哈爾濱市洪澇災害城市系統恢復力評價研究

杜國強 李慧宇 林 慧 陳泳伽 姜星宇

(東北林業大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 概述

內澇災害是一種發生比較頻繁的自然災害，在我國發生的分布范圍很廣，并且發生趨勢愈演愈烈。盡管我國目前對內澇災害做了大量的投入，內澇災害還是對我國的經濟造成巨大的經濟損失。因此，對于內澇災害城市系統恢復力的研究是一項重大課題。

國外對災害恢復力的研究近幾年才剛剛開始，對于恢復力的定義有多種說法，對于城市經濟系統的說法較多，對城市自然系統恢復力的說法較少。Handmer等[1]把恢復力和災害的規劃、災害的適應結合在一起,將其作為評價災害系統的一個性質引入災害學的研究內容,形成了災害恢復力的概念。Timmerman[2]將恢復力和社會學的研究結合在一起，認為恢復力是系統承受災害并從中恢復的能力。

我國對城市系統內澇災害恢復力的研究并不多，研究成果相對缺乏。陳余琴[3]的研究從自然維、社會維、經濟維和技術維4個方面對內澇災害恢復力進行評價，得出了研究區域內澇災害恢復力的發展趨勢。李晶云[4]對受災體的災后恢復力和受災體的脆弱性下了一個新的定義，并揭示了二者之間的關系，提出了災害恢復力定量評估模型并對研究對象災后恢復力進行了評估，得出了結論。孫鴻鵠[5]借助DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,決策實驗室分析)方法，識別一、二級指標的關鍵影響因素，對內澇災害恢復力的影響因素及評價指標體系進行了研究。

2 洪澇災害城市系統恢復力評價模型

2.1 建立評價指標體系

根據影響城市洪澇災害恢復力影響因素，建立圖1評價指標體系。

2.2 構建成對判斷矩陣

判斷選取各指標的重要程度，采用兩兩相互比較的方法，構建成對判斷矩陣。就是把對處于同一級指標的每個元素，進行兩兩相互比較，判斷出它們對于上一級某個指標的相對重要性。

2.3 確定各級指標的權重

1)權重計算。

各級指標的權重就是在對研究的相對重要性大小，根據公式計算成對判斷矩陣R的特征向量：wij=(wi1,wi2,wi3,wi4)T，其中wi1,wi2,wi3,wi4為各級指標的權重。

2)一致性檢驗。

3)確定各評價指標的權重。

如果計算所得的權重向量值wij通過了一致性檢驗，就確定為具有滿意的一致性，因此可得到洪澇災害災后恢復力評價指標權重結果。

2.4 計算得到評估結果

3 實例應用

3.1 研究對象概況

近年來哈爾濱市共發生內澇災害50余次，造成城市內至少87處受災，汽車損壞、交通擁堵、公交停運等，甚至有部分地區出現地面的塌陷，給哈爾濱市居民的日常生活和出行帶來巨大的不便，同時也對經濟造成巨大的損失。

3.2 哈爾濱市洪澇災害恢復力影響因素指標體系構建及統計數據

洪澇災害后哈爾濱市城市系統恢復力指標體系見表1。

表1 洪澇災害后哈爾濱市城市系統恢復力指標體系

C1:影響內澇災害恢復力最重要的因素，與降水量有關。

C2:包括河流分布、降雨徑流、水資源量、蒸發等特征。

C3:表示各種地表起伏類型，如山地、平原、丘陵等。

C4:人口越多，災害后造成的損失越大，恢復起來就更加困難。

C5:能直觀反映出一個地區的災害恢復力大小。

C6:反映居民的素質水平，與恢復力大小成正比。

C7:在一定程度上能反映政府的減災投入。

C8:反映區域防災減災的能力大小。

C9:間接反映恢復力的大小。

C10:與政府的管理力度有關，反映政府的援助能力。

3.3 數據歸一化處理

為了消除不同指標之間數值的單位不同對結果造成的影響，對所得數據進行歸一化處理：

設第三級統計指標分別為Xij,i=1,2,3;j=1,2,3,4計算得到表2。

表2 各項指標統計數據一致化處理

3.4 各級指標成對比較矩陣構建

3.4.1三級指標成對比較矩陣構建

三級指標成對比較矩陣構建見表3～表5。

表3 自然因素三項指標判斷矩陣

表4 社會因素三項指標判斷矩陣

表5 管理因素四項指標判斷矩陣

3.4.2二級指標成對比較矩陣構建

二級指標成對比較矩陣構建見表6。

表6 洪澇災害城市系統恢復力三項指標判斷矩陣

3.5 各級指標權重計算

3.5.1三級指標權重計算

ω11=0.614 4，ω12=0.268 4，ω13=0.117 2。

同理可得，社會影響因素三項指標權重：ω21=0.687 0,ω22=0.186 5,ω23=0.126 5，管理影響因素四項指標權重：ω31=0.088 8,ω32=0.198 8,ω33=0.305 4,ω34=0.407 0。

3.5.2二級指標權重確定

ω1=0.625 0，ω2=0.238 5，ω3=0.136 5。

4 哈爾濱市洪澇災害城市系統恢復力評價結果

表7 二級指標影響恢復力大小評價結果

對哈爾濱城市系統洪澇災害恢復力進行綜合評價，得到的結果為：

0.238 5+0.51×0.136 5=0.459 8。

5 結語

本研究考慮了自然因素、社會因素和管理因素三個方面的因素，并選取了氣候、水文狀況、地貌、人口數量、政府援助能力、居民教育水平、減災政策、專業人員建設、社會動員能力、管理人員素質十項指標，建立了哈爾濱市洪澇災害災后城市系統恢復力評價體系，并建立數學模型對哈爾濱市洪澇災害災后恢復力進行了評估。結果表明：哈爾濱市社會因素對洪澇災害城市系統恢復力的影響最大，自然因素的影響最小。

研究發現在選取的各個因素中，不同因素對于災后恢復力的影響程度是不同的，氣候是影響城市災后恢復力的主要自然因素，氣候主要與降水量有關，降水量多的地區其災后恢復力越弱。人口數量在恢復力評價指標體系中占較大的權重，從而人口是影響恢復力的關鍵，限制城市人口的密度可以提高城市災后恢復力。管理人員的素質對于城市恢復力也有很大的影響，管理人員素質水平、能力越強，城市的災后恢復力就越高。

城市內澇災后恢復力自然、社會、管理等多方面的因素，根據研究對象的實際情況選取較為具體指標，是構建評估模型中亟待解決的關鍵。隨著災后恢復力理論和方法的不斷完善，應進一步探索出更好的評價方法，使評價結果更有說服力，為防災減災工作提供依據。