潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性分析*

郭凤清，曾 辉，丛沛桐，曹 宇

（1.北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院，广东深圳518055；2.北京大学城市与环境学院，北京100871；3.华南农业大学水利与土木工程学院，广东广州510642；4.广东水利电力规划勘测设计研究院，广东广州510635）

潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性分析*

郭凤清1，2，曾 辉1，2，丛沛桐3，曹 宇4

（1.北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院，广东深圳518055；2.北京大学城市与环境学院，北京100871；3.华南农业大学水利与土木工程学院，广东广州510642；4.广东水利电力规划勘测设计研究院，广东广州510635）

开展承灾体脆弱性分析是为揭示各类承灾体的洪灾损失与洪水特征之间的关系，也是洪灾风险评估方法中的关键部分。为了分析潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性，以北江“9406”型洪水放大至300年一遇洪灾为案例，全面收集社会经济数据，结合GPS技术开展洪灾损失调查，利用建立的模型计算了蓄洪区各承灾体要素的洪灾损失值，用以表征承灾体脆弱性大小和承灾能力强弱。通过计算潖江蓄洪区洪灾承灾体的损失值，得出工业及基础设施脆弱性最大，也是承灾能力最弱的系统因素的结论。潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性分析为计算洪灾潜在损失和区域防灾减灾提供了依据。

洪灾；承灾体；脆弱性；潖江蓄洪区；广东

受特殊气候和地理条件影响，广东省成为受洪水灾害影响最严重的地区之一。在北江流域支流潖江设立潖江蓄洪区以防范北江下游珠江三角洲地区的广州、清远、佛山等城市的洪水。然而潖江蓄洪区一旦启用，加之近年来蓄洪区内承灾体的暴露性增强，蓄洪区内承灾体要素承受洪灾打击的潜在风险相应在加大，承灾体脆弱性增大，损失也将增大。如要降低灾情水平，降低脆弱性是最为直接和有效的方法，因而，对潖江蓄洪区洪灾承灾体调查，辨识易受灾的承灾体，对承灾体的脆弱性进行分析，对防灾减灾具有极其重要的意义。

文献［1－5］应用数值模拟方法和统计学方法计算了潖江蓄洪区某些特定区域的极值高水位、各类受淹风险面积，作为划定洪灾可能淹没的风险区，对潖江蓄洪区作了洪灾漫滩风险计算和风险评估。目前，对潖江蓄洪区洪灾承灾体的脆弱性研究还未见有报道。鉴于此，本文将对潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性和承灾能力作一分析。

1 研究区概况

潖江（图1）是北江的支流之一，主要流经广东省清远市佛冈县境。潖江蓄洪区境内以低山丘陵为主，山地丘陵海拔在1 000 m以下，中间河谷地带较低，低洼地地面高程12～15 m（珠基），河道平均比降为0.26‰。潖江口地面高程仅有1 m，特殊的地势为洪水进入创造了条件。潖江蓄洪区受北江洪水影响明显，当北江上游来水达到2 000 m3／s时，北江干流部分水流在飞来峡镇附近的潖江口倒灌入潖江蓄洪区。潖江蓄洪区洪水发生与暴雨发生时间上基本同步，多集中在夏季6－8月。

图1 潖江蓄洪区地理位置及河流水系图

2 研究思路与数据

2.1 研究思路

根据潖江蓄洪区工程运用实际情况，主要通过收集蓄洪区内各地的政府工作报告及统计年鉴获取基本社会经济数据，部分资料采用实地调研等获取。在文献［1－5］的基础上，运用GPS技术开展洪灾损失实地调查，结合Google地图，选取影响洪灾承灾体损失的主要影响因子淹没水深和淹没历时，采用回归分析法建立各类承灾体淹没水深／时间－损失率之间的关系；以2011年潖江蓄洪区内社会经济数据为背景，建立洪灾承灾体损失模型，以北江“9406”型洪水放大至300年一遇洪灾为案例，计算蓄洪区承灾体要素的洪灾损失值；基于承灾体的损失值，采用价值分析法判断承灾体脆弱性大小，以直接经济损失和间接经济损失之和作指标，分析潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性，初步确定承灾体脆弱性大小和承灾能力强弱，掌握洪灾潜在损失，为区域防灾减灾提供依据。

洪灾承灾体脆弱性分析简单而又准确的基本方法是通过建立损失方程或脆弱性方程来表示承灾体的损失率和淹没深度、持续时间以及水流速度之间的关系［6－10］。本研究结合潖江蓄洪区工程运用实际情况，对承灾体脆弱性的灾前损失做预评估分析，即：根据设计频率洪水的淹没范围和淹没水深分布结合分区、分类的资产调查和损失率关系，估算出该频率灾害承灾体损失值。通过计算蓄洪区承灾体的损失价值来表征承灾体脆弱性大小。承灾体损失大则其脆弱性大，其承灾能力相应弱。

以蓄洪区内各承灾体为系统因素［11］，经济损失与系统要素的产值、受淹水深及受淹时间有关。系统因素与损失值的关系见表1。

表1 系统因素与损失值的关系

2.2 数据来源

社会经济资料是进行承灾体损失评估的基础。基本社会经济情况主要通过收集蓄洪区内各地的政府工作报告及统计年鉴（《清远市统计年鉴2011》）［12］获取数据，部分资料通过实地调研以往洪灾年份受灾区的受灾情况获取。

对于没有资料的地区，采用资料移植手法，把相邻地区经济发展状况基本相近、地形等特征基本一致的地区的资料引用过来，在引用过程中根据当地地区的实际情况进行适当的修改。

3 潖江蓄洪区洪灾承灾体经济损失建模及脆弱性分析

3.1 承灾体经济损失模型建立

3.1.1 洪灾承灾体脆弱性主要影响因素

用洪水演进的特征指标描述，导致洪水损失的主要因素有洪水淹没范围、淹没深度、淹没历时、流速大小、冲击力、泥沙淤积等［13］。在洪灾承灾体损失模型建立中，本研究主要考虑影响洪灾损失的两个因素：淹没深度和淹没历时。淹没深度和淹没历时通过实测资料、模型实验等估算其对承灾体损失率的影响。

3.1.2 洪灾承灾体损失率

洪灾承灾体损失率是描述洪灾直接经济损失的重要指标，通常指各类承灾体遭受洪灾损失的价值与灾前或正常年份其原来或应有的价值之比，一般分为各类承灾体分项洪灾损失率（如农作物洪灾损失率、工商企业财产洪灾损失率、城乡居民财产洪灾损失率等）和各类承灾体综合洪灾损失率两种。洪灾承灾体损失率的确定是计算洪灾经济损失的关键，其大小由承灾体的脆弱性决定，在某一程度上可以说洪灾承灾体损失率是承灾体脆弱性的体现。

本研究采用分项洪灾损失率，分类计算各类承灾体的洪灾损失率。分类承灾体洪灾损失率由两种方法来确定：一是调查当地以往的灾害损失情况，建立损失率与洪水致灾因素的关系；再者是参考其他地区的洪灾损失率，根据本地实际情况进行调查确定。

3.1.3 洪灾承灾体损失增长率

同一频率洪水发生在不同年份所造成的洪灾损失不同，一次洪灾损失及平均洪灾损失均是根据某一选定基准年（或调查年份）的社会经济状况推算的，并未计及洪灾损失随时间发生的变化，因此应再考虑洪灾损失增长率。洪灾承灾体损失增长率［14－16］便是用来表示洪灾承灾体损失随时间增长的一个参数，用它来修正、折算将来的洪灾损失，这样可把不同年份的洪灾损失换算到同一基准年，以便进行比较。

3.1.4 洪灾承灾体损失计算模型

本研究中洪灾承灾体损失计算仅对直接或者间接损失而言，对非经济损失只进行定性或某些定量的描述。直接经济损失指洪水直接淹没造成的可用货币计量的分类损失。根据损失特征采用四种方法计算洪灾承灾体直接经济损失。

（1）按损失率计算适用于各类社会固定资产、流动资产承灾体。计算公式如下：

式中：n为承灾体的种类；m为风险区的种类；βij为第i种承灾体在第j类风险区的损失率；ωij为第i种承灾体在第j类风险区的财产价值。

（2）按经济活动中断时间计算，适用于工业、商业、铁路、公路、航运、供电、供水、供气、供油、邮电等部门经济活动中断所造成损失的计算。其计算公式如下：

式中：n为行业的种类；m为经济活动的种类；tij为第i类行业在第j类经济活动的中断时间；Sij第i行业在第j类经济活动中断时间单位时间损失值。

（3）按毁坏长度、面积等指标计算，适用于铁路、公路、输油（气、水、煤）管道、高压电网、邮电通讯线路、水利工程（提防、渠道等）、房屋等设施的修复费用。其计算公式如下：

式中：n为设施的种类；m为风险区的种类；fij为第i类设施在第j类风险区中单位长度或者单位面积的修复费用；Aij为第i类设施在第j类风险区中损坏的长度或者面积。

（4）单独计算，适用于不宜用前三用方法计算的各种直接经济损失。例如，果林遭受水灾淹死后所造成的损失，除损失当年的果林收入外，还要损失重新种植果林的费用和使果林恢复到原先生产水平期间的应有收入和支出；又如砂压水毁土地所造成的损失除当年的农作物损失外，还要损失使土地恢复到原生产力期间所付出的劳动代价和应有的农业纯收入，或为土地废弃后所减少的农业收入；水利、市政工程和其他专项设施毁坏或废弃造成的损失，应包括灾前价值、修复或者重置所增加的费用两部分，即恢复到原有效能的全部费用，即：

果林损失 ＝重植费用＋恢复到原来生产水平

直接经济损失计算的关键是合理确定各类承灾体在不同淹没程度（水深、历时、流速等）下的洪灾损失参数，如洪灾损失率、单位时间损失、单位长度（面积）修复费用等。

3.1.5 一次洪水综合损失计算方法

洪水损失的计算采用面上综合损失法，对某一代表性的洪水，先勾绘出它的淹没范围，然后在某一基准年内进行淹没区财产资料的统计，再用各类财产的价值乘以各类财产的洪灾损失率，便可得到遇此洪灾后各类财产的损失值，将其综合在一起，即为该洪水在某一基准年内造成的一次综合损失。为考虑价值的时效性，利用洪灾损失增长率及物价上涨指数便可把某一基准年内的损失值折算到现在情况下的损失值。

该方法通过计算直接和间接损失来评判一次洪水的综合损失。

按照上述方法，在考虑到抗洪抢险等其他费用就可以得到一次性洪水的综合损失S：

式中：S1为直接经济损失；S2为间接经济损失；φ为洪灾损失增长率；C为抗洪抢险等费用。

3.2 承灾体经济损失计算

3.2.1 数据整理

为计算潖江蓄洪区内承灾体的洪灾损失，以2011年江口镇、龙山镇、源潭镇社会经济统计资料为背景。社会经济资料包括：蓄洪区淹没范围内的土地利用情况，农、林、牧、副、渔各业的生产规模、水平；工矿业、商业、事业单位的分布、生产经营规模、水平；城镇、农村居民点人口分布状况；国家、集体、个人的房屋、设施、物资财产；贯穿区内的铁路、公路的货运量、客流量；风景、文化古迹等。这些社会经济资料在洪水淹没的范围和程度确定之后，通过调查取得。为了便于估算淹没损失，按照淹没水深、历时和经济发展水平分区调查，给出不同淹没程度级别，不同分区的人口、经济及其它指标。表2为潖江蓄洪区主要乡镇基本情况。表3所示为潖江蓄洪区内乡镇的主要经济指标。表4所示为潖江蓄洪区2011年农村耕地面积、生产总值、农业生产总值、农作物播种面积统计情况。

潖江蓄洪区其他社会经济资料：

（1）施工房屋面积118.22万m2，竣工房屋面积58.44万m2，竣工房屋价值14 816.5万元。

（2）固定资产投资完成总额239 615万元，城镇以上投资180 398万元；房地产开发45 491.5万元，农村私人投资10 026.5万元，城镇私人投资3720.5万元。

表2 潖江蓄洪区基本情况

（3）新增固定资产投资134 769万元，城镇以上投资106 888.5万元，其中基本建设22 703.5万元，更新改造2 038万元，其他投资82 647万元；房地产开发14 133.5万元，农村私人投资10 026.5万元，城镇私人投资3 720.5万元。

表3 乡镇的主要经济指标

表4 潖江蓄洪区农村耕地面积、生产总值、农业生产总值、农作物播种面积统计

（4）2011年销售总额58 488万元。

（5）外贸出口海关总值5 745万美元。

（6）2011年实际利用外资1 150.5万美元。

3.2.2 承灾体要素及损失率

表5所示为潖江蓄洪区主要承灾体要素及其价值。

表5 主要承灾体要素及价值

结合郭凤清等［1－3］对潖江蓄洪区洪水危险性综合区划划分的指标，计算得到各承灾体要素损失率的分布结果（表6）。

表6 各承灾体要素损失率

3.2.3 承灾体经济损失计算

按照建立的潖江蓄洪区洪灾承灾体损失计算模型，结合该蓄洪区实际情况，将前面得到的数据代入承灾体损失计算模型，即可得出经济损失值。承灾体要素的间接经济损失的计算采用系数法，即经过实测资料分析，建立间接损失和直接损失之间的关系系数。承灾体要素直接经济损失和间接经济损失计算标准见表7。

预测潖江蓄洪区遭遇“9406”型300年一遇洪灾时，各承灾体要素经济损失计算结果见表8。

表7 承灾体要素直接经济损失和间接经济损失计算标准

表8 经济损失计算结果万元

3.3 承灾体脆弱性分析

（1）从表8计算结果得出，“9406”型300年一遇洪水发生时，启用潖江蓄洪区，该蓄洪区直接经济损失约为6.76亿元，间接经济损失约为1.55亿元。同时表明，蓄洪区内工厂及基础设施的经济损失最大，占包括直接经济损失和间接经济损失在内的全部损失84%；其次为家庭财产损失，占全部损失6.2%；之后依次为房屋、农业、乡镇企业，分别占到全部损失4.9%、3.9%、1%。由此可见，潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性最大的是工厂及基础设施，其次为家庭财产，之后依次为房屋、农业、乡镇企业。承灾体脆弱性越大，其承灾能力最弱，潖江蓄洪区洪灾承灾体承灾能力最弱的是工厂及基础设施，之后依次为家庭财产、房屋、农业、乡镇企业。

（2）当潖江蓄洪区“9406”型300年一遇洪水发生时，对该蓄洪区内经济损失及承灾体脆弱性、承灾体承灾能力分析，进一步映证了潖江蓄洪区的人口社会经济实际情况。近年来随着蓄洪区内人口的增长，人地矛盾突出，导致蓄洪区内大力发展工业，从而造成洪灾损失最大的是工厂及基础设施；潖江蓄洪区内经济的快速发展，使得人均房屋面积增大，家庭财产激增，造成潖江蓄洪区的家庭财产、房屋两项承灾体的脆弱性也较大；随着外出就业人数增加，潖江蓄洪区内农业发展较慢，乡镇企业发展也较滞缓，因此，农业和乡镇企业损失最小，这两项承灾体的脆弱性相应较小。

4 结论与讨论

通过全面收集潖江蓄洪区数据，部分数据运用GPS技术获取，结合Google地图，以2011年潖江蓄洪区内社会经济数据为背景，建立洪灾承灾体损失模型，选取影响洪灾承灾体损失的主要影响因子淹没水深和淹没时间，建立承灾体要素的洪灾灾损率，对蓄洪区内受淹的承灾体计算损失值；基于承灾体的损失值，分析承灾体脆弱性及承灾能力。计算结果显示，潖江蓄洪区遭遇“9406”型300年一遇洪灾时，蓄洪区内的工厂及基础设施经济损失最大，占包括直接经济损失和间接经济损失在内的全部损失84%，之后依次为家庭财产损失、房屋、农业、乡镇企业。由此可见，潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性最大的是工厂及基础设施，之后依次为家庭财产、房屋、农业、乡镇企业。承灾体脆弱性越大，其承灾能力越弱，潖江蓄洪区洪灾承灾体承灾能力最弱的是工厂及基础设施，之后依次为家庭财产、房屋、农业、乡镇企业。从研究模型得出的理论看，该结论与蓄洪区内近年来人口增长、人地矛盾突出、大力发展工业、经济快速发展、人均房屋面积增大、家庭财产激增、外出就业人数增加、农业发展较慢、乡镇企业发展也较滞缓的实际情况相吻合，说明本研究建立的承灾体损失方程及淹没水深／时间－损失率基本合理。通过对潖江蓄洪区承灾体脆弱性分析，从理论和实际运用中，可为潖江蓄洪区的防洪规划及防洪决策做科学指导。

另外，理论上讲，淹没深度、持续时间以及水流速度、冲击力等因子都是承灾体损失方程的组成部分，但由于数据所限，本研究只实现了淹没深度、持续时间，以相应受淹面积的危险区、重灾区、中灾害区、轻灾区作为承灾体的水灾脆弱性分析。在以后的研究工作中，应综合考虑流速和冲击力对承灾体脆弱性的影响。由于存在地理地形间的差异，同一类承灾体要素在同一次洪水过程损失差异很大，更详细的承灾体分类与分析仍十分必要。潖江蓄洪区洪灾承灾体在时间和空间的脆弱性展布，也是今后应进一步研究的方向。

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Vulnerability Analysis of Hazard-affected Bodies in Pajiang Flood Storage Area

Guo Fengqing1，2，Zeng Hui1，2，Cong Peitong3and Cao Yu4
（1．School of Urban Planning and Design，Shenzhen Graduate School of Peking University，Shenzhen 518055，China；2．College of Environmental and Urban Science，Peking University，Beijing 100871，China；3．College ofWater Conservancy and Civil Engineering，South China Agriculture University，Guangzhou 510642，China；4．Guangdong Hydropower Planning＆Design Institute，Guangzhou 510635，China）

To carry out the vulnerability analysis of hazard-affected bodies is to show the relationship between all kinds of flood loss of hazard-affected bodies and the flood characteristics，and it is also a key part of flood risk assessmentmethods.Ourwork took the 9406 flood of Beijiang river amplified to 0.33%probability type flood as an example to analyze flood vulnerability of hazard-affected bodies in Pajiang flood storage area.In ourwork，comprehensive social and economic data were collected，and the investigation on flood losswas carried outwith GPS（Geographical Position System）technology.The flood loss value of hazard-affected bodies is gained through the built model of Pajiang flood storage area，which shows the characteristics of the vulnerability size and of hazard-affected ability of hazard-affected bodies.After calculating flood loss value of hazard-affected bodies of Pajiang flood storage area，we draw the conclusion that vulnerability of industry and infrastructurewas the largest，and theywere the hazard-affected system factorswith the weakest ability.The flood vulnerability analysis of Pajiang flood storage area is helpful for the calculation offlooding potential loss of hazard-affected bodies and the regional disaster prevention and reduction.

floods；hazard-affected body；vulnerability；Pajiang flood storage area；Guangdong Province

X43

A

1000－811X（2014）03－0102－06

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.03.019

郭凤清，曾辉，丛沛桐，等.潖江蓄洪区洪灾承灾体脆弱性分析［J］.灾害学，2014，29（3）：102－107.［GuoFengqing，ZengHui，Cong Peitong，etal.Vulnerability Analysis of Hazard-affected Bodies in Pajiang Flood Storage Area［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（3）：102－107.］

2014－02－10

2014－03－23

中国博士后科学基金（2013M540815）

郭凤清（1974－），女，山西阳泉人，博士（后），主要从事灾害评估、水文水资源研究.E－mail：guofq＠pkusz.edu.cn

丛沛桐（1965－），男，黑龙江集贤人，教授，主要从事水利信息化研究.E－mail：congpeitong＠163.com