大幅度地降低城市内涝灾害造成的损失，此时的损失值为1 924.66万元（图5）。由此可见，对城市内涝灾害采取不同的风险减缓策略，可不同程度地降低内涝灾害造成的损失，且组合的风险减缓策略会大幅度地降低内涝灾害带来的损失。

图4 基于预防措施的城市内涝灾害损失评价

图5 基于“保险措施+预防措施”的城市内涝灾害损失评价

4 结论与展望

暴雨内涝灾害愈发频繁，准确掌握暴雨内涝灾害对城市居民财产造成的损失，有助于提高城市防灾减灾能力，降低内涝灾害造成的损失与社会影响。以长春市南关区为例，采用事件树方法，对城市内涝灾害造成的损失进行评价；采用故障树方法，分析城市内涝灾害风险减缓策略，并设定不同类型的风险减缓策略，探究在不同风险减缓策略下城市内涝灾害造成的损失变化情况。

结果显示，居民未采取任何应急措施时，城市内涝灾害造成居民室内财产损失值为9 623.3万元；居民采取保险策略时，损失值为7 698.64万元；居民积极采取预防措施时，损失值为2 405.83万元；居民采取“保险+预防”双重措施时，损失值为1 924.66万元。由此可见，提出不同类型的城市内涝灾害风险减缓策略，可不同程度地降低内涝灾害造成的损失。此外，除了居民采取的风险减缓策略措施，政府部门还可采取工程、政策等措施进一步降低城市内涝灾害造成的损失。

本研究仅讨论了2种风险减缓策略，其他风险减缓策略如工程措施、政策措施及居民应急意识等也可作为风险减缓策略，且将多种风险减缓策略进行组合优化，将会更大程度地降低内涝灾害造成的损失。