河南省洪澇災害的災后恢復力研究

李夢杰, 劉德林

(1.河南理工大學 安全與應急管理研究中心, 河南 焦作 454000; 2.河南理工大學 應急管理學院, 河南 焦作 454000)

洪澇災害是我國乃至世界上發生頻率最高，影響范圍最廣，造成人員傷亡和經濟損失最為嚴重的自然災害。據統計，2018年洪澇和地質災害共造成全國3 526.2萬人次受災，338人死亡，42人失蹤，142萬人次緊急轉移安置；6.4萬間房屋倒塌，13.9萬間嚴重損壞，65萬間一般損壞；直接經濟損失1 060.5億元[1]。災后恢復力作為應急能力建設的重要組成部分，對于降低承災體的脆弱性，減輕災害造成的損失具有重要意義[2]。如Rose和Lim[3]通過對自然災害造成的商業中斷損失的研究發現，災后恢復力可以減少災害損失的80%左右；Suriya等[4]采用問卷調研法開展災后統計以評估災后恢復力對災害損失的作用，結果發現通過研究災后恢復力有助于更好地擬定政策建議以應對未來的洪水事件，并最大限度地降低洪災損失；吳先華等[5]以后白鎮為例開展實地調研，得到承災體各要素的易損性、經濟價值等信息，然后通過繪制曲線來對比考慮災后恢復力前后災害對承災體造成的損失變化，研究發現考慮恢復力對降低災害造成的經濟損失有很大幫助。

然而，目前我國專門針對于自然災害特別是洪澇災害災后恢復力評估的研究成果仍相對缺乏，大部分研究主要集中在災害風險評估、系統脆弱性評估、應急能力評價、監測預警評估等方面。通過對災害恢復力評估研究的相關文獻進行梳理，發現定性評估和定量評估是目前國內學者常用的方法。其中，定性評估主要集中在恢復力的概念、重要性以及如何增強系統恢復力等方面的研究。該方法雖然能夠解釋恢復力的本質，但結果較為抽象，說服力不強；而定量評估主要通過建立指標體系，構建相應的評估模型，來定量分析系統的恢復力強弱，相對定性分析來說雖更具有科學性和直觀性，但操作起來較為復雜。因此，學者們目前更多采用兩者相結合的方法來更好地研究系統的災害恢復力。例如，杜國強等[6]從自然、社會、管理3個維度出發，選取了10個指標，并運用層次分析法建立了評價指標體系，利用線性加權綜合評價模型對哈爾濱市洪澇災害系統恢復力做出評估，并對結果展開對比分析；黃定華[7]根據農業旱災恢復力的相關研究內容，提出了農業旱災恢復性的概念，探討影響因素，并以此來確定評價指標，最終利用層次分析法以邢臺縣為研究對象，對灌溉區農業旱災恢復性做出評價并給予建議；劉新意[8]通過可變模糊評價法構建了農業重大旱災災后恢復力評價模型，運用定量分析與定性分析相結合的方法以河北省為例對災難恢復力進行評估。綜上，本文擬采用定性和定量相結合的方法對河南省洪災災后恢復力進行研究，以期為河南省防洪減災規劃和應急能力建設提供決策依據，同時為區域災后恢復力評價提供方法借鑒和研究案例。

本文的研究目標為： ①構建區域尺度洪澇災害災后恢復力評價的指標體系與方法； ②識別洪澇災害災后恢復力的主要影響因素和空間分布特征； ③提出洪澇災害災后恢復力提升策略。

1 數據與方法

1.1 研究區概況

河南位于中國中東部，地處黃河中下游，國土總面積約為1.67×105km2，下設鄭州、開封、洛陽、平頂山、安陽、鶴壁、新鄉、焦作、濮陽、許昌、漯河、三門峽、南陽、商丘、信陽、周口、駐馬店等17個省轄市和濟源1個示范區。該區域屬于濕潤—半濕潤季風氣候，具有四季分明、雨熱同期和氣象災害頻繁的特點，多年平均降水量在500～1 300 mm之間，并呈現逐漸增加趨勢，但降雨時空分布十分不均，約有60%的降水集中在汛期。截至2018年底該省人口總數約為10 906萬，人口密度大，其中，城鎮常住人口4 967萬，城鎮化率已突破50%，達5.16%，這使得市域環境發生較大變化，加上基礎設施建設與城市發展速度不相適應等因素使得洪澇災害生的幾率大大提高[9]。2011年以來該省GDP呈逐步上升趨勢，平均增長速度達9.33%，隨著經濟的快速發展，各種人類工程活動也在逐步加劇，造成了植被破壞、水土流失等環境問題，加上河南省地質環境復雜多樣，地勢起伏較大，使該省的洪水災害脆弱性大大增加[10]。

1.2 評價指標的選取

洪澇災害恢復力的構成因素眾多，結構復雜，受區域本身的環境條件和人為防御等多種因素的影響，供選取的評價指標很多，想要把這些影響因素都作為評價指標，既不現實也沒有必要。如災后各級政府的響應和管理能力，雖然都對災后恢復力有一定的影響，但包含因素眾多，且數據難于獲得，難以滿足指標選取的可測性原則，如應急物資、應急基礎設施、應急演練次數等都很難找到具體準確的數據，也難以用其他可量化指標代替。因此本文通過專家咨詢和查閱文獻等方法，在考慮指標選取的原則與數據的可獲得性等因素的基礎上，通過借鑒國內外專家建立的評價指標和模型并結合河南省的區域特性，最終確定從自然維、經濟維、社會維、技術維4個維度出發，選取20個評價指標，構建評價指標體系(表1)。

1.3 數據來源與處理

本文所選指標數據主要來源于《2017年河南省統計年鑒》。由于所選指標的量綱和單位不同，需對各指標進行標準化處理；同時，各指標對洪澇災害恢復力的影響有正有負，也需要將產生負效應的指標進行相應的轉換。為消除上述影響，本文采用極差標準化方法對各指標進行處理。

Xi′(正指標)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

Xi′(負指標)=(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中：Xi′為各項指標的標準化后的數據；Xi為各項指標的原始數據；Xmax為原始數據中的最大值；Xmin為原始數據中的最小值。

1.4 確定指標權重

某一指標的權重是指該指標在整體評價中的相對重要程度，有多種確定方法，如經驗判斷法、數理統計法、層次分析法、模糊統計法等，這些分析方法各有優劣。

通過綜合分析各方法的優缺點，本文采用層次分析法確定各指標的權重，層次分析法是定性分析與定量分析相結合的一種方法，經常在多標準和多目標的復雜問題決策分析中使用，使決策者和分析者能夠通過研究結果相互溝通[11]，適用于難以完全用定量分析來解決的問題，同時能夠在一定程度上彌補過去的評價方法在處理定性問題上的不足。具體實施步驟如下：首先要建立層次結構模型，將問題中的各個要素劃分為不同的層次結構來說明各要素之間的從屬關系；第二通過向這方面的權威專家及本專業學生進行問卷調查來確定各指標的相對重要程度，構建判斷矩陣；第三層次單排序和一致性檢驗，通過運用Matlab軟件來確定各指標的權重并對結果進行一致性檢驗；第四層次總排序和一致性檢驗，保證結果的最優化[12]。各指標相對權重詳見表1。

1.5 洪澇災害恢復力評價模型

本文采用綜合指數法來確定城市洪澇災害恢復力等級，其計算方法為利用層次分析法計算的權重和經過標準化的指標數據進行累乘，然后相加，最后計算出恢復力綜合評價指數。計算公式為：

(3)

式中：G代表恢復力指數；Xi′代表某區域第i個指標的標準值；Wi代表第i個指標的權重；G值越大說明區域災害恢復力越強。

表1 河南省洪澇災害災后恢復力評價指標及其權重

2 結果與分析

2.1 洪澇災害恢復力評價

對指標進行標準化處理后，運用Excel軟件將標準化值帶入公式(3)計算各城市的恢復力指數。根據各評估單元的評估結果，在考慮各城市綜合恢復力指數的平均數(0.35)、極差(0.59)、標準差(0.19)的基礎上，將各指標的恢復力指數劃分為低、中、高3個等級，具體的取值范圍為(0.08～0.2)，[0.2～0.45)，[0.45～0.7)，分別用Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ表示，具體結果詳見表2。由表2可知，鄭州市、濟源市、洛陽市等6個城市恢復力等級為Ⅲ，屬于高恢復力區域，其中鄭州市的洪澇災害恢復力最高，恢復力指數為0.68；南陽市、信陽市、周口市等6個城恢復力等級為Ⅰ，屬于低恢復力區域，其中南陽市的洪澇災害恢復力最低，恢復力指數為0.09；其余6個城市屬于中等恢復力水平。進一步分析表1可以得知哪些因素影響了區域的災害恢復力水平，從而為該地區提高災后恢復力提出具體的改進措施。比如鄭州市作為恢復力最高的城市，主要原因在于作為河南省省會城市，其不僅在經濟發展水平方面遠高于其他城市，在社會救助能力、社會文化水平、基礎設施建設方面也都明顯高于其他城市，但通過對數據分析也可以看到鄭州市的社會恢復力在這些城市中最低，僅為0.29，這主要在于其人口密度較大、平均每一就業者負擔人數較多，導致環境和人口壓力過大，因此鄭州市應注意合理控制人口增長速度；對恢復力最低的南陽市來說，對其影響最大的是自然恢復力和經濟恢復力，尤其是自然恢復力僅為0.34，為幾個城市中的最低值，通過分析主要原因為南陽市建成區綠化覆蓋率過低，因此提高該地區恢復力的有效途徑是在提高地區經濟的發展水平的同時注意擴大建成區的綠化面積來加強水土流失管理；而處于中等恢復力水平的幾個城市其經濟發展較為穩定，雖然也都存在缺陷需要改善，但在一定程度上抵御災害和災后重建的能力都高于其他城市，由此也可以看出經濟因素是影響恢復力的重要因素。同理，根據評價結果結合實際數據分析也可對其他城市洪澇災害恢復力水平的主要影響因素進行分析，并提出針對性策略。

2.2 洪澇災害恢復力的空間分布特征

根據所得劃分結果(表2)，利用ArcGIS軟件繪制河南省洪澇災害恢復力空間分布圖，并根據圖示結果結合其他基礎數據對河南省各地市洪澇災害恢復力的空間分布特征進行描述和分析，得到相關結論和成果(圖1)。從圖1可以看出，河南省洪澇災害綜合恢復力在空間分布上呈現一定的規律。總體來說，由西北向東南呈下降趨勢。綜合恢復力較高的城市主要集中在西北部，分別有鄭州市、洛陽市、焦作市、安陽市、鶴壁市、濟源市；處于中等水平恢復力的主要集中在中部和北部部分地區，分別有商丘市、新鄉市、許昌市、駐馬店市、平頂山市、三門峽市；恢復力低的城市主要集中在東部和南部，分別是漯河市、開封市、周口市、濮陽市、信陽市和南陽市。通過數據的進一步分析發現，城市綜合恢復力水平與各地的經濟發展狀況是密不可分的，比如鄭州市在人均可支配收入、固定資產投資額等指標上均位于全省之首，而排名靠后的信陽市和周口市大部分指標都不高，尤其是經濟指標較其他城市相差不少，導致其恢復力較低。從各等級綜合恢復力分布區所占面積比例來看，河南省所處低、中、高恢復力等級的面積占全省總面積的百分比分別為42.58%，35.11%，22.31%。從結果來看，河南省有很大一部分區域的洪澇災害恢復力處于中低水平，因此本文根據評價結果，結合河南省各地市的實際情況，提出對策建議。

表2 河南省洪澇災害恢復力評價結果

圖1 河南省洪澇災害綜合恢復力空間分布

3 提高河南省洪澇災害恢復力的對策建議

3.1 合理制定防洪標準，加強工程防御能力

根據以上分析結果可以看到，技術恢復力在綜合恢復力中所占比例最低，僅為0.08，但仍然有一部分城市因為技術恢復力過低而影響了其綜合恢復力水平。因此這些城市也應該注意加強工程建設，提高技術恢復力。具體措施為： ①加強防洪抗洪設施建設，提高工程防御能力。目前由于城市現代化的進一步發展，城市的人口密度和財產密度都在不斷增加，而河南省很多地下設施建設、生命線系統、堤壩建設等都已經難以抵御突發的洪澇災害，防洪效果大大降低，面對這樣的現狀各城市的防洪工程應從實際情況出發，制定合理的防洪規劃和標準，加快實施雨洪調蓄設施的建設和堤壩建設。 ②提高監測預警能力，減少災害損失。隨著科技的進步，建立新型先進的監測預警系統也成了形勢所需，此外只有提高氣象預報和水文預報精確度才能更加及時地發揮工程建設的抵御作用，最大程度上減少災害損失。

3.2 拓寬資金籌措渠道，加大防洪救災投入

通過研究發現一些地區雖然經濟發展較好，但對于防災減災方面投入較少，固定資產投資額處于低水平狀態，也有一些地區由于經濟發展水平比較落后，對防洪減災方面沒有能力加大投入，因此這些地區應根據自身情況，加大對防洪減災的關注，可以通過向企業尋求贊助或依靠社會救助等方法來拓寬資金籌措渠道。具體措施為： ①科學儲備和管理應急物資，使其發揮最大作用。 ②加強應急救援隊伍標準化建設，提高綜合應急救援能力。各級政府應設立專項資金，建立專業的應急搶險隊伍，同時注意加強平時的培訓，以便在災害發生后能夠立即投入到事故現場展開救援工作，盡可能減少災害損失。

3.3 社會各界加大關注，切實提高醫療救助和居民自救能力

社會因素在綜合恢復力中所占比例較大，約為0.26，而影響社會恢復力的最主要原因是人口因素，但在短時間內想要改變人口特征是很難的，因此相關政府應在合理控制人口增長的基礎上從其他方面入手來改善情況。具體措施為： ①加大資金投入，提高城市自身醫療救助能力。各級政府應根據實際情況建設足夠的醫療機構，同時通過一些政策扶持來培養引進一些專業的衛生技術人員，以保證在災害發生時能夠在短時間內進行災害自主應對。 ②從各個方面入手加強居民自救互救能力，減少人員傷亡。居民自救能力表現為社會成熟度，而提高它的有效方法是要加強危機教育，其目的首先是使公民樹立危機意識，此外還可以使公民掌握更多的應急知識和技能，提升基本應急能力。

3.4 完善河南省洪澇災害保險制度，充分發揮市場資本作用

經濟發展水平作為影響恢復力的一大因素，對很多發展落后的城市產生了影響。因此這些城市需要借助外力來保證他們在災害來臨時能夠有效應對，為受害者提供足夠的救助。洪澇災害保險作為救災過程中的重要部分在洪澇災害保障方面發揮重要作用[13]。當洪澇災害發生時，僅僅依靠當地財政支出作為災害恢復的資金對居民來說補償程度是很低的，而充分依靠市場資本的作用，全面實施洪澇災害保險制度可以很好地解決此問題，對恢復社會生產、保障社會安定具有積極作用[14]。