中小城市灾害韧性评价体系研究

2019-03-24杨应迪刘学通

安徽理工大学学报（自然科学版） 2019年6期

彭琳，杨应迪，张珂，刘学通

(安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南 232001)

目前，国内外学者对韧性城市概念和特征的理论研究已较为成熟[1-3]，韧性城市评价体系框架虽已初步形成但仍缺乏相对系统、成熟且具有针对性的研究成果。文献[4]提出应用功能特征(鲁棒性、自组织性、学习性)和赋能特征(冗余性、快速性、规模性、多样性和灵活性、公平性)两大类指标构建韧性评价体系。文献[5]提出了基于时间的独立综合定量韧性评价体系和评估每个恢复阶段的效率、破坏状态以及城市的复原力的恢复策略。文献[6]在韧性基线模型的研究基础上，从经济、环境、基础设施以及组织韧性等6个维度建立我国城市灾害韧性评价体系；文献[7]等基于韧性理论和逼近理想解排序法，提出了以城市韧性的抵抗力、恢复力和适应力为角度的雨洪灾害情境下城市韧性评估指标体系。据统计，我国96%以上的自然灾害和80%以上安全生产事故都发生在中小城市[8]，但由于城市化水平总体较低，基础设施落后和区域发展不平衡等问题导致其应对灾害能力相对较弱。而目前我国针对中小城市韧性评估以及规划研究存在空缺，因此通过对我国中小城市韧性建设特点及问题的分析，结合对韧性城市理论和现有评价体系的研究，构建中小城市灾害韧性评价体系。

1 中小城市韧性建设的特点及问题分析

(1)人文发展水平低

中小城市人文发展水平低，人口吸纳能力不足，高素质年轻人力大量向发达大城市转移，老年、儿童人口数量较多。教育事业发展落后、人口迁移、地理位置等多因素导致中小城市人口受教育水平低。

(2)经济结构不合理

中小城市由于人才和技术条件的限制以及对城市快速发展的追求，选择了粗放型的经济发展方式。产业结构不合理，加工业与基础产业的比例失衡，现代教育、医疗、通讯和交通等第三产业发展落后，新兴产业整体水平不高，投资、规模小。

(3)生命线系统建设不完善

中小城市基础设施建设不完善，规划、设计能力落后。道路网密度较低，供水、供气和污水、垃圾处理水平比全国平均水平低10%左右，供暖能力仅为全国平均水平的29%。中小城市的人均基础设施固定资产投资仅相当于特大及大城市的42%[9]。

(4)生态环境破坏严重

粗放型经济发展模式同时造成了资源的浪费、生态的严重破坏。农业生产使用过量化肥和农药，造成水资源浪费和污染。能源回收率低，浪费严重。城市、工业污水、垃圾处理系统不完善，导致城市环境卫生情况不理想。

(5)防灾减灾工作滞后

目前，我国防灾减灾法律不完善，缺乏综合且行之有效的防灾减灾法律体系，中小城市更是实施的薄弱环节，防灾减灾法律对于许多中小城市来说形同虚设，并没有起到相应的作用[10]。且中小城市应急救援设备存在数量不足、技术落后和低水平等问题。

2 中小城市灾害韧性评价体系构建

韧性评价一方面可加深对城市韧性构成的理解，另一方面有助于规划者了解城市当前的韧性水平以及下一步城市韧性规划的建立[11]。建立韧性评价体系并进行韧性评价的过程如图1所示。

图1 城市韧性评价过程

2.1 中小城市灾害韧性评价指标体系构建

城市无论大小其性质、基本功能和发展方向都是一样，因此在韧性评价上都要体现出城市性质、功能对城市韧性的影响。大城市的城市规划建设和公共设施完善便利，城市的服务功能和水平较高，拥有高层次的学校、医院和企业等机构，而中小城市的公共基础设施已逐渐落后甚至出现问题，相对薄弱；也由于以上问题使得中小城市难以满足城市居民的应急避难需求，因此在构建评价体系时应突出对中小城市公共基础设施以及灾害准备的韧性评价指标。

1)确定维度

“韧性城市”是一个相对的概念，是根据城市自身纵向对比与城市之间横向对比而言的，因此是否达到“韧性城市”标准，不仅要参照统一的标准，更要结合城市自身发展的特征。城市的发展推动着城市韧性的提升；城市韧性的增强有效地推动城市有序发展[12]。中小城市主要强调通过城市建设的规范来增强城市的韧性。因此，本文从中小城市韧性建设特点和城市发展出发，结合韧性城市相关理论，确定其韧性评价维度：人文韧性、经济韧性、生命线系统韧性、生态环境韧性、灾害准备韧性。

2)确定评价指标

2010年，联合国减灾署提出的“韧性城市十大要素”是城市承诺提高抗灾能力的基础，韧性建设所需遵循的守则。随后，减灾署推出了一本《地方政府领导手册》[13]，帮助城市评估风险，落实韧性城市评价指标研究可持续的减灾计划。2018年城市可持续发展技术委员会提出了《城市可持续发展韧性城市指标》[14]，用以衡量“韧性城市”建设水平。上述研究为建立韧性评价体系提供指导，但其中某些指标并不适用于我国中小城市。在指标选取标准上，既要全面还要具有代表性、可比性、可行性。因此在以上研究基础上，结合其他现有韧性评价体系[15-18]，构建适用于我国中小城市灾害韧性评价指标体系(见表1)。

表1 中小城市灾害韧性评价指标体系

目标层准则层指标层单位权重城市韧性生态环境韧性C40.079 2森林覆盖率P27%0.004 8建成区绿地率P28%0.007 3饮用水水源水质达标率P29%0.018 3全年降雨量P30mm0.008 0空气质量优良天数P31天0.019 5工业固体废物利用率P32%0.010 4城市污水处理率P33%0.010 9灾害准备韧性C50.150 3灾害救助储备物资总量P34件0.023 5防灾减灾社区个数P35个0.033 1城市人均避难场所面积P36m2/人0.043 4防灾减灾规章制度是否健全P37--0.025 1应急救援预案是否制定P38--0.025 1

注：1.灾害准备韧性中防灾减灾规章制度是否健全和应急救援预案是否制定两个定性指标的取值方法为：是取1；否取0。

该评价体系以人文、经济、生命系统、生态环境和灾害准备韧性为研究维度。其中人文韧性指标以人的角度出发突显人对城市韧性的影响；生命线系统韧性指标体现的是城市硬件设施的综合水平以及信息、通信的快速反应在抵御灾害时的重要作用；经济韧性指标体现了韧性城市的经济不仅要有强大的经济实力还要求产业结构的优化和经济发展的持久力；生态环境韧性指标从自然环境和人类生活、生产环境方面体现对城市韧性的影响；灾害韧性准备指标主要突出城市对灾害来临时的应对措施。

2.2 中小城市韧性测度方法

1)指标权重赋值

采用层次分析法和专家咨询法对指标赋值权重，提高指标权重的准确性，弥补了单一方法的局限性。其中，层次分析法中评价指标之间的比较矩阵由安徽理工大学、中国矿业大学相关专业教授以及淮南市政府城市规划部门工作人员评分确定，并使用层次分析法yaahp软件计算，以确保权重结果的合理性与正确性。

2)数据处理方法

采用极值法(即min-max标准化的方法)对原始数据矩阵X进行线性变换，得到新标准化数据矩阵Y，使不同量纲的指标具有可比性。

对于原始数据值越大越好的指标，即正向指标的处理公式为

Yij={Xij-min(Xij)}/{max(Xij)-min(Xij)}

(1)

对于原始数据值越小越好的指标，即负向指标的处理公式为

Yij={max(Xij)-Xij}/{max(Xij)-min(Xij)}

(2)

式中：Xij为评价指标原始数据，Yij为处理后的标准化数据。

城市灾害韧性各维度评价指数为指标层标准值与指标层权重的乘积之和。即

(3)

式中：Wj表示第j个维度的评价指标，m表示各维度的指标数。

城市灾害韧性综合评价指数采用多目标加权函数计算。即

(4)

式中：T表示城市灾害韧性综合评价指数；Rj表示准则层指标的权重，j=1、2、3、4、5。

3 应用

为评价淮南市韧性水平，收集了淮南市2013～2017年评价指标实际数据，自2015年年底寿县就正式划入淮南市，从2016年开始所有统计数据均加入了寿县各项指标数据。通过指标分析可知，其中人口密度、人口自然增长率、老龄化程度(65岁以上比例)、城镇登记失业率、历史文化古城面积、全社会用电量总计、恩格尔系数以及万元GDP能耗为负向指标，其余30个指标为正向指标。

3.1 评价结果

评价结果具体如表2所示。

表2 淮南市城市韧性评价指数

图2 淮南市城市韧性评价指数

3.2 结果分析

1)淮南市近五年城市灾害韧性指数总体呈波动上升趋势，这说明淮南市韧性水平有所提升。近几年，淮南市开始实施公用事业工程、市政设施维护工程及新农村建设等大建设项目。但寿县划入后韧性指数明显下降，说明寿县的总体韧性较低，寿县作为历史古城，其城市建设水平相对来说较低，所以其韧性较差。

2)生态环境韧性、经济韧性和灾害准备韧性指数均呈上升趋势，且三者韧性指数平均值位于前三，分别为0.262 5、0.140 8和0.096 3。近几年淮南市大力实施环境综合治理项目，还颁布了《淮南市综合防灾减灾规划(2016～2020年)》。但仍存在城市工业和生活废水废物处理率均未达到90%以上；淮南市人均GDP仅为国家人均GDP的50%；高新技术产业占GDP比重增长仅约3%；城市人均避难场所面积未达到国家标准等问题。

3)人文韧性和生命线系统韧性指数呈下降趋势，其二者平均值分别为0.057 2和0.067 7。淮南市老龄化程度持续上升，高达13%；人口接受高等教育程度偏低，2016年末，大学及以上学历人口仅占12.03%[19]；由于基础设施落后，强降雨时路面积水导致交通堵塞，停水、停电；医疗及失业保险参保率逐年下降；卫生机构及人员紧缺，2017年末卫生机构减少0.09%，卫生人员减少0.18%。

3.3 灾害韧性提升对策

1)加强淮南市生命线系统完备度和冗余度的建设。例如，政府应重新综合规划供排水、供气等管线，管线布局应考虑城市的远近期规划及分阶段建设。加强电力系统的保护和控制，区域、主干网架和重要输电通道保护，城市配电网主干线路应采用入地式电缆。加强医疗机构的建设，引进医疗专业人员，做好医疗保障。

2)在人文发展上，首先应控制人口数量，提高人口质量，根据本地实际情况对计划生育进行整改。完善、提高基本医疗和养老保障标准。增加对教育经费的投入，改善教学条件，最大限度地减小城、乡学校教学硬件和软件的差异。

3)淮南市政府还应进一步加大税减力度，扶持中小企业发展。合理调整产业结构，加大高新技术产业和战略新兴产业的投入和发展。完善生态环境保护管理体系，严格监管污染物排放，加大社会力量的监督并制定奖惩制度。完善应急预案、加强应急救援设备、加大建设避难场所面积，增强群众防灾减灾意识，全面提高防灾减灾应急能力。