洪水災害應急避難場所選址規(guī)劃研究

徐志遠，王山東，征 程，于大超

（1.河海大學 地球科學與工程學院，江蘇 南京 210098）

洪水災害應急避難場所選址規(guī)劃研究

徐志遠1，王山東1，征 程1，于大超1

（1.河海大學 地球科學與工程學院，江蘇 南京 210098）

為了解決洪水災害發(fā)生時應急避難場所的選址規(guī)劃問題，綜合考慮因地制宜性、安置可行性、可持續(xù)發(fā)展性等多個影響因素，建立層次化評價指標體系，采用層次分析法（AHP）建立層次分析模型并進行定量計算，得到各個影響因素的權重。以安慶市望江縣高士鎮(zhèn)為例，利用模型進行當?shù)乇茈y場所選址規(guī)劃，得到了最優(yōu)避難方案，為當?shù)氐谋茈y場所選址規(guī)劃提供參考。關鍵詞：洪水災害；應急避難場所；選址模型；層次分析法

我國幅員遼闊，地形復雜，受地理位置和氣候環(huán)境等多種因素的綜合影響，自然災害頻繁發(fā)生[1]。洪水災害是最嚴重的自然災害之一，其影響范圍廣、發(fā)生頻繁、損失嚴重，給災區(qū)人民的生命財產安全帶來了極大的威脅和損失[2]。

在我國，約有2/3的國土面積、50%的人口、35%的耕地和2/3的工農業(yè)總產值處在江河洪水的威脅之下[3-4]，每年因自然災害造成的損失約為500～600億元，而洪水災害占近60%，傷亡人口僅次于地震災害[5]。面對洪災，本著“以人為本”的原則，在通過工程措施避免洪災發(fā)生的同時，提前做好避險轉移工作則顯得尤為重要。洪水災害一旦發(fā)生，要能夠確保災民的生命財產安全，將損失降至最低，而避難場所的選址規(guī)劃，則是避險轉移最重要的一個環(huán)節(jié)[6]。

本文通過對洪水災害情況下應急避難場所選址規(guī)劃問題需要考慮到的影響因素進行全面分析評估，篩選出主要的影響因素，采用層次分析法建立層次結構模型，在有效結合專家意見及當?shù)貙嶋H情況的基礎上進行評價分析，獲取每個影響因素的權重，再針對特定的選址規(guī)劃方案，根據(jù)具體地區(qū)的地形地貌特征、基礎設施、自然條件等，通過問卷、專家打分得到數(shù)據(jù)資料，進一步計算得到定量數(shù)據(jù)，從而可以選出最優(yōu)的選址規(guī)劃方案，為洪水災害避險轉移提供決策參考[7-9]。

1 AHP選址規(guī)劃模型構建

1.1 構建層次分析結構模型

將洪水災害情況下的應急避難場所規(guī)劃選址問題進行條理化、層次化處理，將決策問題所包含的因素進行分組，每一組作為一個層次，按照目標層、準則層、方案層的形式進行排列，建立層次分析結構模型。洪水災害避難安置場所選址規(guī)劃層次分析結構模型如圖1。

圖1 洪水災害避難安置場所選址規(guī)劃層次分析結構模型

如圖1所示，選擇因地制宜性、安置可行性、可持續(xù)發(fā)展性3方面因素作為準則層。選定11個評價指標作為子準則層，各指標因素的涵義如表1所示。

表1 子準則層評價指標

1.2 判斷矩陣及一致性檢驗

建立層次分析結構模型后，確立了上下層之間的關系，要解決的問題則轉化為確定各層次各因素之間的權重。構造判斷矩陣時，將專家的意見和針對具體情況指標獲取的數(shù)據(jù)資料平衡分析得到各因素之間的相對重要性。判斷矩陣元素的標度方法見表2。

表2 判斷矩陣元素標度方法

各層次的判斷矩陣如表3～6所示。

表3 判斷矩陣A-B

λmax= 3.018 3，CI = 0.009 2， 查 表 得RI3=0.58，CR= CI/RI3=0.015 7＜0.10，判斷矩陣滿足一致性檢驗。

從判斷矩陣可以看出，對于準則層B，因地制宜性所占的比重最大，在洪水災害避難轉移的過程中，如何給受災群眾選擇最適宜的安置場所顯得至關重要；權重最小的是可持續(xù)發(fā)展，是一項滿足前述要求的前提下盡力完成而非必要性的安置因素。

表4 判斷矩陣B1-C

λmax= 4.018 3，CI = 0.027 1， 查 表 得RI4=0.90，CR= CI/RI4=0.030 1＜0.10，判斷矩陣滿足一致性檢驗。

從判斷矩陣可以看出，在制約因素因地制宜的子準則層中，安全為重所占的權重最大，不論在何處選擇避難安置場所，人員的安全始終是擺在第一位的；道路通達同樣是一個重要因素，避難轉移過程中，避難場所選在道路通暢的地方會給轉移帶來相當大的便利；基礎設施完善是進行長期安置的必要保障；權重最小的是就近安置，在前述因素都考慮完全后，再盡可能地就近安置。

表5 判斷矩陣B2-C

λmax= 5.171 1，CI = 0.042 8， 查 表 得RI5=1.12，CR= CI/RI5=0.038 2＜0.10，判斷矩陣滿足一致性檢驗。

從判斷矩陣可以看出，在制約因素安置可行性的子準則層中，安置區(qū)域高程的權重最大，高程是安置時需要考慮的首要因素；其次是土地利用類型，安置區(qū)域需要適合人居住，如避洪村臺、莊臺；權重最小的是坡度與坡向。

表6 判斷矩陣B3-C

λmax= 2.000，CI = 0，CR=0＜0.10，判斷矩陣滿足一致性檢驗。

從判斷矩陣可以看出，在制約因素可持續(xù)發(fā)展性子準則層中的2個因素，現(xiàn)有區(qū)域利用的權重要大于可持續(xù)發(fā)展的權重，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，應該優(yōu)先考慮使用現(xiàn)有區(qū)域設施進行安置，其次才是在避難完成之后對安置材料物資等的再次利用。

1.3 層次總排序計算

對子準則層進行層次總排序計算，得到所有元素相對于目標層的重要性排序權重，結果如表7所示。

表7 層次總排序計算結果

從結果可以看出，安全為重、安置區(qū)域高程、道路通達、現(xiàn)有區(qū)域利用等因素對洪水災害避險安置場所選址規(guī)劃的影響較大。

2 實例應用

本文選取安慶市望江縣高士鎮(zhèn)洪水風險應急避難場所選址規(guī)劃案例進行應用。高士鎮(zhèn)地處望江縣武昌湖畔，全鎮(zhèn)面積122 km2，總人口8萬余人，轄16個行政村，鎮(zhèn)村道路四通八達，地勢由西北向東南緩斜，大致呈現(xiàn)丘陵-崗地-平原階梯狀分布。高士鎮(zhèn)三面鄰水，歷年受到洪水侵襲時，淹沒范圍較大，災情嚴重。圖2為高士鎮(zhèn)遙感影像圖。

圖2 高士鎮(zhèn)遙感影像圖

根據(jù)長江“54型”洪水加10 年一遇內澇模型計算結果，高士鎮(zhèn)轄區(qū)內75%的區(qū)域被洪水淹沒，圖中標注的3個區(qū)域為未被洪水淹沒的待選安置方案。其情況介紹如下：

方案A：位于高士鎮(zhèn)西邊黃河村、花園村、毛安村三村的交界處，地區(qū)較為空曠，可利用面積大，足以容納高士鎮(zhèn)受災居民的安置，且與道路距離近，方便轉移，但是離武昌湖的距離較近。

方案B：位于高士鎮(zhèn)中部的漆嶺村內，村中有部分避洪莊臺，現(xiàn)成的安置設施方便人員安置，有利于可持續(xù)發(fā)展，但是通向莊臺的道路為鄉(xiāng)村小路，不適宜大量的人員安置轉移，且離武昌湖的距離較近。

方案C：位于高士鎮(zhèn)中部高士村、虎山村的交界處，擁有大面積的避洪高地、莊臺，有利于避洪場所的可持續(xù)發(fā)展，且有連接各村的公路穿過，交通便利，可以滿足大量人員的安置轉移，離洪水的距離適當。

對3個方案的各指標因素邀請專家進行5分制評分，評分結果如表8所示。

由上述打分結果可知，方案C為最優(yōu)避難場所選址規(guī)劃方案。

3 結 語

提出了利用AHP的方法，在以人為本、因地制宜、可行性安置、可持續(xù)發(fā)展的應急避難場所選址規(guī)劃研究的理念和指導思想下，建立層次分析結構模型，對各選址原則進行量化計算，最終得到各個影響因素的權重值。將模型應用于評價安慶市望江縣高士鎮(zhèn)避洪轉移的3個避難方案，選擇出了最適宜的選址方案以供參考。通過分析計算數(shù)據(jù)與結果表明，本文提出的評價體系與模型具備可操作性、實用性和科學性，能夠給洪水風險避難場所的選址規(guī)劃提供一定的參考，但鑒于影響選址的各個因素之間有著復雜的相關性，此方法也存在理論和應用上的局限性，有待更加深入地研究與探討。

表8 各方案評價表

[1] 何宗宜,韓用順．基于GIS技術的洪水淹沒計算分析系統(tǒng)[J]．地理空間息,2003,1(3):5-7

[2] 侯燕,賈艾晨．基于ArcEngine洪災避難路徑選擇可視化方法研究[J]．水利與建筑工程學報,2009(4):60-63

[3] 劉家福,李京,劉荊,等．基于GIS/AHP集成的洪水災害綜合風險評價——以淮河流域為例[J]．自然災害學報,2008(6):110-114

[4] 聞珺．洪水災害風險分析與評價研究[D]．南京:河海大學,2007

[5] 姜俊厚．基于MIKE和GIS洪水風險計算的應用研究[D]．大連:大連理工大學,2010

[6] 劉強,阮雪景,付碧宏．特大地震災害應急避難場所選址原則與模型研究[J]．中國海洋大學學報:自然科學版,2010(8):129-135

[7] 侯燕,賈艾晨．基于ArcGIS的洪災避難方案選擇研究[J]．水電能源學,2010(9):106-109

[8] 王成．基于GIS和AHP法的鄉(xiāng)村避暑地選址研究[D]．重慶:西南大學,2014

[9] 徐燕．AHP在生活垃圾填埋場場址定量評價中的應用[D]．蘭州:蘭州大學,2012

P208

B

1672-4623（2016）06-0025-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.06.008

徐志遠，碩士，研究方向為GIS工程。

2015-01-27。

項目來源：國家自然科學基金資助項目（41271538）。