如何進行洪災(zāi)損失評估

如何進行洪災(zāi)損失評估

1為企業(yè)利益計算公式計算和評估蓄水區(qū)的洪水損失，是蓄水區(qū)洪水合理規(guī)劃和使用的理論基礎(chǔ)，也為長期土地的合理利用和長期經(jīng)濟發(fā)展計劃提供了合理的參考。這是防洪和民防工作中的一個重要課題。計算洪水造成的損失情況,可為以下幾個方面提供信息:①防洪工程經(jīng)濟效益評價,方案優(yōu)選;②使民政部門了解損失情況,以便正確地決定救災(zāi)款項和分撥計劃;③為保險部門提供保險費計算依據(jù);④洪泛區(qū)規(guī)劃管理;⑤災(zāi)害程度區(qū)劃。2洪水直接損失的界定根據(jù)災(zāi)害對人類生存和發(fā)展目標(biāo)的影響,洪災(zāi)損失可分為經(jīng)濟損失和非經(jīng)濟損失等。洪災(zāi)非經(jīng)濟損失包括受災(zāi)人口、受災(zāi)面積、災(zāi)害的政治社會影響、洪災(zāi)的生態(tài)環(huán)境影響等。根據(jù)洪災(zāi)發(fā)生發(fā)展的時間特征,洪災(zāi)經(jīng)濟損失可分為直接和間接經(jīng)濟損失兩種。洪災(zāi)的直接經(jīng)濟損失是指洪水直接淹沒造成的動產(chǎn)和不動產(chǎn)損失的總和。根據(jù)實物形態(tài),洪災(zāi)直接經(jīng)濟損失可分為:居民住房及室內(nèi)財產(chǎn)損失、企業(yè)資產(chǎn)損失、事業(yè)資產(chǎn)損失、自然資源損失、生命線系統(tǒng)損失、農(nóng)作物損失等。洪水災(zāi)害間接損失是洪水次生災(zāi)害與衍生災(zāi)害對社會經(jīng)濟影響所造成的損失。其特點為:①不是表現(xiàn)為一定實物形態(tài)損失,而是表現(xiàn)為企業(yè)或產(chǎn)業(yè)部門因災(zāi)害減產(chǎn)的產(chǎn)品或勞務(wù)的價值;②表明了災(zāi)害造成的社會生產(chǎn)的下降程度。根據(jù)洪災(zāi)間接經(jīng)濟損失的空間分布特征,洪災(zāi)間接經(jīng)濟損失可分為內(nèi)部損失和外部損失。內(nèi)部損失是指對災(zāi)區(qū)內(nèi)部造成的間接經(jīng)濟損失,包括救災(zāi)投入和停減產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)損失。外部損失是指區(qū)外為災(zāi)區(qū)災(zāi)后恢復(fù)重建投入所造成的機會損失與洪災(zāi)正面效益之差。從形式上來劃分,間接損失可分為三部分內(nèi)容:3采用平均曲線進行損失評估洪水災(zāi)害損失評估,六七十年代國內(nèi)外已有較多的研究,但基本方法變化不大。由于影響損失評估的因素很多,各地區(qū)的經(jīng)濟情況差異很大,目前尚沒有綜合預(yù)測洪水災(zāi)害損失的方法,較為通用的方法仍然是采用經(jīng)驗曲線法。美國的Sujit和RuellLee等于1988年提出所謂非傳統(tǒng)的水深—損失曲線方法,用以計算特大洪水(如潰壩)時的經(jīng)濟損失。他們討論并分析了以往各種水深—損失曲線的優(yōu)缺點,擬合出六種不同財產(chǎn)類別的新曲線,即平均曲線,這些曲線具有較廣泛的適用性;1988年美國對俄亥俄州富蘭克林縣境內(nèi)進行水災(zāi)損失評估時,也是通過調(diào)查,建立財產(chǎn)—水深—損失的函數(shù)關(guān)系,進行損失評估。加拿大的EdwardA.Mcbean和JackGeorrie等在考慮成災(zāi)因素時,不僅考慮水深一個因素,同時考慮淹沒歷時和水流速度,以及預(yù)報時間對損失的影響曾作過研究,他們利用訪問調(diào)查資料對水深—損失曲線進行調(diào)整,對洪水預(yù)報、長歷時洪水、高流速洪水對損失的影響進行了分析和探討。泰國1992年對曼谷的住宅區(qū)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和商業(yè)區(qū)進行了3000多個單元的調(diào)查,得出洪水災(zāi)害損失與淹沒水深和歷時的函數(shù)關(guān)系,利用這一函數(shù)關(guān)系,又對1983年的洪水災(zāi)害損失進行了估算。除了建立洪水災(zāi)害損失與水深、歷時等致災(zāi)因素的關(guān)系外,其余方法在國外也有研究,如利用極值理論計算平均單位損失等。日本的洪水災(zāi)害損失評估一般可分為幾個步驟:①確定洪災(zāi)損失分析的流量等級;②地理調(diào)查,以1m為高差把所研究地區(qū)的地面高程用等高線表示出來;③洪水流量調(diào)查;資產(chǎn)調(diào)查;④計算各個流量等級的損失,對于財產(chǎn)損失的估算,仍然采用損失率的計算方法。4災(zāi)災(zāi)損失率指標(biāo)洪災(zāi)損失率是描述洪災(zāi)直接經(jīng)濟損失的一個相對指標(biāo),通常指各類承災(zāi)體遭洪災(zāi)損失的價值與災(zāi)前或正常年份其原有或應(yīng)有的價值之比,簡稱洪災(zāi)損失率。洪災(zāi)損失率是洪災(zāi)經(jīng)濟損失評估的重要指標(biāo),一般分為各類承災(zāi)體分項洪災(zāi)損失率和各類承災(zāi)體綜合洪災(zāi)損失率兩種。洪災(zāi)損失率的確定是計算洪災(zāi)經(jīng)濟損失的關(guān)鍵。損失率的大小和洪災(zāi)狀況、受災(zāi)體的抗災(zāi)能力,以及災(zāi)區(qū)的防洪措施等有很大關(guān)系。分類資產(chǎn)水災(zāi)損失率一般由兩種方法來確定:一是調(diào)查當(dāng)?shù)匾酝臑?zāi)害損失情況,建立損失率與洪水致災(zāi)因素的關(guān)系;一是參考其他地區(qū)的洪水損失率關(guān)系,根據(jù)本地實際情況進行調(diào)整來確定。4.1受災(zāi)地區(qū)的防洪措施影響洪災(zāi)損失率的因素有很多,主要有:致災(zāi)因素(洪水的水深、流速、歷時及災(zāi)區(qū)沖淤情況等,是形成災(zāi)害的外因);受災(zāi)體自身的抗災(zāi)能力(如房屋的結(jié)構(gòu)、建筑材料、農(nóng)作物的品種等對洪水的抵抗能力);防洪措施(受災(zāi)地區(qū)的防洪措施情況對損失率也有很大影響,包括工程措施和非工程措施。不同的資產(chǎn)類型,由于對洪水的抵抗能力不同及采取不同的防洪措施,在相同洪水來流情況下其損失率不一樣。各承災(zāi)體的損失率影響因素見表1。在上述損失率的影響因素中,各影響因素在同一種承災(zāi)體計算損失時所占的比重不同,且同一種影響因素對應(yīng)不同的承災(zāi)體損失計算時所占的比重也是不同的。在計算洪災(zāi)損失率時,一般根據(jù)承災(zāi)體的易損性來確定影響洪災(zāi)損失率的主要因素。4.2災(zāi)后承災(zāi)體損失洪災(zāi)損失率是指各類承災(zāi)體遭洪災(zāi)損失的價值量與災(zāi)前或正常年份各類承災(zāi)體原有或應(yīng)有價值量之比。在某一洪災(zāi)條件下,各類承災(zāi)體的損失率可用以下形式來表示:L=Sb-Sa+FSb(1)L=Sb?Sa+FSb(1)式中:Sb為承災(zāi)體的災(zāi)前價值;Sa承災(zāi)體的災(zāi)后價值;F為某些承災(zāi)體受災(zāi)中進行搶救等額外費用,可作為直接損失,但通常是作為間接損失考慮。對于不同的承災(zāi)體,Sb和Sa的計算方法不同。4.3建立損失率與洪水要素相關(guān)關(guān)系和方法在實際計算洪災(zāi)損失時,根據(jù)災(zāi)害損失調(diào)查的情況,通過對樣本數(shù)據(jù)的處理與分析,建立分類承災(zāi)體的損失率與洪災(zāi)自然特征指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系。建立損失率和洪災(zāi)要素相關(guān)關(guān)系的主要方法有線性相關(guān)分析法和等級相關(guān)關(guān)系法。在確定損失關(guān)系時,同時還應(yīng)充分參考與借鑒其他地區(qū)的災(zāi)害損失調(diào)查資料與成果,以彌補本區(qū)域調(diào)查數(shù)據(jù)的不足。4.3.1基于等級相關(guān)關(guān)系法的救濟所謂等級相關(guān)關(guān)系法,就是通過樣本數(shù)據(jù)分析建立洪水致災(zāi)因素等級與財產(chǎn)損失率對應(yīng)關(guān)系的方法。由于它們之間的關(guān)系常?？赏ㄟ^二維關(guān)系表的形式給出,所以稱為等級相關(guān)關(guān)系法。對于樣本數(shù)據(jù)點較少的財產(chǎn)類型,應(yīng)參考其它地區(qū)的同類財產(chǎn)的損失調(diào)查情況,但在確定等級關(guān)系時,應(yīng)以本研究區(qū)的實際調(diào)查分析結(jié)果為控制條件。在調(diào)查資料較少,或者是由于數(shù)據(jù)的分布特點不足以建立該類財產(chǎn)與一種或幾種要素之間的損失相關(guān)關(guān)系,則常采用等級關(guān)系法來建立某類財產(chǎn)的洪災(zāi)損失關(guān)系。等級關(guān)系法是一種半定量的概化描述方法,它反映了該類財產(chǎn)的損失率與洪水要素之間的等級相關(guān)關(guān)系。4.3.2建立相關(guān)關(guān)系當(dāng)某類財產(chǎn)的樣本數(shù)據(jù)較多且和致災(zāi)因素之間存在著顯著的相關(guān)關(guān)系時,則可運用相關(guān)分析方法定量地建立該類財產(chǎn)的損失率與相應(yīng)的洪水要素變量之間的函數(shù)關(guān)系。一般采用的方法為一元或多元線性回歸分析方法來建立這種定量相關(guān)關(guān)系。5洪水損失計算方法目前國內(nèi)外通用的方法是面上綜合洪災(zāi)損失法和財產(chǎn)損失評估模型。5.1洪水沒收損失所謂面上綜合洪災(zāi)損失法,就是根據(jù)洪水預(yù)報進行水利水文計算,預(yù)測可能淹沒的地區(qū)范圍,算出不同水深等級的淹沒面積淹沒歷時,并根據(jù)社會經(jīng)濟統(tǒng)計資料計算受災(zāi)的城鎮(zhèn)、農(nóng)田面積和受災(zāi)人口以及各部門在淹沒范圍內(nèi)的受災(zāi)情況及財產(chǎn)分布。一般而言,洪水淹沒損失與淹沒深度、淹沒歷時及淹沒區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展水平相關(guān)。對于直接經(jīng)濟損失,一般利用損失率等直接求出。間接損失中有形的部分可通過調(diào)查直接算出,另外的部分可采用直接調(diào)查估算法或經(jīng)驗系數(shù)法來計算。5.1.1財產(chǎn)損失評估關(guān)系建立了分類資產(chǎn)洪災(zāi)損失率關(guān)系后,則可計算受災(zāi)區(qū)的直接經(jīng)濟損失。直接損失計算的準(zhǔn)確性取決于:洪水要素特征值的準(zhǔn)確性;社經(jīng)資料調(diào)查的完備性與準(zhǔn)確性;分類財產(chǎn)損失評估關(guān)系的適宜性和準(zhǔn)確性。計算公式如下:Dd=n∑i=1m∑j=1l∑k=1p∑s=1Wijksηijks(2)Dd=∑i=1n∑j=1m∑k=1l∑s=1pWijksηijks(2)式中:Wijks與ηijks為第s級沖淤情況下、第k級淹沒程度范圍內(nèi)、第j類經(jīng)濟分區(qū)、第i類財產(chǎn)值(元)和相應(yīng)的損失率;p為沖淤情況分級數(shù);n為財產(chǎn)類型(經(jīng)濟部門)數(shù);m為按經(jīng)濟發(fā)展水平分區(qū)的分區(qū)數(shù);l為洪水淹沒程度(水深與歷時)的分級數(shù)。5.1.2般計算法。在文將間接損失的計算歸為兩類,一類是可通過調(diào)查得到的用于抗洪、搶險、救助等的費用損失;另一類是洪災(zāi)造成的時間后滯性損失、行業(yè)波及性損失及地域波及性損失等。間接經(jīng)濟損失的第一部分通過實際調(diào)查統(tǒng)計求得;后一部分的損失估算大致可分為直接調(diào)查估算法和經(jīng)驗系數(shù)法兩種:一是直接調(diào)查估算法,即通過實地調(diào)查受災(zāi)區(qū)在各種洪水條件下社會經(jīng)濟受洪災(zāi)影響的程度,在相關(guān)的社經(jīng)統(tǒng)計資料基礎(chǔ)上,運用數(shù)理統(tǒng)計及時間序列分析等方法直接估算受災(zāi)區(qū)第二部分間接經(jīng)濟損失;二是經(jīng)驗系數(shù)法,鑒于洪災(zāi)后第二部分間接損失所涉及的范圍廣,受影響的部門和行業(yè)很多,直接定量估算相當(dāng)困難,因此,目前國內(nèi)外大多采用經(jīng)驗系數(shù)法進行間接估算。該方法假定洪水給不同部門造成的間接損失與其直接損失有一定的比例關(guān)系,即Sj=Κ?Sz(3)Sj=K?Sz(3)式中:Sj為某部門因災(zāi)造成的第二部分間接經(jīng)濟損失;Sz為某部門因災(zāi)造成的直接經(jīng)濟損失;K為間接損失經(jīng)驗系數(shù)。間接損失經(jīng)驗系數(shù)可通過實地調(diào)查并結(jié)合國內(nèi)外有關(guān)分析成果綜合確定。美國陸軍工程師團根據(jù)多年的調(diào)查統(tǒng)計分析,提出不同部門的洪災(zāi)間接損失系數(shù)K值;澳大利亞根據(jù)對洪災(zāi)資料的分析,提出城市不同部門的K值(見表2);日本長崎縣對1982年7月洪災(zāi)進行間接損失專門調(diào)查后,求得綜合K值為14.5%;前蘇聯(lián)不分行業(yè)與部門,規(guī)定間接經(jīng)濟損失系數(shù)在20%～25%之間選用。目前,國內(nèi)還缺乏經(jīng)過詳細調(diào)查分析確定的間接經(jīng)濟損失系數(shù)K值,多采用綜合估計值,介于15%～30%不等。若按工農(nóng)業(yè)分類,國內(nèi)工業(yè)K值一般取16%～35%,農(nóng)業(yè)K值取15%～30%。5.1.3災(zāi)后間接損失洪災(zāi)總的經(jīng)濟損失可按下式計算:Dp=(1+Κ)Dd+Cp(4)Dp=(1+K)Dd+Cp(4)式中,Dp為一次洪災(zāi)造成的總直接經(jīng)濟損失(元);Cp為抗洪、搶險、救災(zāi)等費用(即第一部分間接損失,可調(diào)查統(tǒng)計求得)(元);K為反映第二與第三部分間接損失的洪災(zāi)間接損失系數(shù)。一次洪災(zāi)造成Dp一般有下面幾種估算模式:①根據(jù)各承災(zāi)體洪災(zāi)損失率分項計算經(jīng)濟損失;②根據(jù)各承災(zāi)體綜合洪災(zāi)損失率計算損失;③根據(jù)面上綜合損失指標(biāo)計算損失。一次洪災(zāi)總經(jīng)濟損失為:Dp=n∑i=1m∑j=1l∑k=1p∑s=1(1+Κijks)Wijksηijks+Cp(5)Dp=∑i=1n∑j=1m∑k=1l∑s=1p(1+Kijks)Wijksηijks+Cp(5)式中,Kijks為i類財產(chǎn)、j類經(jīng)濟區(qū)、s級沖淤情況下、k級淹沒程度下的間接損失系數(shù)。5.1.4損害是否過于單一這種損失值有下述幾點問題:①忽略災(zāi)害損失空間上的差異,不同地區(qū)、不同的洪水淹沒水深、速度和歷時造成的損失很難用人均或畝均損失表達清楚,從而引起救災(zāi)物資分配上的茫然、洪泛區(qū)管理的不確定性;②混淆不同部門的損失,農(nóng)作物損失與財產(chǎn)損失不同,不同類型的財產(chǎn)損失的損失率也不同。農(nóng)作物在收割季節(jié)前,很難搶救,而財產(chǎn)的空間位置,預(yù)警和預(yù)報時間、搶救措施等與損失率有很大的關(guān)系。這種混淆不利于洪泛區(qū)規(guī)劃、管理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、投資政策制定等;③缺乏通用性時效性,淹沒地區(qū)的財產(chǎn)損失一般超過農(nóng)作物損失,并隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展迅速增加,但其損失率卻變化不大,而農(nóng)作物損失的增長率相當(dāng)平緩。而目前采用的損失估計結(jié)果很難用于下次洪災(zāi)估計和災(zāi)情預(yù)測,即使可用,精度也受限制,可見災(zāi)害損失估計必須對不同部門、不同類型財產(chǎn)和不同地區(qū)分別進行損失估計,才能滿足防洪減災(zāi)過程的需要。5.2財產(chǎn)損失評估模型的建立所謂財產(chǎn)損失評估模型主要是指F(財產(chǎn)損失率)與h(水深)函數(shù)關(guān)系式。目前,財產(chǎn)損失評估模型主要有三類:第一類是指多項式函數(shù)評估模型,其公式為F=a+bh+ch2;第二類是指數(shù)函數(shù)型評估模型,其公式為F=ahb;第三類是分式函數(shù)型評估模型,其公式為F=k1h/(k1h+k2)。前兩種財產(chǎn)損失評估模型,主要適用于水深較淺的財產(chǎn)損失率計算,第三種財產(chǎn)損失評估模型更符合實際情況。因為財產(chǎn)損失率特點是:如果洪水淹沒較淺,則財產(chǎn)的損失率將隨水深近似地按直線增加,對于較深的洪水,單位水深的邊際洪水損失會下降,在水深很大時,邊際洪水損失下降為零。而分式函數(shù)型財產(chǎn)損失評估模型正好反映了這個特點。以上所述的三類財產(chǎn)損失評估模型均可以很精確地描述某一種財產(chǎn)在特定條件下的損失率。但不能同時描述另一種財產(chǎn)損失率,即通用性差。另外,這些財產(chǎn)損失評估模式都是確定性模式。但是,在實際中影響財產(chǎn)損失率的因素是非常多的,水深、流速、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平、流域特征、氣候特性等都對財產(chǎn)損失率有不同程度的影響,試圖建立全面包含這些因素的財產(chǎn)損失率計算公式是不現(xiàn)實的,一種比較可行的方法就是用隨機過程的觀點,來建立財產(chǎn)損失評估模型,即所謂的財產(chǎn)損失評估隨機模型。張金風(fēng)(1998)應(yīng)用隨機過程的觀點,建立了財產(chǎn)損失評估隨機模型,反映了洪災(zāi)財產(chǎn)損失率的隨機變化情況。6洪水損失分析在防洪調(diào)度中,需要快速預(yù)估出當(dāng)前洪水調(diào)度方案下洪泛區(qū)的洪災(zāi)經(jīng)濟損失?？焖僭u估模型最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)有兩個:一是描述蓄滯洪區(qū)洪災(zāi)特征要素的確定;一是洪災(zāi)損失和所確定的洪災(zāi)特征要素關(guān)系的建立。6.1蓄滯洪區(qū)自變量計算多元回歸擬合方法通過給定擬合模型方程式的結(jié)構(gòu),利用資料率定公式的系數(shù),以確定因變量和各自變量之間的關(guān)系。建立函數(shù)關(guān)系式:Dp=f(Qmax,Qpj,W,SΤ,Τ)(6)Dp=f(Qmax,Qpj,W,ST,T)(6)式中,Dp為蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟損失;Qmax為分洪口門進水的最大流量;Qpj為分洪口門的平均流量;W為蓄滯洪區(qū)蓄量;ST為蓄滯洪區(qū)進沙量;T為蓄滯洪區(qū)進水歷時。為減少回歸誤差,對自變量和因變量做以下無量綱化處理:xk=0.002+0.996(x′k-minx′k)maxx′k-minx′k(7)式中:xk為計算中自變量或因變量的取值;x′k為自變量或因變量的原始數(shù)據(jù);maxx′k和minx′k分別為自變量或因變量的原始數(shù)據(jù)中最大值和最小值。6.2分洪口門及蓄滯洪區(qū)內(nèi)的多單元單元密度模型洪災(zāi)損失預(yù)測可以認為是一種對洪災(zāi)損失及其影響因子間復(fù)雜非線性函數(shù)關(guān)系的逼近問題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是只要它們之間存在著相關(guān)性,不必通過具體的函數(shù)表達式,影響因子就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入節(jié)點變量,可以通過連接權(quán)重直接建立因變量和自變量之間的非線性關(guān)系。在模型建立過程中,輸入層和輸出層單元數(shù)可由研究問題要求所決定。輸入的單元層變量分別為分洪口門進水的最大流量Qmax,分洪口門的平均流量Qpj,蓄滯洪區(qū)蓄量W,進水口門平均沙量S