黄庄洼蓄滞洪区洪灾风险区划研究

2015-03-23杨丽萍周志华高阔永

海河水利 2015年2期

杨丽萍，周志华，高阔永，杨波

（1.天津水利科学研究院，天津 300061；2.天津市北三河管理处，天津 301800）

1 洪灾风险评价与风险区划

目前，天津市共有蓄滞洪区13个，总面积2 952 km2，占天津市国土面积的24.54%。蓄滞洪区是天津城市防洪体系的重要组成部分，随着人口增长和社会经济的发展，蓄滞洪区防洪保安和发展经济的矛盾日益突出。因此，对蓄滞洪区进行洪灾风险区划，合理安排和运用蓄滞洪区，保持和最大限度发展蓄滞洪区的各种功能和效益，是蓄滞洪区管理面临的重大课题。

蓄滞洪区洪灾风险区划是洪灾风险评价的一种常用的分析方法，是防洪减灾研究领域的一项基础性研究工作。这项研究是在对蓄滞洪区洪水特性进行深入研究的基础上，根据蓄滞洪区的洪水特征，结合区域自然地理情况、社会经济情况、防灾减灾能力等，将研究区域划分为不同风险等级的单元，能够直观、清晰地显示洪灾风险的空间特征，为蓄滞洪区的分洪决策、土地合理利用等提供技术支撑。

笔者以黄庄洼蓄滞洪区为例，对洪灾风险区划进行介绍。黄庄洼蓄滞洪区位于潮白新河下游左侧，是潮白新河综合防洪体系的重要组成部分，总面积353.8 km2，运用机遇为5年一遇。

2 洪灾风险评价模型建立

2.1 洪灾风险评价指标的选取

选择洪水风险评价指标是进行风险评价的前提和关键。根据洪灾风险理论，综合考虑指标体系确定的目的性、系统性、科学性和可操作性原则，结合黄庄洼蓄滞洪区的实际情况和资料获取的难易程度，选取涵盖洪水、社会经济和防灾减灾因素在内的8个量化指标。各指标含义和算法，见表1。

表1 评价指标含义及算法

2.2 洪灾风险评价等级的划分

区域洪水灾害风险程度可分为五级，各评价等级有一定的判别标准和区分界限，采用洪灾风险度来表示区域洪灾危险的整体态势。具体情况，见表2。

表2 区域洪灾风险评价等级

2.3 洪灾风险评价标准的建立

根据相关标准和文件，结合类似地区的相关评价指标值，建立适合黄庄洼蓄滞洪区的洪灾损失风险评价标准。各评价指标分级标准值，见表3。

表3 各评价指标分级标准值

2.4 评价指标权重的确定

洪灾风险评价中涉及的各个因素在评价中的重要程度不同。笔者采用三标度分两步层次分析法确定各评价指标的权重。第一步，用三标度两两因子比较得出一个比较矩阵；第二步，用比较矩阵和数学公式再获得构造判断矩阵；最后，在一致性检验后，用该矩阵最大特征值表示相应因子的权重值。具体步骤如下：

（1）按下式进行两两比较来数量化，由量化值组成比较矩阵，见表4。

表4 风险评价指标两两比较矩阵

（2）比较矩阵中行累加值按式（2）计算，可获得层次分析法中构造判断矩阵，见表5。

式中：ijr为风险判断矩阵中元素分别代表比较矩阵中对应因子行累加值；分别为行累计值中的最大值和最小值；bm为最重要的因子与最不重要的因子相关数之和，即；n为判断矩阵阶数。

表5 风险判断矩阵

（3）求出最大特征值向量。设以上矩阵的最大特征值所对应的特征向量为Oij，经归一化后：

式中：aj为经归一化后的特征向量，其各分量就是各单项评价指标权重值；n为判断矩阵阶数。

为了确保计算结果的正确性，还需进行一致性检验。一致性指标计算公式为：

式中：CI为一致性指标；λmax为最大特征值；n为判断矩阵阶数。

经计算，得到CI=0.067 1。根据判断矩阵阶数，查得相应平均随机一致性指标值RI=1.41，一致性比例系数CR=CI/RI=0.067 1/1.41=0.047 6＜0.1，则认为判断矩阵具有满意的一致性，因此该矩阵的最大特征值向量即为各评价指标的权重。由此可得到矩阵A，即因子权重集，A=（0.133，0233 2，0.233 2，0.233 2，0.063 7，0.063 7，0.029 7，0.010 2）。